曝气生物滤池充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路,集曝气、高滤速、截留悬浮物、定期反冲洗等特点于一体。其工作原理主要有过滤、吸附和生物代谢[5]。滤池工作时,在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料,滤料表面生长着生物膜,滤池内部曝气,污水流经时,利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化;同时,因污水流经时,滤料呈压实状态,利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用,截留污水中的大量悬浮物,且保证脱落的生物膜不会随水漂出;此外,填料及附着其上生长的生物膜对溶解性有机物具有一定的吸附作用。运行一定时间后,因水头损失的增加,需对滤池进行反冲洗,以释放截留的悬浮物并更新生物膜,此为反冲洗过程。曝气生物滤池正是通过这样反复的周期性运转来处理污水的。
填料作为曝气生物滤池的核心组成部分,影响着曝气生物滤池的发展。曝气生物滤池发展过程中依次出现过3种不同的形式[1、6-7]:BIOCARBONE,BIOFOR和BIOSTYR,采用的填料各不相同。BIOCARBONE采用的是石英砂粒;BIOFOR采用的是轻质陶粒;BIOSTYR采用的则是密度比水小的聚苯乙烯球形颗粒。石英砂粒由于密度大,比表面积、孔隙率小;当污水流经滤层时阻力很大,生物量少,因此滤池负荷不高、水头损失大。轻质陶粒和聚苯乙烯作填料时,由于密度小,比表面积、孔隙率大,生物量大,因此滤池负荷较大,水头损失较小。国外的实际运行表明,BIOFOR和BIOSTYR明显优于BIOCARBONE。
事实上,BAF性能的优劣很大程度上取决于填料的特性,填料的研究和开发在BAF工艺中至关重要,为此,英国、美国和印度等国已制定了曝气生物滤池所用滤料的相应标准,法国德利满公司对应用于曝气生物滤池的滤料也制定了相应的说明书及测试规范,可见各国对曝气生物滤池的滤料都有严格的要求。