BIOSTYR上流式曝气生物滤池不失为一种新式又经济可靠的污水处理工艺， 尤其在经济增长迅速、人口密度大、地价昂贵的现代都市， 它更显示出自己的实用价值 近20年来，各国的专家都纷纷研究和开发固定生物膜工艺、而BIOSTYR上流曝气生物滤池便是近年来在欧洲发展起来的新一代的生物膜污水处理技术。最近10年来，世界上已有50个国家利用其设计、建成、运行了3500个同类型的的污水厂，其中规模最大的达到41万吨／日。由于生物滤池内微生物量可高达10—15g／l，生物滤池的官积负荷大大增加，同时，利用填料和滤头作过滤作用，也节省了二沉池，因而它具有占地小、效率高、能耗低、投资省、运行稳定可靠等优点。最近国际专家组将之评为最适合用于香港的工艺，并建议采用于香港的策略性污水处理计划中。只要根据污水水质的情况，将生物滤池与多种预处理配合，即可获得很高的排放标准。它既可用于二级污水处理，也可用于处理回用的三级处理上。
BIOSTYR上流式曝气生物滤池不失为一种新式又经济可靠的污水处理工艺， 尤其在经济增长迅速、人口密度大、地价昂贵的现代都市， 它更显示出自己的实用价值
近20年来，各国的专家都纷纷研究和开发固定生物膜工艺、而BIOSTYR上流曝气生物滤池便是近年来在欧洲发展起来的新一代的生物膜污水处理技术。最近10年来，世界上已有50个国家利用其设计、建成、运行了3500个同类型的的污水厂，其中规模最大的达到41万吨／日。由于生物滤池内微生物量可高达10—15g／l，生物滤池的官积负荷大大增加，同时，利用填料和滤头作过滤作用，也节省了二沉池，因而它具有占地小、效率高、能耗低、投资省、运行稳定可靠等优点。最近国际专家组将之评为最适合用于香港的工艺，并建议采用于香港的策略性污水处理计划中。只要根据污水水质的情况，将生物滤池与多种预处理配合，即可获得很高的排放标准。它既可用于二级污水处理，也可用于处理回用的三级处理上。
1
、基本结构
该滤池的底部作为进水管和配水渠的同时，也作为反冲洗时的排出水渠(见图一所示)。中部有3.5米的滤科层，滤料层由低密度的聚苯乙烯小珠组成，其直径为3—5mm，滤料表面附着大量的微生物，由于滤科比水轻，浮在水面。为防止流失，滤床顶设水泥挡板(图二)，板上有可装拆的滤头，滤头用于滤池的出水。在滤池底部设有气管(图三)。如要进行反硝化，需要在滤科的中部设空气管。至于两层空气管的用途，上层用于曝气，下层用于反冲洗。
2
、工艺原理
BIOSTYR上流式曝气生物滤池采用上流式过滤的原理，滤床完全淹没在污水中，污水由过滤床底部引入，流经整个滤床，滤床的滤树上生长了大量微生物，有时微生物量高达10—15g／l，是活性污泥法的35倍。污水与空气一起由下而上流在流经滤层时，一部分有机物被附着在滤料的微生物分解成二氢化碳和水，一部分有机物生成新的微生物，加厚了生膜的厚度。污水呻的有机物也同时得到去除。滤料除作为微生物的附着物之外。还可作过滤用酌滤料，污水中的层浮物以及生物膜在流过滤料时被截留，因而不需设沉淀池作固液分离。污水经过滤床处理后便达到了排放标准，经过滤头后在滤床顶部形成洁水区，处理后出水从清水区溢出排放。
为了去除多余的生物膜及残留固体，经一段时间使用后，滤床需进行反冲洗，BIOSTYR利用处理过的污水进行反冲洗，不需要设反冲洗泵，反冲洗水自滤床顶反冲入填科区。利用自上而下的水力进行冲刷填料，并可同时配合曝气，多余的生膜及残留固体被冲刷和剥落，然后随反冲洗流走。反冲洗频率视实际负荷而定，通常为每日一次。可用时间控制或压力差来控制。由于该系统由数个单元组成，进行反冲洗时其它单元可继续正常
出水。
上流式曝气生物滤池还具有除氮的功能，为了使生物滤池内进行硝化和反硝化反应，供气管设在滤料之间，以使滤料下层为缺氧区，上层为好氧区。好氧区的滤科浮于水中，供气管道向奸氧区不断供氧，附着在滤科上的微生物在奸氧的状态下将污水中的有机氦和氨氢硝化成硝酸盐氮，硝化后的出水部份与过水汇合，再度回流至缺氧区，缺氧区的反硝
化细菌利用原污水的有机物作碳源进行反硝化反应，使硝酸盐氮变成氮气逸走，经硝化和反硝化反应过程将总氮去除。
以下是该系统的一些工艺参数：
1． 滤池CODcr的负荷可达3—55kg／m3滤料／d(15℃)
2． 滤池氮的负荷最高可达11kgNH4—N／m3滤料／d(15℃)
3． 在滤池中硝化型的滤池滤速为8—10m／h，在硝化和反硝化型的滤池中，滤速为3—5m／h。
3
、应用实例
