水解——曝氣生物濾池污水處理工藝，是一種新的工藝型式，是將污水處理過(guò)程中二個(gè)污水處理單元（反應(yīng)器）組合而成的一種新技術(shù)。它與傳統(tǒng)的好氧生物處理工藝相比較，具有能耗低、水力停留時(shí)間短、污泥產(chǎn)量少等特點(diǎn)。特別是水解反應(yīng)器具有改善污水可生化性的特點(diǎn)，曝氣生物濾池具有處理負(fù)荷高、出水水質(zhì)好的優(yōu)勢(shì)，兩者的結(jié)合，更凸現(xiàn)新工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

　　污水先經(jīng)過(guò)粗格柵，以去除污水中大塊的懸浮物，再流入提升泵房的集水池，由潛污泵提升至旋流沉砂池進(jìn)水渠上的細(xì)格柵，進(jìn)一步去除細(xì)小懸浮物，并經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入旋流沉砂池，以去除污水中的細(xì)小砂粒。沉淀下來(lái)的砂粒經(jīng)砂水分離器分離，干砂外運(yùn)。砂水分離后的污水流入提升泵房集水池。經(jīng)沉砂池處理后的污水自流入水解酸化池。水解酸化池將截留污水中大部分的懸浮物并將其中的部分有機(jī)物進(jìn)行降解，且可將大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物。水解酸化池的出水自流入C/N上向流曝氣生物濾池進(jìn)行有機(jī)物的降解和硝化處理。C/N濾池出水進(jìn)入N濾池進(jìn)行脫氮處理，N濾池出水進(jìn)入清水池，至此即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，或排放或回用（若有需要可設(shè)消毒池）。

　　水解工藝屬于升流式污泥床反應(yīng)器技術(shù)范疇，水解池按其內(nèi)介質(zhì)分區(qū)為污泥床區(qū)和清水區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時(shí)脫落的微生物膜由反應(yīng)器底部進(jìn)入池內(nèi)，并通過(guò)布水系統(tǒng)及特殊的池型構(gòu)造與污泥床快速而均勻的混合。污泥床較厚，類似于過(guò)濾層，從而將進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。污泥床內(nèi)含有高濃度的兼性微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來(lái)的有機(jī)物質(zhì)在大量水解菌作用下，將不溶性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)（如有機(jī)酸類）；同時(shí)，生物濾池反沖洗時(shí)排出的剩余污泥菌體外多糖粘質(zhì)層發(fā)生水解，使細(xì)胞壁打開(kāi)，使污泥液態(tài)化，重新回到污泥處理系統(tǒng)中被好氧菌代謝，達(dá)到剩余污泥減容化的目的。由于水解池的污泥齡較長(zhǎng)，在污水處理的同時(shí)，污泥得以消化。

　　水解工藝應(yīng)用于城市污水處理中，具有如下特點(diǎn)：

　　（1）在城市污水處理中，多功能的水解池較功能專一的傳統(tǒng)初沉池對(duì)各類有機(jī)物的去除率高；

　�。�2）水解菌世代期短，對(duì)污染物的降解過(guò)程迅速，其將污水中固體、大分子、難于生物降解的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子有機(jī)物質(zhì)，使得在后續(xù)的好氧單元可以用較短的時(shí)間和較低的電耗完成凈化過(guò)程，具有效率高能耗低的特點(diǎn)；

　　（3）構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。水解池內(nèi)不裝設(shè)填料，不設(shè)三相分離器，由于上層
污泥床的層流頂托作用，可以依靠水的靜壓排泥，從而降低造價(jià)，便于維護(hù)；

