流离生化处理工艺在国家图书馆二期工程的应用

一、工程概况

国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程的车库地下三层新建一座中水处理站，该中水处理站包括中水处理及回用系统；中水处理及回用系统的原水水源为优质杂排水，设计最大日水处理量：Q=100M3/D，小时处理水量为5M3/H，供水设备采用变频给水泵组；建筑内所有冲厕、地下车库冲洗用水均由中水站供给；水量不足部分，自来水作为补充水源；本工程中水处理采用流离生化技术进行。

图1

二、流离生化技术简介：

1、基本原理：

（1）流离是一种自然现象，是指流体在流动中总存在着流速快和流速慢的场所，固体物在流体的流动中，总是由流速快的一侧向流速慢的一侧集中聚集，这种现象称之为“流离”。流离是常用的沉淀、过滤以外的另一种固液分离技术。

（2） “多变环境”是相对单一环境而言的，是指随时间的推移外界条件不断的发生着各种变化，包括含氧量、温度、有机物浓度等。

（3）流离技术是近10年新兴的一种有机废水处理的技术，这种净化技术在无压力、只需水体稍微流动通过流离球填料即可形成多变环境的处理工艺。填料为碎石球的集合体（流离球），污水在流动中存在着球体外流速快，球体内流速慢的场所，污水中漂浮物集中在流速慢的地方产生流离。再结合生化分解，构成了流离生化技术。

图2

（4）流程简图：（如图1）

2、特点：

处理系统最大特点：由于采用了流离技术，使污水在集合体内重复多次发生厌氧、好氧硝化、反硝化的作用，所以不产生污泥，这样将污泥收集、处理、二次污染全部取消，不但简化了处理流程，而且有明显的环境效益和经济效益：

（1）突破了传统的生化处理方法。

（2）处理流程简单，构筑物可实现一体化，管理方便，基本可实现无人管理。

（3）无需活性污泥培菌驯化阶段，挂膜容易，脱膜快，微生物生长快，故启动时间短。

（4）耐冲击负荷大，净化程度高，而且稳定。

（5）占地面积小（无沉淀池、反冲洗和污泥处理系统），投资省，运行费用特低，自动化程度高。

（6）对洗涤废水中含油和沐浴、洗衣等废水中含磷、氮等成份的废水均有较高的去除率，能满足出水水质的要求。

3、性能：

（1）填料与水平面所成的角度越小，再分配水流能力越强微生物和有机物之间接触也越充分，溶解性CODcr去除效果越好。

（2） 流离球是直径均匀的碎石及优质聚丙烯塑料球组合成的球体，使生物膜附着速率和生物量累积速率加快，由于多孔球体剪力而造成的生物量损失较少，多孔球体在水的流动分解有机物在多变环境的条件下进行，其性能较平衡高效。（如图2）

（3） 实际运行过程中流离球是当作滤池中的填料使用，同时起到流离作用，对微生物生长快，启动时间短，可维持较高的生化量。

（4）设备装置：水是从球体内穿梭进出，水流动是以层流相均匀流动，曝气从流离球的底部向上，竖向鼓气，故它是以气、固、液三位一体混合在水中的推流，使粘附在石球上絮凝体状物，随水波冲动逐步渐渐流出，故氧的利用率较高，动能消耗低。

（5）流离球在运行过程中是以好氧、厌氧状态的多变环境发生，水从球体潺潺流动，将脏水净化，从实测表中得出效果较好，一般CODcr去除率达70-98%，关键流程简化，占地面积小，基建费用低，运转费用省，并具有自动化程度高的优点。

（6）污水从配水池逐渐流出离生化池进入集水池，在流离生化池内，有机污染物由高浓度被微生物逐渐降解，直至出水达到回用标准。由于池中的有机物自然形成浓度梯度，而微生物在池内也自然形成由低级到高级的食物链，污泥最终被消耗殆尽。

4、流离生化技术七大优势：

（1）流离生化法是目前最先进的生化处理技术，具有其它处理工艺无法比拟的优势。

（2）无污泥产生

减少了处理工艺，节省运行费用，无二次污染。

（3）无气味、低噪声

极度适用于生活污水、雨水、小区中水。

（4）适用于各种建筑施工条件，安装方便。

区别于任何软性生物填料，无补充更换要求，使用年限可达50年以上，系半永久性质。

（5）抗冲击性能强

流离生化法的核心技术之一是产生流离现象，在水量水质发生较大的变化情况下，流离现象就愈加显著（杂质越多，流离越显著）。在产生增量杂质后，生物膜总量相应增量，流离生化球在生化池内100%全填充的形式对增加生化作用提供了前提条件。固液分离的特点，又具备了充分生化反应的时间。因此对冲击负荷的适应性很强。

（6）工艺流程最简化

适用于非专业人员运行管理，属“智能型”技术方案。

（7）节能环保

由于流离生化池内填满流离球，空气从池底曝入，在气流上升过程中气体不断的穿梭于各流离球之间，使氧转化率达到60%，远远高于接触氧化工艺及其它技术氧转化率30-40%的要求，设计选型功率明显低于其它处理工艺。故运行时节约了能源、有效降低了环境噪音。

表1

表2

5、流离生化法与其它方法的区别与优势：

（1）流离生化法与接触氧化法的优势比较（如表1）

（2）流离生化法与MBR工艺的优势比较（如表2）

6、不产生污泥的原因：

（1）固液分离原理的特点

① 沉淀：分离的固体堆积在池底部无移动性能，原封不动的单一环境，故不分解；

② 过滤：被介质过滤下来的SS，聚集到一处，其状态和沉淀原理一样，难以移动，因此亦不分解；

③ 流离：集中在碎石集合体内，经过厌氧状态使其水解酸化、流出、再被好氧分解 ，因此，污泥通过碎石集合体连续不断的流离，产生分解和消化。

（2）流离生化遵循四个原则，则可消除污泥：

① 聚结固形物和有机物胶体，促使微生物大量繁殖；

② 使聚结的固形物和有机物胶体处于移动状态；

③ 聚结固形物和有机物胶体移动时，好氧、兼氧、厌氧过程多次交替发生，促进分解；

④ 固形物和有机物胶体在流离生化池内不断移动，其停留时间按日或周单位计算。

三、结尾：

回用水可作为工业用水及其他杂用水，不仅可以减轻市供水公司的供水负担，而且城市开辟了第二水源，对缓解城市用水紧张状况起到了积极作用，为城市的经济可持续发展提供了有利的保证。回用水不但可以替代自来水，而且可以进一步减少水中污染物对环境的污染。

综上所述，流离生化技术在污水处理中的有效应用，既能保护环境又节约能源，能够取得一定程度的环境效益、社会效益和经济效益。