法国塞那河畔的COLOMBES污水处理厂，处理规模为24万吨／日，占地面积为35公顷。该厂使用上流式曝气生物滤池的工艺流程情况如下：
|
处理进出口水水质
|
||
|
|
进水
|
出水
|
|
CODcr
|
6000mg/l
|
<60mg/l
|
|
BOD5
|
240mg/l
|
<25mg/l
|
|
SS
|
360mg/l
|
<20mg/l
|
|
NH4-N
|
40mg/l
|
<8mg/l
|
|
TKN
|
60mg/l
|
<10mg/l
|
|
T-P
|
16mg/l
|
<1mg/l
|
4
、优缺点
上流式曝气生物滤池的优点有：
1.由于滤池CODcr的负荷可达3—5.5kg／m3滤科／d，这使得生物滤池的容积负荷增大到6—10kgBOD／m3.d，池容和占地面积大大降低，且滤池将生物反应与过滤结合为一体，取消了沉淀池，因此滤池占地是普通话性污泥法或接触氧化法的反应池加沉淀池占地的1／4—1／5，节省下大量的用地。
2． 滤池有极高的生物量和很大的比表面积，单位体积内氧的浓度高， 即便穿孔管的曝
气气泡大于微孔曝气气泡，但团滤料的阻拦和分割作用，大气泡被分割成小气泡，将氢的利用率提高到30％，曝气的能耗也比常规工艺节省20-30％，可节省微孔曝气设备的总投资。
3． 由于滤池与空气接触的表面为请水区，污水停留在密闭的空间里，因此污水散发出的臭味可控制到景小的程度。
4. 利用处理后出水、以重力作为反冲洗水，无须专设反冲洗泵。
5． 由于滤池是固定生物膜法，因此冲击能力强，受破坏后容易恢复功能，而且不会产生污泥膨胀问题。
其缺点为：
1． 进水有机物过高可能造成细菌大量繁殖，容易培塞滤料，进水的悬浮物浓度太高亦会出现同样的情况，如反冲洗次数过多会影口向正常运作，因此一般需进行预沉淀处理，或化学预处理。
2． 现阶段BIOSTYR。系统主要使用化学除磷工艺。生物除磷尚在研究阶段。
5
、与活性污泥法相比
以一个24万吨／日规模的BIOSTYR污水厂为标准，我们从投资、工艺及运作的费用上，将上流式曝气生物滤池与活性污泥工艺作些比较。详情见图。
投资比较
|
分项
|
BIOSTYR工艺
|
活性污泥法工艺
|
|
机电设备及安装（万美元）
|
2191
|
2027
|
|
土建（万美元）
|
1537
|
1993
|
|
总投资（万美元）
|
3728
|
4020
|
|
单价（美元/立方米）
|
155
|
167
|
|
工艺过程
|
BIOSTYR工艺
|
活性污泥法工艺
|
|
格栅
|
有
|
有
|
|
沉砂
|
有
|
有
|
|
化学附助初级处理
|
有
|
没有
|
|
污泥脱水
|
有
|
有
|
|
除碳
|
有
|
有
|
|
除磷脱氮
|
有
|
有
|
|
占地面积（平方米）
|
27，125
|
65，250
|
|
用地范围（米×米）
|
135×175
|
225×290
|
|
反应池容积（立方米）
|
12个池的总容积为10，000
|
4个池的总容积为75，000
|
|
沉淀池直径（米）
|
没有
|
48
|
|
反应池水力停留时间（小时）
|
1
|
77
|
|
污泥量（公斤/日）
|
化学污泥22，900 生物污泥27，000
|
生物污泥15，000
|
|
化学品用量（公斤/日）
|
42%氯化铁12，052 絮凝剂135
|
絮凝剂624
|
|
动力消耗（度/立方污水）
|
0.2
|
0.28
|
|
管理人员（人）
|
50
|
50
|
至于运行费用方面，活性污泥工艺约美元O O 6／m3以下，BISTYR系统较话性污泥运行费用约高出10％左右。这是因为BlOSTYR系统加药量较高。但BlOSTYR省地面积可观，若扣除土地价格及其本身的经常性经济价值，BlOSTYR的运行总开支应会相对便宜。
6
、结论
从上述比较中可明显看出，在同样的规模和同等处理深度(即脱氮除磷)的大前题下，生物滤池比活性污促法节省总用地58％，水力停留时间是活性污泥法的1／7，投资费用减少7％，其效益十分显著，尤其在地价较贵的情况下，节省58％的地价将是十分可观。但由于生物滤池的一般运行费用比活性污提法稍高。所以当处理的污水届低浓度污水，进水有机构和悬浮物浓度又不高时，预处理过程可简化，投加化学用品量可减少，这样，两种工艺的运行费用就较接近。总的来说、BIOSTYR上流式曝气生物滤池不矢为一种新式又经济可靠的污水处理工艺，尤其在经济增长迅速、入口密度大、地价昂贵的现代都市，它更显示出自己的实用价值。
