上向流曝气式生物滤池（UBAF）技术解析
一、定义与基本原理
上向流曝气式生物滤池（Upflow Biological Aerated Filter, UBAF）是一种采用污水从滤池底部向上流动、气水同向运行的生物膜法污水处理工艺。其核心原理是通过滤料表面附着的微生物膜对有机物进行氧化分解，同时利用滤料的截留作用和生物膜内部的反硝化作用，实现污染物的去除。污水与空气在滤料层中充分接触，氧气通过曝气系统供给，形成好氧环境，促进微生物代谢活动。
二、结构特点
- 气水分布系统
- 底部设置气水混合室，通过长柄滤头或布气管实现气水均匀分布，避免短流或沟流。
- 滤料层采用密度大于水的材料（如陶粒、活性炭），自然堆积形成2-4米厚的滤床，确保高负荷运行。
- 承托层与滤料层
- 承托层由卵石或塑料板构成，支撑滤料并防止其流失。
- 滤料层提供微生物附着表面，比表面积大，孔隙率高，利于生物膜生长。
- 反冲洗系统
- 定期采用气水联合反冲洗，清除老化生物膜和截留的悬浮物，恢复滤池通透性。
- 反冲洗水回流至预处理系统，实现资源化利用。
三、技术优势
- 高效污染物去除
- 可同步去除SS、COD、BOD、氨氮及总氮，出水水质稳定，SS可低于10mg/L。
- 氧利用率达20%-30%，曝气量低于传统工艺，能耗降低。
- 抗冲击负荷能力强
- 滤料层内微生物浓度高，对水质水量波动适应性强，无污泥膨胀风险。
- 占地面积小
- 容积负荷是传统活性污泥法的6-12倍，池体体积减少50%-80%，基建投资节省30%以上。
- 启动与运行便捷
- 挂膜周期短（7-12天），无需接种污泥，自动化程度高，维护简单。
四、应用领域
- 市政污水处理
- 适用于中小型污水处理厂，出水可达一级A标准，满足回用要求。
- 工业废水处理
- 广泛用于印染、化工、食品加工等行业，有效处理高浓度有机废水。
- 微污染水源预处理
- 污水深度处理
- 作为三级处理工艺，进一步去除总氮、总磷，实现污水资源化。
五、局限性及改进方向
- 进水SS限制
- 要求进水SS≤100mg/L，需加强预处理（如斜板沉淀、投加絮凝剂）。
- 反冲洗能耗
- 反冲洗水力负荷大，需优化反冲洗策略（如脉冲反冲洗）以降低能耗。
- 产泥量问题
改进趋势：
- 开发轻质填料（如聚苯乙烯）减少反冲洗能耗；
- 集成智能控制系统，实现曝气、反冲洗的精准调控；
- 结合膜技术（如MBR）提升出水水质。
六、典型案例
法国OTV公司开发的BIOSTYR工艺是UBAF的代表，采用轻质悬浮滤料，实现硝化/反硝化同步进行。该工艺有效水深达8-10米，氧转移效率超30%，广泛应用于欧洲市政污水处理厂。
总结
上向流曝气式生物滤池（UBAF）以其高效、紧凑、易维护的特点，成为污水处理领域的主流技术之一。通过结构优化与智能化升级，其应用范围将进一步拓展，为水环境治理提供可靠解决方案。
