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曝氣生物濾池工藝對有機污染物去除機理的探討

曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter，BAF）是一種集生物氧化和過濾截留于一體的污水處理工藝，其對有機污染物的去除主要通過物理、化學和生物協同作用完成。

1. 物理截留作用

BAF填料層（常用陶粒、活性炭等）形成三維網狀結構，污水流經時，較大顆粒物和膠體被機械篩濾截留。填料表面豐富的孔隙結構增加了比表面積，為微生物附著生長提供載體，同時增強了對溶解性有機物的吸附能力。

2. 生物降解作用（核心機理）

• 好氧代謝：曝氣提供充足氧氣，好氧微生物（如假單胞菌、硝化菌等）將有機物分解為CO?和H?O，同時合成細胞物質。BOD?去除率可達90%以上。

• 生物膜作用：填料表面形成生物膜，分層分布著不同菌群。外層以好氧菌為主，內層可能出現兼性/厭氧菌，實現有機物的階梯式降解。

• 胞外聚合物（EPS）作用：微生物分泌的EPS可吸附有機物，促進其向生物膜內傳遞，同時增強生物膜穩定性。

3. 其他輔助作用

• 化學氧化：曝氣過程中部分有機物可能被直接氧化。

• 生物吸附：微生物細胞表面通過靜電作用吸附帶相反電荷的有機分子。

影響因素

• 溶解氧（DO）：一般需維持2-4mg/L，過低導致好氧代謝不足，過高增加能耗。

• 水力負荷：過高會縮短接觸時間，建議0.5-3m³/(m²·h)。

• 有機負荷：通常控制在0.5-3kgCOD/(m³·d)，超載易引發生物膜脫落。

• 溫度：20-35℃時活性，低溫需延長停留時間或保溫。

• 填料特性：理想填料應具備高比表面積（＞2m²/g）、適宜孔隙率（40%-70%）和機械強度。

工藝優勢

• 一體化結構節省占地

• 抗沖擊負荷能力強

• 污泥產量少（約為活性污泥法的1/4）

• 可同步脫氮除磷（通過調整運行參數）

結論

BAF通過"物理截留-生物降解-深度氧化"的多重機制去除有機物，尤其適用于中小型污水處理廠升級改造。優化填料組合（如陶粒+活性炭）、采用脈沖曝氣策略、耦合化學氧化（如臭氧）等可進一步提升處理效能。