　�。�4）在污水處理的同時(shí)，也完成了對(duì)污泥的穩(wěn)定化處理，使得污水、污泥處理一元化，簡(jiǎn)化了流程，節(jié)省了投資。

　　曝氣生物濾池是一種膜法生物處理工藝，微生物附著在載體表面，污水在流經(jīng)載體表面時(shí)，通過(guò)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸附、氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及生物膜中所發(fā)生的生物氧化等作用，對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行氧化分解，使污水得以凈化。　　生物膜的吸附作用主要是由于在生物膜的表面附著一層薄薄的水層，水中的有機(jī)物被生物膜所氧化（其濃度要比濾池進(jìn)水中有機(jī)物的濃度低很多），當(dāng)廢水在濾料表面流動(dòng)時(shí)，有機(jī)物就會(huì)從運(yùn)動(dòng)著的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水中去，被生物膜所吸附�？諝庵械难跬ㄟ^(guò)水層而進(jìn)入生物膜。生物膜上的微生物在氧的參與作用下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體的新陳代謝，產(chǎn)生了包括二氧化碳等無(wú)機(jī)物，它們又沿著相反的方向，即從生物膜經(jīng)過(guò)附著水層排到流動(dòng)著的廢水及空氣中去。生物濾池中廢水的凈化過(guò)程是很復(fù)雜的，它包括廢水中復(fù)雜的傳質(zhì)過(guò)程。生物膜是由微生物細(xì)胞組成的復(fù)雜混合物的微生態(tài)系統(tǒng)，細(xì)胞鑲嵌在胞外聚合物的基質(zhì)中，并且附著在固體表面。生物膜發(fā)育形成而條件和時(shí)間序列大致為：

　　（1）存在著可用于聚居的固體表面；

　�。�2）一種有機(jī)分子膜快速形成；

　�。�3）聚結(jié)的細(xì)胞松散的附著；

　�。�4）聚居的細(xì)菌牢固的附著；

　　（5）微生物群落形成，產(chǎn)生胞外聚合物；

　　（6）群落向上和向外擴(kuò)展，形成規(guī)則和不規(guī)則結(jié)構(gòu)；

　�。�7）生物膜成熟，新的菌種進(jìn)入生物膜并生長(zhǎng)，有機(jī)和無(wú)機(jī)碎片被結(jié)合，并且溶液度形成，導(dǎo)致了生物膜空間的異相結(jié)構(gòu)；

　�。�8）生物膜可能被吞噬細(xì)菌的原生動(dòng)物捕食；

　�。�9）成熟的生物膜可以脫落，使這種循環(huán)交替的重復(fù)進(jìn)行；

　　（10）形成一種頂級(jí)群落。

　　生物膜形成的關(guān)鍵是在其載體表面的固定。影響微生物在載體，表面附著、生長(zhǎng)的因素很多，歸納為三類，即微生物的自身性質(zhì)（種類、培養(yǎng)條件、濃度、活性等）、載體表面性質(zhì)（表面親水性、表面負(fù)荷、表面化學(xué)組成、表面粗糙度等）以及環(huán)境條件（pH、離子強(qiáng)度、水流剪切力、溫度等）。對(duì)于曝氣生物濾池工藝而言，載體即濾料是工藝的核心，對(duì)濾料的選擇和采用有著非常嚴(yán)格的要求，如機(jī)械強(qiáng)度、物理形態(tài)、穩(wěn)定性、比重、親水性、表面電性、孔隙度、表面粗糙度、價(jià)格等。當(dāng)載體已經(jīng)通過(guò)優(yōu)化確定后，在微生物調(diào)試過(guò)程中，主要是為微生物在載體表面的附著、生長(zhǎng)、繁殖，提供良好的環(huán)境條件。

　　曝氣生物濾池反應(yīng)器凈化有機(jī)污染物的過(guò)程是由附著生長(zhǎng)在載體表面的微生物來(lái)完成的，而這些微生物又都生活在各自形成的特定環(huán)境中，與環(huán)境條件關(guān)系極為密切，反應(yīng)器能否高效運(yùn)行，取決于影響反應(yīng)器運(yùn)行的主要因素，在工程中就是設(shè)法為微生物創(chuàng)造適宜的生活環(huán)境。影響反應(yīng)器運(yùn)行最主要因素包括：進(jìn)水底物濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、酸堿度、溫度、毒性抑制、水力停留時(shí)間與負(fù)荷率等。

