流離生化處理工藝在國家圖書館二期工程的應用

一、工程概況

國家圖書館二期工程暨國家數字圖書館工程的車庫地下三層新建一座中水處理站，該中水處理站包括中水處理及回用系統；中水處理及回用系統的原水水源為優質雜排水，設計最大日水處理量：Q=100M3/D，小時處理水量為5M3/H，供水設備采用變頻給水泵組；建筑內所有沖廁、地下車庫沖洗用水均由中水站供給；水量不足部分，自來水作為補充水源；本工程中水處理采用流離生化技術進行。

圖1

二、流離生化技術簡介：

1、基本原理：

（1）流離是一種自然現象，是指流體在流動中總存在著流速快和流速慢的場所，固體物在流體的流動中，總是由流速快的一側向流速慢的一側集中聚集，這種現象稱之為“流離”。流離是常用的沉淀、過濾以外的另一種固液分離技術。

（2） “多變環境”是相對單一環境而言的，是指隨時間的推移外界條件不斷的發生著各種變化，包括含氧量、溫度、有機物濃度等。

（3）流離技術是近10年新興的一種有機廢水處理的技術，這種凈化技術在無壓力、只需水體稍微流動通過流離球填料即可形成多變環境的處理工藝。填料為碎石球的集合體（流離球），污水在流動中存在著球體外流速快，球體內流速慢的場所，污水中漂浮物集中在流速慢的地方產生流離。再結合生化分解，構成了流離生化技術。

圖2

（4）流程簡圖：（如圖1）

2、特點：

處理系統最大特點：由于采用了流離技術，使污水在集合體內重復多次發生厭氧、好氧硝化、反硝化的作用，所以不產生污泥，這樣將污泥收集、處理、二次污染全部取消，不但簡化了處理流程，而且有明顯的環境效益和經濟效益：

（1）突破了傳統的生化處理方法。

（2）處理流程簡單，構筑物可實現一體化，管理方便，基本可實現無人管理。

（3）無需活性污泥培菌馴化階段，掛膜容易，脫膜快，微生物生長快，故啟動時間短。

（4）耐沖擊負荷大，凈化程度高，而且穩定。

（5）占地面積小（無沉淀池、反沖洗和污泥處理系統），投資省，運行費用特低，自動化程度高。

（6）對洗滌廢水中含油和沐浴、洗衣等廢水中含磷、氮等成份的廢水均有較高的去除率，能滿足出水水質的要求。

3、性能：

（1）填料與水平面所成的角度越小，再分配水流能力越強微生物和有機物之間接觸也越充分，溶解性CODcr去除效果越好。

（2） 流離球是直徑均勻的碎石及優質聚丙烯塑料球組合成的球體，使生物膜附著速率和生物量累積速率加快，由于多孔球體剪力而造成的生物量損失較少，多孔球體在水的流動分解有機物在多變環境的條件下進行，其性能較平衡高效。（如圖2）

（3） 實際運行過程中流離球是當作濾池中的填料使用，同時起到流離作用，對微生物生長快，啟動時間短，可維持較高的生化量。

（4）設備裝置：水是從球體內穿梭進出，水流動是以層流相均勻流動，曝氣從流離球的底部向上，豎向鼓氣，故它是以氣、固、液三位一體混合在水中的推流，使粘附在石球上絮凝體狀物，隨水波沖動逐步漸漸流出，故氧的利用率較高，動能消耗低。

（5）流離球在運行過程中是以好氧、厭氧狀態的多變環境發生，水從球體潺潺流動，將臟水凈化，從實測表中得出效果較好，一般CODcr去除率達70-98%，關鍵流程簡化，占地面積小，基建費用低，運轉費用省，并具有自動化程度高的優點。

（6）污水從配水池逐漸流出離生化池進入集水池，在流離生化池內，有機污染物由高濃度被微生物逐漸降解，直至出水達到回用標準。由于池中的有機物自然形成濃度梯度，而微生物在池內也自然形成由低級到高級的食物鏈，污泥最終被消耗殆盡。

4、流離生化技術七大優勢：

（1）流離生化法是目前最先進的生化處理技術，具有其它處理工藝無法比擬的優勢。

（2）無污泥產生

減少了處理工藝，節省運行費用，無二次污染。

（3）無氣味、低噪聲

極度適用于生活污水、雨水、小區中水。

（4）適用于各種建筑施工條件，安裝方便。

區別于任何軟性生物填料，無補充更換要求，使用年限可達50年以上，系半永久性質。

（5）抗沖擊性能強

流離生化法的核心技術之一是產生流離現象，在水量水質發生較大的變化情況下，流離現象就愈加顯著（雜質越多，流離越顯著）。在產生增量雜質后，生物膜總量相應增量，流離生化球在生化池內100%全填充的形式對增加生化作用提供了前提條件。固液分離的特點，又具備了充分生化反應的時間。因此對沖擊負荷的適應性很強。

（6）工藝流程最簡化

適用于非專業人員運行管理，屬“智能型”技術方案。

（7）節能環保

由于流離生化池內填滿流離球，空氣從池底曝入，在氣流上升過程中氣體不斷的穿梭于各流離球之間，使氧轉化率達到60%，遠遠高于接觸氧化工藝及其它技術氧轉化率30-40%的要求，設計選型功率明顯低于其它處理工藝。故運行時節約了能源、有效降低了環境噪音。

表1

表2

5、流離生化法與其它方法的區別與優勢：

（1）流離生化法與接觸氧化法的優勢比較（如表1）

（2）流離生化法與MBR工藝的優勢比較（如表2）

6、不產生污泥的原因：

（1）固液分離原理的特點

① 沉淀：分離的固體堆積在池底部無移動性能，原封不動的單一環境，故不分解；

② 過濾：被介質過濾下來的SS，聚集到一處，其狀態和沉淀原理一樣，難以移動，因此亦不分解；

③ 流離：集中在碎石集合體內，經過厭氧狀態使其水解酸化、流出、再被好氧分解 ，因此，污泥通過碎石集合體連續不斷的流離，產生分解和消化。

（2）流離生化遵循四個原則，則可消除污泥：

① 聚結固形物和有機物膠體，促使微生物大量繁殖；

② 使聚結的固形物和有機物膠體處于移動狀態；

③ 聚結固形物和有機物膠體移動時，好氧、兼氧、厭氧過程多次交替發生，促進分解；

④ 固形物和有機物膠體在流離生化池內不斷移動，其停留時間按日或周單位計算。

三、結尾：

回用水可作為工業用水及其他雜用水，不僅可以減輕市供水公司的供水負擔，而且城市開辟了第二水源，對緩解城市用水緊張狀況起到了積極作用，為城市的經濟可持續發展提供了有利的保證。回用水不但可以替代自來水，而且可以進一步減少水中污染物對環境的污染。

綜上所述，流離生化技術在污水處理中的有效應用，既能保護環境又節約能源，能夠取得一定程度的環境效益、社會效益和經濟效益。