1 目的及意义

1.1 研究背景

我国大力开展水环境污染防治工作，全国各地，广泛采用效率高、能耗低、易维护的污水处理新工艺、新技术。曝气生物滤池（BAF）是一种在生产实践中付诸应用并进行深入研究的污水处理新工艺^[1-3]。

曝气生物滤池( biological aerated filter)，简称BAF，是20世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小、投资少、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池（二沉池），具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好，运行能耗低，运行费用少的特点。曝气生物滤池的应用范围较为广泛，其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中都有很好的、甚至不可替代的功能^[4-7]。

1.2 国内外研究现状

世界上首座曝气生物滤池于1981年在法国投产，随后在欧洲各国得到广泛应用。美国和加拿大等美洲国家在20世纪80年代末引进此工艺，日本、韩国和中国台湾也先后引进了此项技术。我国一部分工业废水的处理也采用了此项技术。国内许多科研设计单位对曝气生物滤池也进行了试验研究^[8-9]。随着曝气生物滤池在世界范围内不断推广和普及，很多学者在其结构形式、功能、启动和滤料等方面进行了具体的研究，取得了很多成果^[10-13]。

曝气生物滤池（BAF）集生物过滤、生物吸附和生物氧化于一体，可同时起到普通曝气池、二沉池和砂滤池的作用，是一种高效、低耗的水处理工艺^[14]。

唐文锋^[15]等研究了BAF在不同温度下去除污染物的效果，发现当温度降低时，BAF对COD、NH3-N及浊度的去除率均有所降低。当进水温度在10~14℃时，BAF对3种物质的去除效果较好。

王劼^[16]等通过研究发现，当溶解氧（DO）浓度lt;5mg/L时，氨氮未被去除。当DO浓度从5.6mg/L增加到6.1mg/L时，BAF对氨氮的去除效果显著提高。继续增加DO浓度，氨氮去除率能够基本维持在90%以上，有可能是因为较低的DO浓度不利于硝化细菌生长，从而导致氨氮去除率降低。

Abu Hasan H^[17]等使用BAF去除饮用水中的NH4 -N，发现当曝气量为0.3 L/min时，NH4 -N的去除率为53.2%。当提高曝气量为0.6 L/min和1.0L/min时，NH4 -N的去除率分别提高到80.8%和88.6%，此时的NH4 -N剩余出水浓度分别降至18.7 mg/L和10.9 mg/L。将曝气量增至2.0 mg/L时，NH4 -N能够被高效去除，出水浓度降至0.65mg/L。