В настоящата технологична система за пречистване на вода биологичните аерирани филтри (BAF) се превърнаха в един от основните избори за усъвършенствано третиране на общински отпадни води и някои промишлени отпадъчни води поради интегрирането на биоразграждане и физическа филтрация. В сравнение с традиционния процес на активна утайка, процесът BAF има компактен отпечатък, висока ефективност на пречистване и стабилно качество на отпадъчните води. Научният контрол върху условията на работа обаче пряко определя ефекта от лечението и оперативните разходи. Тази статия, съчетаваща инженерни приложения и експериментални данни, анализира задълбочено ключовите моменти от работата и контрола на процеса BAF, особено ключовите параметри по отношение на натоварването, съотношението вода-въздух, обратното промиване и управлението на операциите, и предоставя-обосновани справки, за да помогне на професионалистите по пречистване на вода да разберат и приложат по-добре този процес.
I. Основен параметър на операцията на BAF процес – натоварване
При проектирането и работата на BAF натоварването е най-критичният контролен фактор. Два общи индекса на натоварване включват хидравлично натоварване и обемно натоварване. Обемното натоварване често е BOD5, NH3-N или NO3-N и различните работни цели изискват различни натоварвания.
Карбонизираните BAF позволяват най-високата скорост на обемно натоварване и могат да издържат на по-високи концентрации на органични вещества; нитрифициращите BAF имат относително по-ниски скорости на натоварване и отстраняването на амонячен азот зависи от по-дълги времена на задържане и по-стабилно снабдяване с разтворен кислород; денитрифициращите BAF изискват по-високи скорости на хидравлично натоварване, за да поддържат ефективността на отстраняване на азота. Оптимизирането на процеса трябва да се извърши въз основа на действителните цели за отпадъчни води в инженерните проекти. Например, операцията по карбонизиране с високо{2}}натоварване може да се използва за промишлени отпадъчни води предимно за отстраняване на органична материя, докато отстраняването на амонячен азот от битови отпадъчни води изисква намален обемен процент на натоварване. Освен това BAF с низходящ поток обикновено използват по-ниски скорости на натоварване, докато BAF с възходящ поток могат да използват по-високи скорости на натоварване.
II. Съотношение-към-вода – ключов фактор, влияещ върху ефективността на отстраняване на азот
В сравнение с традиционните процеси с активна утайка, BAF имат по-добри условия за пренос на маса и по-високи нива на използване на кислорода, като по този начин позволяват относително по-ниско съотношение въздух-към-вода. Проучванията показват, че премахването на 1 kg BOD5 изисква снабдяване с кислород от 0,42–0,8 kg O₂. Средното снабдяване с кислород на BAF е приблизително 0,51 kg O₂/kg BOD, много по-ниско от 1,0–1,2 kg O₂/kg BOD на конвенционалните процеси с активна утайка.
За работа с карбонизиран BAF, конвенционалното съотношение въздух-към-вода е (3–7):1. Ако отстраняването на амонячен азот е основната цел, подаването на въздух, необходимо за отстраняване на 1 kg NH3-N, е приблизително 70 m³. Това означава, че BAF може ефективно да намали консумацията на енергия за аериране, като същевременно гарантира достатъчно разтворен кислород, което е основно предимство. В инженерството обаче е изключително важно да се отбележи, че прекалено ниското съотношение въздух-към-вода може да доведе до недостиг на кислород във филтърния слой и намаляване на ефективността на нитрификация; прекалено високото съотношение въздух-към-вода ще увеличи консумацията на енергия и може да повлияе на стабилността на филтърната среда и биофилма.
III. Интензивност и честота на обратно промиване - Осигуряване на активност на филтърния слой
След период на работа филтърното легло може да се запуши поради улавяне на суспендирани твърди частици и удебеляване на биофилма. Следователно обратното промиване е важна оперативна стъпка. Понастоящем често използваният метод е комбинирано обратно промиване с въздух-вода.
IV. Други въпроси, които трябва да имате предвид по време на работа
1. SS контрол
За да се предотврати запушването на суспендираните твърди вещества във филтърния слой, входящият SS трябва да се контролира под 60–100 mg/L. Обичайните мерки за предварителна обработка включват утаяване или флотация. В противен случай това не само ще доведе до повишен спад на налягането във филтърния слой, но и ще увеличи натоварването при обратно промиване.
2. Ударно натоварване на връщането на отпадъчния поток от обратна промивка
Поради краткия цикъл и високата интензивност на обратното промиване, ако връщащата се вода навлезе директно в предния{0}}блок за обработка, това може лесно да причини ударно натоварване. Решенията включват: настройка на изравнителен резервоар (междинен буферен резервоар) за буфериране на обема на водата и колебанията в качеството на водата; и разумно планиране на времето за обратно промиване, за да се избегне припокриване с пиковия входящ поток.
3. Синергични въпроси на отстраняването на фосфора и дезинфекцията
При усъвършенствано третиране или повторна употреба на регенерирана вода, BAF често се използва в серия с агрегати за химическо отстраняване на фосфор и дезинфекция. Трябва да се обърне специално внимание на: въздействието на химичните агенти върху биофилма, като например възможността прекомерното количество железни или алуминиеви соли да инхибират биологичната активност; и съчетаването на режима на обратно промиване и остатъците от дезинфекция, за да се избегне вторично замърсяване.
В заключение, BAF (флуидизация на тялото) е процес, който съчетава висока ефективност и компактност и е широко използван при усъвършенствано пречистване на общински отпадъчни води, пречистване на промишлени отпадъчни води и използване на рециклирана вода. Това обаче не е "панацея". Неговата максимална ефективност може да бъде постигната само чрез-специфично за обекта и прецизно управление при работа и контрол. Контролът на натоварването определя дали целите на лечението могат да бъдат постигнати; регулирането на съотношението -към-вода е свързано с потреблението на енергия и ефективността на отстраняване на азота; обратното промиване е в основата на поддържането на дългосрочна-стабилна работа; и SS (суспендирани твърди частици) и управлението на обратната вода са "скритите условия" за осигуряване на здравословна работа на системата. В бъдеще, с развитието на интелигентно управление на водата и технологии за автоматизиран контрол, работата и контролът на BAF ще станат по-прецизни и интелигентни, а ролята му в екологични и ниско-въглеродни системи за пречистване на вода ще стане все по-важна.