用3套結構大小相同的有機玻璃柱，從左至右分別為火山巖BAF、多層濾料BAF和陶粒BAF；每個(gè)柱子內徑150mm，總高度2.4m，濾料層高度1.5m.每套BAF系統的填料層分為缺氧層與好氧層2段，其中下層為缺氧層高4m；上層為好氧層，高1.1m；多層濾料BAF的好氧層又分為好氧層I和好氧層n高度分別為8m和0.3m.在好氧層底部安裝穿孔曝氣管為好氧層曝氣。多層濾料BAF的濾料層共分為3層，其中缺氧層采用的濾料為直徑4mm的火山巖，好氧層I采用的濾料為直徑3 ~5mm的粉煤灰陶粒，頂部的好氧層n采用的濾料為直徑2 ~4mm的聚苯乙烯泡沫濾珠。在火山巖BAF系統中缺氧層的火山巖濾料與多層濾料BAF所用的相同，而好氧層所用的火山巖濾料直徑為3 ~5mm.陶粒BAF采用的粉煤灰陶粒與多層濾料BAF中陶粒相同，直徑為3 ~5mm.各濾料的性能參數如表1所示。

　　表1 3種濾料的性能參數濾料種類(lèi)粒徑堆積密度比表面積孔隙率火山巖u粉煤灰陶粒聚苯乙烯泡沫濾珠1）多層濾料BAF與火山巖BAF的缺氧層的火山巖濾料直徑為4~6mm；火山巖BAF的好氧段的火山巖濾料直徑為3每套裝置的有效容積為39. 7L，設計水力負荷為1.7m3/（m2h>，空床水力停留時(shí)間（HRT）為1.32h，日處理量為0.72m3/d.3套BAF系統均為上流式城鎮污水通過(guò)進(jìn)水泵首入濾料層底部的缺氧層，然后向上流過(guò)好氧層，好氧層出水部分回流到缺氧層，硝化液回流比為100%其余出水排入反沖洗水箱。

　　12原水水質(zhì)與接種污泥表3階段時(shí)間進(jìn)水流量回流比氣水比掛膜啟動(dòng)穩定運行（80.4±7.1）%.多層濾料BAF對COD平均去除率為（71.7±5.1）%，與2種單層濾料BAF的去除率比較接近。多層濾料BAF和火山巖BAF對NH3-N的去除效果接近，去除率在95%左右；陶粒BAF對N~N的去除效果較差，去除率僅為（86.1±3）%.火山巖BAF和多層濾料BAF對TN的去除率也很接近，在50%左右；與NH3.去除效果類(lèi)似陶粒BAF對TN去除率也較低，只有（43.6±采用SPSS18.0軟件對不同BAF穩定運行階段的處理效果進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著(zhù)性水平為0. 05.結果表明，種BAF工藝對COD去除效果的差別都不顯著(zhù)；說(shuō)明3種工藝對COD的去除率比較接近，沒(méi)有明顯差別。多層濾料BAF與火山巖BAF對SS去除效果差別顯著(zhù)，兩者與陶粒BAF之間的差別均不顯著(zhù)；說(shuō)明多層濾料BAF對SS的去除效果明顯好于火山巖BAF，而陶粒BAF對SS的去除效果位于兩者中間，與兩者沒(méi)有明顯差別?；鹕綆rBAF和多層濾料BAF對NH3的去除效果差別不顯著(zhù)，兩者與陶粒BAF之間的差別顯著(zhù)；說(shuō)明多層濾料BAF和火山巖BAF對氨氮的去除效果均明顯好于陶粒BAF.在TN去除效果方面，結果與氨氮去除效果一致，說(shuō)明多層濾料BAF和火山巖BAF對TN的去除效果明顯好于陶粒BAF.表4各污染物的平均去除率Table去除率多層濾料BAF火山巖BAF陶粒BAF 212不同BAF系統COD去除效果分析3套BAF桂膜及穩定運行階段對COD的去除效果如所示。桂膜階段前5天，火山巖BAF的COD去除率在70%以上，而多層濾料和陶粒BAF的COD去除率分別只有50%和60%左右；8天時(shí)兩者對COD的去除率均升高到75%左右；12現下降，但之后逐漸趨于穩定穩定運行階段進(jìn)水COD在37. 3種BAF對COD的去除效果cod去除效果接近，去除率均在70%左右，出水213不同BAF系統SS去除效果分析系統對SS的去除效果如所示。在桂膜啟動(dòng)階段，套BAF對SS的去除率均呈逐步升高趨勢，其中多層濾料BAF對SS的去除率略高于其他兩者；從12天到桂膜結束，多層濾料BAF出水SS濃度穩定在20mg/L以下。

