Nyckelpunkter för BAF-processdrift och kontroll

I det nuvarande systemet för vattenreningsteknik har biologiska luftade filter (BAF) blivit ett av de vanligaste valen för avancerad rening av kommunalt avloppsvatten och en del industriellt avloppsvatten på grund av deras integrering av biologisk nedbrytning och fysisk filtrering. Jämfört med den traditionella aktiverade slamprocessen har BAF-processen ett kompakt fotavtryck, hög reningseffektivitet och stabil avloppskvalitet. Den vetenskapliga kontrollen av dess driftsförhållanden bestämmer dock direkt behandlingseffekten och driftskostnaden. Den här artikeln, som kombinerar tekniska applikationer och experimentella data, analyserar djupgående nyckelpunkterna för BAF-processdrift och -kontroll, särskilt nyckelparametrarna i termer av belastning, vatten-luftförhållande, backspolning och drifthantering, och ger data-drivna referenser för att hjälpa vattenreningspersonal att bättre förstå och tillämpa denna process.

I BAF-konstruktion och drift är belastning den mest kritiska styrfaktorn. Två vanliga belastningsindex inkluderar hydraulisk belastning och volymetrisk belastning. Volumetrisk belastning är ofta BOD₅, NH₃-N eller NO₃-N, och olika driftmål kräver olika belastningar.

Kolsyrade BAF:er tillåter den högsta volymetriska laddningshastigheten och tål högre koncentrationer av organiskt material; nitrifierande BAF:er har relativt lägre laddningshastigheter, och ammoniak-kväveavlägsnande är beroende av längre uppehållstider och en mer stabil tillförsel av löst syre; denitrifierande BAF:er kräver högre hydrauliska laddningshastigheter för att upprätthålla effektiviteten i kväveavskiljningen. Processoptimering bör utföras utifrån faktiska avloppsmål i ingenjörsprojekt. Till exempel kan hög-förkolningsoperation användas för industriellt avloppsvatten i första hand för avlägsnande av organiskt material, medan borttagning av ammoniakkväve från kommunalt avloppsvatten kräver en reducerad volymetrisk laddningshastighet. Dessutom använder nedflödes-BAF i allmänhet lägre laddningshastigheter, medan uppflödes-BAF kan använda högre laddningshastigheter.

Jämfört med traditionella aktiverade slamprocesser har BAF bättre massöverföringsförhållanden och högre syreutnyttjande, vilket möjliggör ett relativt lägre förhållande mellan luft-till-vatten. Studier visar att för att ta bort 1 kg BOD₅ krävs en syretillförsel på 0,42–0,8 kg O₂. Den genomsnittliga syretillförseln av BAF är cirka 0,51 kg O₂/kg BOD, mycket lägre än 1,0–1,2 kg O₂/kg BOD för konventionella processer för aktivt slam.

För karboniserad BAF-drift är det konventionella förhållandet luft-till-vatten (3–7):1. Om avlägsnande av ammoniakkväve är det primära målet, är lufttillförseln som krävs för att avlägsna 1 kg NH₃-N cirka 70 m³. Detta innebär att BAF effektivt kan minska luftningsenergiförbrukningen samtidigt som det säkerställer tillräckligt med löst syre, vilket är en stor fördel. Men inom teknik är det viktigt att notera att ett för lågt förhållande mellan luft-till-vatten kan leda till syrebrist i filterbädden och en minskning av nitrifikationseffektiviteten; ett för högt förhållande mellan luft-till- ökar energiförbrukningen och kan påverka stabiliteten hos filtermediet och biofilmen.

Efter en tids drift kan filterbädden bli igensatt på grund av infångning av suspenderade partiklar och förtjockning av biofilmen. Därför är backspolning ett viktigt operativt steg. För närvarande är den vanligaste metoden kombinerad luft-vattenbakspolning.

1. SS-kontroll
För att förhindra att suspenderade partiklar täpper igen filterbädden bör inflödet SS kontrolleras under 60–100 mg/L. Vanliga förbehandlingsåtgärder inkluderar sedimentering eller flotation. Annars kommer det inte bara att leda till ökat tryckfall i filterbädden utan också öka returspolningsbördan.

2. Stötmängd av returspolningsavloppsvatten
På grund av den korta cykeln och den höga intensiteten av backspolning, om returvattnet direkt kommer in i den främre-behandlingsenheten, kan det lätt orsaka stötbelastning. Lösningar inkluderar: att sätta upp en utjämningstank (mellanbufferttank) för att buffra vattenvolym och vattenkvalitetsfluktuationer; och rimligt schemalägga tillbakaspolningstiden för att undvika överlappning med maximalt inflytande flöde.

3. Synergistiska problem med fosforborttagning och desinfektion
Vid avancerad behandling eller återanvändning av återvunnet vatten används BAF ofta i serie med kemiska fosforborttagnings- och desinfektionsenheter. Särskild uppmärksamhet måste ägnas åt: effekterna av kemiska ämnen på biofilmen, såsom möjligheten att överskott av järn- eller aluminiumsalter kan hämma biologisk aktivitet; och kopplingen av backspolningsregimen och desinfektionsrester för att undvika sekundär förorening.

Sammanfattningsvis är BAF (Body Fluidization) en process som kombinerar hög effektivitet och kompakthet, och som har använts i stor utsträckning vid avancerad kommunal rening av avloppsvatten, industriell rening av avloppsvatten och återvunnet vattenanvändning. Det är dock inget "universalmedel". Dess maximala effektivitet kan endast uppnås genom -webbplatsspecifik och förfinad hantering av drift och kontroll. Belastningskontroll avgör om behandlingsmålen kan uppnås; justering av luft-till-förhållandet relaterar till energiförbrukningen och effektiviteten i kväveavskiljningen; backspolning är kärnan för att upprätthålla en lång-stabil drift; och SS (suspenderade ämnen) och returvattenhantering är de "dolda villkoren" för att säkerställa en sund drift av systemet. I framtiden, med utvecklingen av smart vattenhantering och automatiserad kontrollteknik, kommer driften och kontrollen av BAF att bli mer förfinad och intelligent, och dess roll i gröna och kol{8}}fattiga vattenreningssystem kommer att bli allt viktigare.