南通乾瀚环境工程有限公司

　　一、技术原理：生物膜的净化引擎

　　生物滤池的核心在于生物膜——附着于滤料表面的微生物聚集体。其净化过程分为三个阶段：

　　1.传质吸附

　　污水流经滤料层时，有机污染物、氨氮等通过扩散作用迁移至生物膜表面并被吸附。

　　2.生物降解

　　好氧层代谢膜外层好氧微生物将有机碳(BOD/COD)氧化为CO2和H2O，同时硝化菌将氨氮转化为硝酸盐。

　　缺氧层脱氮膜内层缺氧区发生反硝化，硝酸盐被还原为氮气释放。

　　除磷机制聚磷菌富集磷酸盐，配合滤料物化吸附实现部分除磷。

　　3.膜更新机制

　　老化的生物膜在水力剪切作用下脱落，新生膜持续更替，维持系统活性(需二沉池拦截脱落生物膜)。

　　二、结构进化：四代技术更迭

　　1.传统低负荷滤池

　　滤料为碎石/卵石，负荷特性为有机负荷：<0.3kgBOD5/m3·d，自然通风、高净化率(BOD去除>90%)。

　　2.高负荷滤池

　　滤料为塑料填料(PVC/PP)，负荷特性为有机负荷：0.6-1.2kgBOD5/m3·d，回流技术、防堵设计。

　　3.塔式生物滤池

　　滤料为轻质塑料模块，高度8-24m，水力负荷>10m³/m2·h，竖向分层处理、自然拔风强化供氧。

　　4.曝气生物滤池(BAF)

　　滤料为均质陶粒，集成生物氧化+过滤，负荷提升3-5倍，强制曝气+气水反冲洗系统。

　　5.BAF的革命性设计

　　1.底部曝气系统提供可控氧环境，大幅提升硝化效率

　　2.定期反冲洗(气水强度比3:1)解决传统滤池堵塞顽疾

　　3.滤料层深度过滤实现SS<10mg/L，可替代二沉池

　　三、性能比较：优势与适用边界

　　1.核心优势

　　(1)能效比突出

　　重力流设计使吨水电耗仅为活性污泥法的30%-50%。

　　(2)抗冲击负荷

　　生物膜微生物相丰富，MLSS可达8-15g/L，耐受水质波动。

　　(3)污泥产率低

　　污泥龄长达15-30天，较活性污泥法减量40%以上。

　　(4)无膨胀风险

　　固定膜结构规避了丝状菌膨胀问题。

　　2.应用局限

　　(1)低温敏感性

　　10℃以下硝化速率下降50%，需保温或BAF强化。

　　(2)占地面积

　　传统滤池需≥0.5m²/m³·d，BAF可压缩至0.1-0.2m²/m³·d。

　　(3)臭味控制

　　硫化氢释放风险需通过预曝气或化学洗涤管控。

　　四、工程实践：多场景应用

　　1.市政污水领域

　　中小城镇：高负荷滤池/塔式滤池作为主体工艺。

　　提标改造：BAF用于深度脱氮(TN<15mg/L)与SS深度去除。

　　2.工业废水处理

　　食品/制药：处理COD2000-5000mg/L的高有机废水。

　　化工园区：耐毒性菌种强化生物膜处理含酚/氰废水。

　　3.水环境修复

　　河道水质提升：旁路BAF系统削减氨氮负荷(>85%)。

　　再生水厂：三级处理保障回用水质(达到GB18918-2002一级A)。

　　五、技术融合创新

　　1.耦合厌氧氨氧化

　　在BAF缺氧区富集Anammox菌，实现节能脱氮。

　　2.智慧化运行

　　在线生物膜厚度传感器(超声波/阻抗法);

　　AI算法优化反冲洗周期(压差+水质反馈)。

　　3.碳减排路径

　　利用生物膜碳源捕获技术转化CO2为生物炭;

　　反硝化除磷(DPB菌)同步降碳减泥。