　　穩定運行階段，進(jìn)水SS濃度在32. 2~92.5mg/L之間多層濾料BAF平均出水SS濃度為（7. 1±2.9）mg/L，火山巖BAF平均出水SS濃度為（9. 6±3.6）mg/L，陶粒BAF平均出水SS濃度為（8. 8士4.3）mg/L.可見(jiàn)多層濾料BAF對SS的去除率更高去除效果更加穩定。這可能是由于多層濾料BAF實(shí)現了不同濾層濾料粒徑由大到小的級配組合而且輕質(zhì)濾料具有較強的截留能力，從而使該系統表現出良好的過(guò)濾和截污能力。

　　2.1.4不同BAF系統NH3-N去除效果分析山巖BAF對NH3-N的去除率上升到98%以上，~ 3種BAF對SS的去除效果3種BAF對NH，的去除效果13d兩者對NH34的去除率在95%以上；然而，陶粒BAF在6~13d期間的NH3~N去除率僅為73.0%.14天回流開(kāi)啟，系統水力負荷大大增加，但火山巖BAF的NH3~N去除效果保持穩定；同時(shí)多層濾料和陶粒BAF對NH3.的去除率均下降，掛膜芫成時(shí)兩者對NH3.的去除率在70%左右。

　　穩定運行階段火山巖BAF對NH3.的平均去7）%出水NH3~N濃度穩定在0. ~30d期間多層濾料和陶粒BAF對NH3~N的去除率波動(dòng)較大，32天后多層濾料BAF對N~N的平均去除率達95%左右，平均出水NH3~N濃度穩定在0.粒濾料BAF對N~N的平均去除率僅為86.可見(jiàn)多層濾料和火山巖濾料BAF對NH3.的去除效果更好，且出水穩定；而陶粒BAF對NH3~N的去除率波動(dòng)較大，去除率較低。原因可能是火山巖孔隙率大為微生物生長(cháng)繁殖提供了更大的空間，相應單位體積生物量也更大，從而表現出較好的NH3~N去除效果。此外，由于多層濾料BAF在好氧層n使用了聚丙乙烯泡沫濾珠，輕質(zhì)濾料對水流的阻力較大能夠保證水流的均勻分布和良好的傳質(zhì)條件，有利于硝化菌的生長(cháng)，對NH3.的去除效果要優(yōu)于陶粒。

　　215不同BAF系統TN去除效果分析3套BAF系統對TN的去除效果如所示。

　　在桂膜階段，種BAF對TN的去除率總體均呈上升趨勢。到16天，套BAF對TN的去除率均上升到40%左右，此后基本保持穩定。在穩定運行階段多層濾料和火山巖BAF對TN的平均去除率分別達到50.0%和49.5%，出水濃度分別為（8.2士1.0）mg/L和（8. TN主要靠缺氧層的反硝化作用來(lái)去除火山巖和多層濾料BAF在缺氧層填裝的都是4火山巖。相比陶粒，火山巖內部貫通性的孔隙更加發(fā)達，濾料內部更容易形成缺氧環(huán)境從而具有更好的脫氮效果。

　　2.2多層濾料BAF沿濾層的去污特性隨著(zhù)進(jìn)水污染物成分和濃度沿濾層高度的變KBAF濾層在空間上會(huì )出現功能分區。本研時(shí)間⑷3種BAF對TN的去除效果COD和SS濃度沿濾料層高度的變化究考察了多層濾料BAF中污染物沿濾層高度的變化規律初步探明了各功能區的作用以及污染物去除機理。

