曝气生物滤池（BAF）设计与反冲洗控制：HJ 2014-2012 的两张参数表

一、适用边界与进水条件

HJ 2014-2012《生物滤池法污水处理工程技术规范》由原环境保护部 2012 年 3 月 19 日批准、2012 年 6 月 1 日实施。第 1 章明确：本标准只适用于以好氧过程为主的生物滤池工艺，不适用于污（废）水厌氧生物滤池处理工艺，适用对象为城镇污水和与城镇污水水质相类似的工业废水。第 9 章是曝气生物滤池（BAF）的专门章节。

第 4 章先把进水条件摆清楚：

• 4.2 条：进水 BOD₅/CODCr 应大于 0.3，pH 宜为 6.5~9.5，水温宜为 12~35 ℃，营养组合比 BOD₅:氮:磷宜为 100:5:1；
• 4.5 条：有氨氮去除要求时，进水总碱度（以 CaCO₃ 计）与氨氮之比不应小于 7.14，好氧池（区）残余碱度应大于 70 mg/L，不满足时应补充碱度；
• 4.6 条：有总氮去除要求时，反硝化所需易降解碳源 BOD₅/总凯氏氮应大于 4.0，总碱度（以 CaCO₃ 计）与氨氮之比不应小于 3.6；
• 4.7 条：有除磷要求时，进水 BOD₅/总磷不应小于 17.0，出水总磷不达标时应辅以化学除磷。

4.8 条给出无试验数据时的去除率（表 1）：城镇污水经预处理后接生物滤池，SS 75%~98%、BOD₅ 80%~95%、CODCr 80%~90%、氨氮 80%~95%。

二、五类滤池的负荷表（表 2）

9.3.2.1 条要求容积负荷与水力负荷宜根据试验资料确定，无试验资料时按表 2 取值。表 2 的五类分工非常清晰：

• 碳氧化滤池：3.0~6.0 kgBOD₅/(m³·d)，水力负荷 2.0~10.0 m³/(m²·h)，空床停留 40~60 min；
• 硝化滤池：0.6~1.0 kgNH₃-N/(m³·d)，水力负荷 3.0~12.0 m³/(m²·h)，空床停留 30~45 min；
• 碳氧化/硝化滤池：1.0~3.0 kgBOD₅/(m³·d) 且 0.4~0.6 kgNH₃-N/(m³·d)，水力负荷 1.5~3.5 m³/(m²·h)，空床停留 80~100 min；
• 前置反硝化滤池：0.8~1.2 kgNO₃-N/(m³·d)，水力负荷 8.0~10.0 m³/(m²·h)（含回流），空床停留 20~30 min；
• 后置反硝化滤池：1.5~3.0 kgNO₃-N/(m³·d)，水力负荷 8.0~12.0 m³/(m²·h)，空床停留 20~30 min。

表 2 的两条注很关键：一是设计水温较低、进水浓度较低或出水水质要求较高时，有机负荷、硝化负荷、反硝化负荷均应取下限值；二是反硝化滤池的水力负荷与空床停留时间均按含硝化液回流水量确定，回流比应根据总氮去除率确定——这是反硝化滤池池容计算最容易漏掉的水量。

9.3.2.2 条另有一条常被忽略：碳氧化滤池和硝化滤池出水溶解氧宜控制为 3.0~4.0 mg/L。9.1.1 条要求进水悬浮固体不宜大于 60 mg/L，9.1.6 条要求进、出水液位差不宜小于 1.8 m（用于克服配水与滤料层水头损失），9.3.1.3 条要求分格数不应少于 2 格、单格截面积宜为 50~100 m²。

三、池体尺寸与滤料

9.3.3.1 条定的是"容积负荷法计算、水力负荷校核"。9.3.3.6 条给出池体总高的六段构成及取值：滤料层 2.5~4.5 m、承托层 0.3~0.4 m、滤板厚度、配水区 1.2~1.5 m、清水区 0.8~1.0 m、超高 0.5 m。

