上向流曝氣式生物濾池（UBAF）技術(shù)解析
一、定義與基本原理
上向流曝氣式生物濾池（Upflow Biological Aerated Filter, UBAF）是一種采用污水從濾池底部向上流動(dòng)、氣水同向運(yùn)行的生物膜法污水處理工藝。其核心原理是通過濾料表面附著的微生物膜對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，同時(shí)利用濾料的截留作用和生物膜內(nèi)部的反硝化作用，實(shí)現(xiàn)污染物的去除。污水與空氣在濾料層中充分接觸，氧氣通過曝氣系統(tǒng)供給，形成好氧環(huán)境，促進(jìn)微生物代謝活動(dòng)。
二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
- 氣水分布系統(tǒng)
- 底部設(shè)置氣水混合室，通過長(zhǎng)柄濾頭或布?xì)夤軐?shí)現(xiàn)氣水均勻分布，避免短流或溝流。
- 濾料層采用密度大于水的材料（如陶粒、活性炭），自然堆積形成2-4米厚的濾床，確保高負(fù)荷運(yùn)行。
- 承托層與濾料層
- 承托層由卵石或塑料板構(gòu)成，支撐濾料并防止其流失。
- 濾料層提供微生物附著表面，比表面積大，孔隙率高，利于生物膜生長(zhǎng)。
- 反沖洗系統(tǒng)
- 定期采用氣水聯(lián)合反沖洗，清除老化生物膜和截留的懸浮物，恢復(fù)濾池通透性。
- 反沖洗水回流至預(yù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源化利用。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
- 高效污染物去除
- 可同步去除SS、COD、BOD、氨氮及總氮，出水水質(zhì)穩(wěn)定，SS可低于10mg/L。
- 氧利用率達(dá)20%-30%，曝氣量低于傳統(tǒng)工藝，能耗降低。
- 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)
- 濾料層內(nèi)微生物濃度高，對(duì)水質(zhì)水量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，無污泥膨脹風(fēng)險(xiǎn)。
- 占地面積小
- 容積負(fù)荷是傳統(tǒng)活性污泥法的6-12倍，池體體積減少50%-80%，基建投資節(jié)省30%以上。
- 啟動(dòng)與運(yùn)行便捷
- 掛膜周期短（7-12天），無需接種污泥，自動(dòng)化程度高，維護(hù)簡(jiǎn)單。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
- 市政污水處理
- 適用于中小型污水處理廠，出水可達(dá)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，滿足回用要求。
- 工業(yè)廢水處理
- 廣泛用于印染、化工、食品加工等行業(yè)，有效處理高濃度有機(jī)廢水。
- 微污染水源預(yù)處理
- 去除氨氮、有機(jī)物，提升水源水質(zhì)，保障飲水安全。
- 污水深度處理
- 作為三級(jí)處理工藝，進(jìn)一步去除總氮、總磷，實(shí)現(xiàn)污水資源化。
五、局限性及改進(jìn)方向
- 進(jìn)水SS限制
- 要求進(jìn)水SS≤100mg/L，需加強(qiáng)預(yù)處理（如斜板沉淀、投加絮凝劑）。
- 反沖洗能耗
- 反沖洗水力負(fù)荷大，需優(yōu)化反沖洗策略（如脈沖反沖洗）以降低能耗。
- 產(chǎn)泥量問題
- 污泥產(chǎn)量略高于活性污泥法，需配套污泥處理設(shè)施。
改進(jìn)趨勢(shì)：
- 開發(fā)輕質(zhì)填料（如聚苯乙烯）減少反沖洗能耗；
- 集成智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)曝氣、反沖洗的精準(zhǔn)調(diào)控；
- 結(jié)合膜技術(shù)（如MBR）提升出水水質(zhì)。
六、典型案例
法國OTV公司開發(fā)的BIOSTYR工藝是UBAF的代表，采用輕質(zhì)懸浮濾料，實(shí)現(xiàn)硝化/反硝化同步進(jìn)行。該工藝有效水深達(dá)8-10米，氧轉(zhuǎn)移效率超30%，廣泛應(yīng)用于歐洲市政污水處理廠。
總結(jié)
上向流曝氣式生物濾池（UBAF）以其高效、緊湊、易維護(hù)的特點(diǎn)，成為污水處理領(lǐng)域的主流技術(shù)之一。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化與智能化升級(jí)，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步拓展，為水環(huán)境治理提供可靠解決方案。