　　我公司近年來(lái)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了消化吸收，并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況進(jìn)行了改進(jìn)和開(kāi)發(fā)，在國(guó)內(nèi)率先應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水處理工程，已完成了多個(gè)示范工程。我們自行研制和開(kāi)發(fā)的上向流曝氣生物濾池（簡(jiǎn)稱UBAF）技術(shù)是在充分吸取國(guó)外曝氣生物濾池（BAF）優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來(lái)的，它的最大特點(diǎn)是使用一種新型的類球形輕質(zhì)陶粒填料，在其表面及內(nèi)腔空間生長(zhǎng)有微生物膜，污水由下向上流經(jīng)濾料層時(shí)，微生物膜吸收污水中的有機(jī)物作為其自身新陳代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并在濾料層下部實(shí)行強(qiáng)制曝氣供氧的條件下（氣與水為同向、上向流），使廢水中的有機(jī)物得到好氧降解，并進(jìn)行硝化作用。曝氣生物濾池定期利用處理后的出水對(duì)其進(jìn)行反沖洗，以排除濾料表面增殖的老化微生物膜，保證微生物的活性。曝氣生物濾池的生物除磷效果不明顯。去除用于合成微生物機(jī)體本身（同化作用除磷）外，基本無(wú)生物除磷作用。故設(shè)計(jì)中一般采用化學(xué)除磷。曝氣生物濾池工藝化學(xué)除磷藥劑投加點(diǎn)有兩種選擇。一是采用高效沉淀預(yù)處理工藝，其化學(xué)除磷為前置沉淀法，即在高效沉淀池入口處投加化學(xué)藥劑，經(jīng)混合、絮凝、沉淀作用，磷的積聚體被分離到沉淀池的污泥中，達(dá)到污水除磷的目的；另外一種是同步沉淀與絮凝過(guò)濾，即在曝氣生物濾池中投加化學(xué)藥劑，在濾床填料的作用下誘發(fā)了絮凝，沉淀物截留于濾床上，利用濾池本身存在的周期性的反沖洗，將磷排除至系統(tǒng)外，達(dá)到污水除磷的目的。

　�。�1）較小的池容和占地面積。

　　曝氣生物濾池的BOD5容積負(fù)荷大，一般可達(dá)到5～6kgBOD5/（m3·d），是常規(guī)二級(jí)生物處理的6～12倍，所以它的池容和占地面積較常規(guī)二級(jí)生物處理工藝要小，同時(shí)在濾池后不需設(shè)二沉池，節(jié)省了占地面積和土建費(fèi)用。采用曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠工藝構(gòu)筑物占地面積只有氧化溝工藝的1/5左右；

　�。�2）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定，處理出水水質(zhì)好。

　　由于整個(gè)濾池中分布著較高濃度的微生物，反應(yīng)速率高，而高濃度的微生物以膜狀存在于濾池的陶粒表面，其本身就耐水量的沖擊，即使濾速增大較多也不會(huì)使微生物流失；

　�。�3）對(duì)低濃度污水適應(yīng)性強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生由于營(yíng)養(yǎng)物過(guò)低導(dǎo)致微生物無(wú)法培養(yǎng)的情況，且該工藝啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)較短；

　�。�4）氧的利用率高；

　　（5）硝化速率高，效果好，若增加回流等設(shè)施，可以實(shí)現(xiàn)非常好的脫氮效果；

　�。�6）受氣候影響相對(duì)較小；

　�。�7）構(gòu)筑物模塊化，有利于今后的擴(kuò)建；

　�。�8）主要設(shè)備和材料均可國(guó)內(nèi)配套生產(chǎn)，不需進(jìn)口，節(jié)省投資。