　　2-2.1COD和SS濃度沿濾層變化為多層濾料BAF中COD和SS濃度沿濾層高度的變化規律。圖中高度“0”處的濃度表示在缺氧層底部進(jìn)水與回流硝化液混合后的濃度。從中可知，在缺氧層底部，進(jìn)水經(jīng)硝化液稀釋后，COD濃度從降至26.5mg/L.在缺氧層0段，COD濃度從38. 6mg/L，而SS濃度卻急劇上升至104.3mg/L；在缺氧層20~40cm段，COD濃度上升到30.4mg/L，S濃度雖然較前段顯著(zhù)下降，但仍高于進(jìn)水SS濃度。在好氧層I，COD濃度從30. 4mg/L，S濃度也降至14.4mg/L.在好氧層n，COD濃度基本保持不變而SS濃度進(jìn)一步降至3. COD的去除機理包括以下幾方面：懸浮性有機污染物被濾料層截留，作為碳源被缺氧層反硝化作用消耗，部分COD在好氧層被降解。隨著(zhù)濾層的升高，COD去除效果下降與其他研究結果一致。

　　SS濃度在20~40cm段升高推測可能是由于這一區域營(yíng)養充足，部分異養菌以污泥絮體形式快速生長(cháng)導致懸浮物增加；另外，整個(gè)baf系統截留的懸浮物在缺氧層沉降聚集也可能導致該段SS濃度升高。ss濃度在缺氧層和2個(gè)好氧層逐漸降低表明ss在陶粒層和聚丙乙烯泡沫濾珠層被過(guò)濾和截留。

　　2.2.2氮素濃度沿濾層變化不同形態(tài)氮素沿多層濾料BAF濾層高度的濃度變化如所示。由可知，經(jīng)過(guò)回流硝化液稀釋后原水N~N和TN濃度下降，而NO3~N和NO.，的濃度升高。NH3~N和NO.，濃度在缺氧層基本不變；NO；濃度在缺氧層0~20cm段從5.0mg/L下降至2mg/L以下，在20~40cm段基本保持不變；缺氧段TN濃度從17. 2mg/L下降至~120cm段的好氧陶粒層，NH3-N濃度從7. 3mg/L.在聚丙乙烯泡沫濾珠層NH3.濃度繼續降~N和NO2~N濃度也有所下降，TN濃度從9. 7mg/L.在2個(gè)好氧層TN濃度均有所下降推測濾層中可能存在同步硝化反硝化（SND>作用。

　　3結論本研究比較分析了多層濾料BAF與火山巖和陶粒BAF對城鎮污水的處理效能分析了污染物濃度沿多層濾料BAF濾料層的變化規律，得到的主要結論如下：果較好平均去除率分別為（86.1±4.6）%和（83.5二/sbEif運碼染fBrrk漶層島度（cnO不同形態(tài)的氮沿濾料層高度的變化±4.4〉；而火山巖BAF對SS的平均去除率為（80.4±7.1）%.多層濾料BAF和火山巖BAF對NH3~N和TN的去除效果接近，去除率分別在95%和50%左右；陶粒BAF對NH3，和TN的去除率分別為（86.1±6.3）%和（43.6±7.5）%.三者對COD的平均去除率均在70%左右差別不大。

　　多層濾料BAF的缺氧層通過(guò)反硝化作用去除了部分TN和COD；好氧層I去除了大部分NH3-n同時(shí)降解了部分cod；好氧層n實(shí)現了對SS、腿3~N和TN的進(jìn)一步去除。

　　由火山巖、粉煤灰陶粒和聚丙乙烯泡沫濾珠濾料組成的多層濾料BAF系統能夠實(shí)現3種濾料的優(yōu)勢互補對多種污染物具有較好的同步去除效果；且輕質(zhì)泡沫濾珠密度遠小于火山巖和陶粒，可以降低整個(gè)濾層的重量，降低系統運行和反沖洗時(shí)的動(dòng)力費用具有一定的應用前景。