城镇污水处理厂一般采用二级生化处理工艺，处理后废水直接排放。若对该部分废水进行深度处理，可实现中水回用，节约水资源，保护环境。对城镇污水进行深度处理的目的，是进一步去除二级处理后水中的COD，悬浮物(SS)、溶解性有机物(BOD5)、氮等污染物质。经过二级生化处理的出水含有大量的活性污泥碎片，是二级出水水质指标COD、BOD5和SS的主要成份。流动床生物氧化硝化法适用于高质量的再生水处理，但载体易流失；活性炭吸附法适用于高质量的再生水处理，但活性碳需定期更换、再生；而生物接触氧化法比较适于城镇二级处理出水水质，同时适合大中规模的处理水量。
工艺原理：
曝气生物滤池是借鉴污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，将生物降解与吸附过滤两种处理过程合并在同一单元反应器中，以滤池中填装填料为载体，在滤池内部进行曝气，使滤料表面生长着大量生物膜，当污水流经时，利用滤料表面上所附生物膜中高浓度的活性微生物的强氧化分解作用和滤料粒径较小的特点，充分发挥微生物的生物代谢、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留作用以及反应器内沿水流方向食物链的分级捕食作用，实现污染物的清除，同时利用反应器内好氧、缺氧区域的存在，实现脱氮除磷的功能。
曝气生物滤池的特点是使用了滤料，在其表面生长有生物膜。通过对滤料表面的电镜照片观察，在滤池中存在种群丰富，结构完整，功能稳定的生态系统。污水自下向上流过滤料，池底则提供曝气，使废水中的有机物得到吸附、截留与生物分解，定期地利用处理后出水进行反冲洗，排除增殖的活性污泥。由于曝气生物滤池*的设计和全新运行方式，在同一个池中既有好氧区、又有缺氧区，可以在COD得到降解的同时对污水中的NH3-N实现硝化和反硝化。
对于难生物降解的废水，曝气生物滤池的微生物黏附在颗粒填料表面，可接种和驯化特殊菌种，提高难降解废水的处理效果。另外，由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种。这样，使其运行管理非常简单。曝气生物滤池的粒状填料对微生物有富集作用，即使在处理低浓度废水时，填料表面微生物浓度也很高，所以曝气生物滤池处理低浓度废水时仍能具有较高的去除率，而且挂膜时间短，使系统能够很快进入正常运行状态。
工艺特点：
①BAF水力负荷高、容积负荷大、水力停留时间短、出水水质好。
②BAF占地面积小，基建投资省。BAF反应时间短，具有同步去除COD及SS的功能，可不设二沉淀池。
③菌群结构合理。传统的活性污泥法微生物的分布相对均匀，而在BAF中沿污水流程能形成不同的优势生物菌种，可使有机物降解、硝化/反硝化能在同一个池子中发生，简化了工艺流程。在距进水端较近的滤层中，污水中的有机物浓度较高，各种异养菌占优势，主要是去除BOD；在距出水端较近的滤层中，污水中的有机物浓度已较低，自养型的硝化菌占优势，可以进行氨氮的硝化反应。
④在设置回流或单独设置反硝化段的情况下可以实现较好的脱氮效果。
⑤耐冲击能力强。BAF滤池的滤层内保持着高浓度的生物量，对水质、水量及温度变化有较强的适应性，不像活性污泥法那么敏感。
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