流離生化處理工藝在國家圖書館二期工程的應(yīng)用

一、工程概況

國家圖書館二期工程暨國家數(shù)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(tǒng)；中水處理及回用系統(tǒng)的原水水源為優(yōu)質(zhì)雜排水，設(shè)計最大日水處理量：Q=100M3/D，小時處理水量為5M3/H，供水設(shè)備采用變頻給水泵組；建筑內(nèi)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(bǔ)充水源；本工程中水處理采用流離生化技術(shù)進(jìn)行。

圖1

二、流離生化技術(shù)簡介：

1、基本原理：

（1）流離是一種自然現(xiàn)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(cè)向流速慢的一側(cè)集中聚集，這種現(xiàn)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(shù)。

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

（3）流離技術(shù)是近10年新興的一種有機(jī)廢水處理的技術(shù)，這種凈化技術(shù)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(huán)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(nèi)流速慢的場所，污水中漂浮物集中在流速慢的地方產(chǎn)生流離。再結(jié)合生化分解，構(gòu)成了流離生化技術(shù)。

圖2

（4）流程簡圖：（如圖1）

2、特點：

處理系統(tǒng)最大特點：由于采用了流離技術(shù)，使污水在集合體內(nèi)重復(fù)多次發(fā)生厭氧、好氧硝化、反硝化的作用，所以不產(chǎn)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(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益：

（1）突破了傳統(tǒng)的生化處理方法。

（2）處理流程簡單，構(gòu)筑物可實現(xiàn)一體化，管理方便，基本可實現(xiàn)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(fù)荷大，凈化程度高，而且穩(wěn)定。

（5）占地面積?。o沉淀池、反沖洗和污泥處理系統(tǒng)），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(zhì)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(qiáng)微生物和有機(jī)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(yōu)質(zhì)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(jī)物在多變環(huán)境的條件下進(jìn)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(dāng)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(shè)備裝置：水是從球體內(nèi)穿梭進(jìn)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(tài)的多變環(huán)境發(fā)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(dá)70-98%，關(guān)鍵流程簡化，占地面積小，基建費用低，運轉(zhuǎn)費用省，并具有自動化程度高的優(yōu)點。

（6）污水從配水池逐漸流出離生化池進(jìn)入集水池，在流離生化池內(nèi)，有機(jī)污染物由高濃度被微生物逐漸降解，直至出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。由于池中的有機(jī)物自然形成濃度梯度，而微生物在池內(nèi)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(shù)七大優(yōu)勢：

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

（2）無污泥產(chǎn)生

減少了處理工藝，節(jié)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(qū)中水。

（4）適用于各種建筑施工條件，安裝方便。

區(qū)別于任何軟性生物填料，無補(bǔ)充更換要求，使用年限可達(dá)50年以上，系半永久性質(zhì)。

（5）抗沖擊性能強(qiáng)

流離生化法的核心技術(shù)之一是產(chǎn)生流離現(xiàn)象，在水量水質(zhì)發(fā)生較大的變化情況下，流離現(xiàn)象就愈加顯著（雜質(zhì)越多，流離越顯著）。在產(chǎn)生增量雜質(zhì)后，生物膜總量相應(yīng)增量，流離生化球在生化池內(nèi)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(yīng)的時間。因此對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性很強(qiáng)。

（6）工藝流程最簡化

適用于非專業(yè)人員運行管理，屬“智能型”技術(shù)方案。

（7）節(jié)能環(huán)保

由于流離生化池內(nèi)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(zhuǎn)化率達(dá)到60%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于接觸氧化工藝及其它技術(shù)氧轉(zhuǎn)化率30-40%的要求，設(shè)計選型功率明顯低于其它處理工藝。故運行時節(jié)約了能源、有效降低了環(huán)境噪音。

表1

表2

5、流離生化法與其它方法的區(qū)別與優(yōu)勢：

（1）流離生化法與接觸氧化法的優(yōu)勢比較（如表1）

（2）流離生化法與MBR工藝的優(yōu)勢比較（如表2）

6、不產(chǎn)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(huán)境，故不分解；

② 過濾：被介質(zhì)過濾下來的SS，聚集到一處，其狀態(tài)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(nèi)，經(jīng)過厭氧狀態(tài)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(xù)不斷的流離，產(chǎn)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(jié)固形物和有機(jī)物膠體，促使微生物大量繁殖；

② 使聚結(jié)的固形物和有機(jī)物膠體處于移動狀態(tài)；

③ 聚結(jié)固形物和有機(jī)物膠體移動時，好氧、兼氧、厭氧過程多次交替發(fā)生，促進(jìn)分解；

④ 固形物和有機(jī)物膠體在流離生化池內(nèi)不斷移動，其停留時間按日或周單位計算。

三、結(jié)尾：

回用水可作為工業(yè)用水及其他雜用水，不僅可以減輕市供水公司的供水負(fù)擔(dān)，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(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供了有利的保證?；赜盟坏梢蕴娲詠硭?，而且可以進(jìn)一步減少水中污染物對環(huán)境的污染。

綜上所述，流離生化技術(shù)在污水處理中的有效應(yīng)用，既能保護(hù)環(huán)境又節(jié)約能源，能夠取得一定程度的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。