第 9.4 节对滤料的量化要求：粒径宜取 2~10 mm；一级滤池或反硝化滤池宜选 4~10 mm，二级及后续滤池可选 2~6 mm；堆积密度宜为 750~900 kg/m³；比表面积宜大于 1 m²/g；小于最小设计粒径和大于最大设计粒径的滤料量均不应超过 5%（以质量计）。9.5.1.2 条要求专用滤头布置密度通常不宜小于 36 个/m²；10.7 条规定滤板滤帽缝隙总面积与滤池过滤面积之比宜在 1.2%~2.4% 之间。

四、需氧量：公式与系数

9.5.2.1 条给出单位需氧率，系数 a 取 0.82、b 取 0.28。9.5.2.2 条用两个化学计量常数把硝化与反硝化折算成氧量：每硝化 1 g 氨氮需消耗 4.57 g 氧，每还原 1 g NO₃-N 可节约 2.86 g 氧。前置反硝化工艺的后置碳氧化滤池实际需氧量按"碳氧化 + 硝化 - 反硝化抵消"三项合并计算。

9.5.2.3 条做清水与实际污水的换算：对生活污水，氧传质转移系数 α 取 0.8，饱和溶解氧修正系数 β 取 0.9~0.95，修正系数 ρ 取 1，滤池出水剩余溶解氧浓度宜为 3~4 mg/L。9.5.2.4 条算供气量：滤池氧的利用率 EA 取 5%~15%，标准状态（0.1 MPa、20 ℃）每立方米空气含氧 0.28 kgO₂。

五、反冲洗：表 3 的三段程序

9.6.1 条要求采用气水联合反冲洗，依次按单独气洗 → 气水联合冲洗 → 单独水洗三个过程进行，通过专用滤头布水布气。9.6.2 条要求反冲洗水宜采用处理后的出水，反冲洗周期与滤池负荷、过滤时间及水头损失相关，通常为 24~72 h。

表 3 的三段强度与时间为：

• 单独气洗：强度 12~25 L/(m²·s)，时间 3~10 min；
• 气水联合冲洗：气 10~15 L/(m²·s)、水 4~6 L/(m²·s)，时间 3~5 min；
• 单独水洗：强度 8~16 L/(m²·s)，时间 3~10 min。

排水侧同样有量化约束：9.6.4 条要求反冲洗排水缓冲池有效容积不宜小于 1.5 倍的单格滤池反冲洗总水量；9.3.1.5 条要求反冲洗排水与出水槽（渠）宜分开布置，并设置出水堰板防止滤料流失。9.1.3 条把"防止滤头堵塞和防止滤料流失"列为必备措施。

六、产泥量与出水

9.7.1 条：产泥量可按去除有机物后的污泥增加量与去除悬浮物两项之和计算，依据负荷不同而不同，每去除 1 kgBOD₅ 可参考产生污泥量 0.18~0.75 kg 计算；9.7.2 条要求反冲洗泥水排入缓冲池沉淀后可回流至滤池前的沉淀池，全工艺污泥应合并处理。9.1.7 条给出一条可选的简化：当出水悬浮固体满足后续处理或排放标准要求时，可不设沉淀或过滤设施。

七、标准没给、要靠试验或计算确定的项

需要如实标明的空白：一是表 2 的负荷取值以试验资料为优先，规范只给经验区间；二是硝化液回流比，规范只说"根据总氮去除率确定"，未给公式或取值；三是外加碳源投加量，9.2.4 条只写"需经过计算确定"；四是滤料的有效粒径 d10、不均匀系数 K80 或均匀系数 K60，9.4.1.5 条明确由工程实际情况与用户要求确定；五是反冲洗的具体强度与历时，14.3.4 条要求根据进水水质水量和实际运行经验确定后严格控制。

把表 2 的五类滤池与表 3 的三段反冲洗当成一套配套工具使用：先按目标污染物选滤池类型，用容积负荷定滤料体积、用含回流的水力负荷校核面积，再按六段高度拼池体，最后用表 3 配置反冲洗——这是 HJ 2014-2012 第 9 章给出的完整设计链条。