曝气生物滤池工艺对有机污染物去除机理的探讨

曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，BAF）是一种集生物氧化和过滤截留于一体的污水处理工艺，其对有机污染物的去除主要通过物理、化学和生物协同作用完成。

1. 物理截留作用

BAF填料层（常用陶粒、活性炭等）形成三维网状结构，污水流经时，较大颗粒物和胶体被机械筛滤截留。填料表面丰富的孔隙结构增加了比表面积，为微生物附着生长提供载体，同时增强了对溶解性有机物的吸附能力。

2. 生物降解作用（核心机理）

• 好氧代谢：曝气提供充足氧气，好氧微生物（如假单胞菌、硝化菌等）将有机物分解为CO₂和H₂O，同时合成细胞物质。BOD₅去除率可达90%以上。

• 生物膜作用：填料表面形成生物膜，分层分布着不同菌群。外层以好氧菌为主，内层可能出现兼性/厌氧菌，实现有机物的阶梯式降解。

• 胞外聚合物（EPS）作用：微生物分泌的EPS可吸附有机物，促进其向生物膜内传递，同时增强生物膜稳定性。

3. 其他辅助作用

• 化学氧化：曝气过程中部分有机物可能被直接氧化。

• 生物吸附：微生物细胞表面通过静电作用吸附带相反电荷的有机分子。

影响因素

• 溶解氧（DO）：一般需维持2-4mg/L，过低导致好氧代谢不足，过高增加能耗。

• 水力负荷：过高会缩短接触时间，建议0.5-3m³/(m²·h)。

• 有机负荷：通常控制在0.5-3kgCOD/(m³·d)，超载易引发生物膜脱落。

• 温度：20-35℃时活性，低温需延长停留时间或保温。

• 填料特性：理想填料应具备高比表面积（＞2m²/g）、适宜孔隙率（40%-70%）和机械强度。

工艺优势

• 一体化结构节省占地

• 抗冲击负荷能力强

• 污泥产量少（约为活性污泥法的1/4）

• 可同步脱氮除磷（通过调整运行参数）

结论

BAF通过"物理截留-生物降解-深度氧化"的多重机制去除有机物，尤其适用于中小型污水处理厂升级改造。优化填料组合（如陶粒+活性炭）、采用脉冲曝气策略、耦合化学氧化（如臭氧）等可进一步提升处理效能。