流离球技术是90年代新颖污水处理技术

上海金山环保局上海环境工程设计研究院

陈定奎 　　曹鲁贤

　　本文对日本流离球技术在污水处理方面作了试验研究，试验结果表明它达到净化目的，可不设调节池、初沉、二沉池以及污泥处理系统CODcr去除率可达到60％-70％，BODs去除率达80％，与一般传统的生化技术相比一次性投资省，占地面积小，运行费用特低，自动化程度高，这是符合我国国情污水处理站的新颖技术。
　　琉离球是采用不洛性小石块用粘结剂制成多孔性集合型球体，结构新颖，机械强度高，使用寿命长，克服了过去填料中安装复杂，维修管理困难，也解决了过去各种填料共性问题，易结球、堵塞、不易挂膜等缺点，克服了载体填料中动力消耗高，反冲洗水量大等不足之处，易国产化，流离球是近代水处理的一种新颖方法。

　　一、流离球技术性能简述

　　所谓的流离现象，是一种自然现象。流体在流动中总存在着不同流速慢的场所，固体物在流体的流动中，总是由流速快的一侧向流速馒的一侧集聚，这种现象称之为“流离”。
　　 流离亦称之为流动的固液分离，其技术称为流寓技术，它是常用的沉淀、过滤以外的另一种固液分离技术。
　　生化流离是产生于近5—10年内一种有机废水处理的新技术，这种净化技术在无压力、只需水体稍微流动、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，球体内流速侵的场所，污水中漂浮物集中在流速慢的地方即产生流离。再结合生化分解，即构成了生化流离技术。
　　生化流离遵循四个原则，则可消除污泥发生。
　　(1)聚结固形物一→微生物大量繁殖；
　　(2)使聚结的固形物产生移动；
　　(3)移动时，好氧、厌氧过程多次重复发生；
　　(4)固形物在构筑物内不断移动，其停留时间按日单位计算。
　　用以上四原则判断如下三种固液分离原理就可以得知。
　　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。
　　过滤：被介质过滤下来的悬浮物，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。
　　流离：集中碎石集合体内，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。以上得知生化流离，不需要处理污泥，所以是目前净化有机污水工艺中的较理想的方案。其主要性能如下：
　　(1)填料与水平面构成的角度越小，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)流离球是多孔小石块，粘结成球体，将生物膜附着速率和生物量累积速率加快，由于多孔球体受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；
　　(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，使附着在石球体上絮凝体状物，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)小石块在运行过程中是以好氧，厌氧里状的多变环境发生,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60％一70％，关键流程简化，占地面积小，基建费用低，运转费省，自动化程度高。

　　二、流离球技术的特点

　　(1)突破了传统的处理方法；
　　(2)施工简单，管理方便，基本可实现无人管理；
　　(3)小石块与进水构成角度小，接触充分，溶解性CODo去除率高达60％——70％；
　　(4)易挂膜，脱落快；
　　(5)它无需活性污泥培菌，它可自行挂膜，对微生物生长快，故启动时间短；
　　(6)占地面积小(无沉淀及污泥处理系统)投资省，运行费用特低，自动化程度高；
　　(7)使用寿命可达几十年之久；
　　(8)适用于有机废水、污水处理装置；
　　(9)由于产生污泥量少，不但简化了处理流程，同时又将污泥的二次污染，减少到了最小程度。

　　三、运行试验

　　该技术引进后又结合我国污水不同条件下进行试验和扫描、核实工作。1999年4月在上海某化工厂污水站中进行试验。
　　1、试验设备装置
　　铁制槽宽1000mm，高1200mm，长18000mm，每隔400mm装置一个曝气头。
　　2、试验情况
　　●第一阶段4月11日，进水无培菌驯化，4月12日出水，进水CODcr248mg/L，出水CODcr113mg／L。
　　●第二阶段运行20天进水CODcr343．3mg/L，出水CODcr118．4mg／L，平均去除率达60％，详见市站监测报告(见表1、表2)。

　　从报告中获得数据，该厂污水站除生活污水外，同时流人部分生产废水，冲击负荷很大，分解困难，CODcr最大值为882mg/L，最小值为164mg／L，去除率在60％一70％，NH₃一N去除率较低仅为34％左右。
　　试验进行中证实流离球是有机分解，它的特性能把污泥消化，故日方资料中认为采用该新技术是无污泥，试验中证实泥是极少，但不等于没有污泥。

　　四、流离球技术试验研究

　　由日本引进aquatech公司研制的流离球技术处理石化股份公司的污水，从4月11日开始进水，至今已运行近二个月。试验装置为一铁槽，18×1．0×1．2(m)(L×B×H)，每隔0．4m置一曝气头，槽内装满流离球，具体装置见图1。
　　由试验可知，流离球技术从运转情况看。可分两个阶段，第一阶段，能把污水中的悬浮物富集到小石块内部，因为试验一开始，没有生化时间和细菌培养过程，就可使出水清澈，本试验4月11日进水，4月12日进水CODcr为348mg／L，出水CODcr即为113mg／L，到4月30日进水CODcr平均值为343．33mg/L，出水CODcr平均值118．14mg／L，平均处理率为66％；第二阶段，在球内侵馒培养起微生物和细菌，在小石块内部反复地交替进行厌氧一好氧过程，因此，能把污泥分解为CO₂、H₂O和溶解性天机盐，使经流离球反应池处理后的水不再需要初沉池和二沉池。图2为流离球技术运行约数十天后的球内细菌和生物生长情况。
　　试验主要是调节曝气量与出水CODcr之间的关系，一般曝气不宜过高，平均为3．3m³／h·m²，出水前DO保持在4-5mg/L为宜。
　　试验采用的是金山石化污水净化厂的废水，其中冲击负荷大，分解较因难，CODcr最大进水浓度曾达882mg／L，最小在164mg／L，CODcr去除率在60％左右，数据见表1。BOD₅去除率在79．3％，TP的去除率为81％，NO₃-N的去除率为88％。本试验对NH₃-N的去除率较低，为34％。
　　综观试验结果，我们认为，流离球技术是一个极好的污水处理方法，它能把污泥消化掉，因BC产生剩余污泥量很少，污泥也可回流处理。所以不再需要传统的污泥二次沉淀、浓缩、污泥消化、污泥脱水等烦杂的工序。工艺流程简单，操作方便，占地面积小。由于不设初沉池、二沉池和污泥处理系统，使整个污水处理流程变得非常简单，操作及管理也容易。
　　由于工艺不设污泥处理系统，从而使运行费用大大降低。流离球很容易实现国产化，因此成本可以大幅度的降低，比起其它的生物处理方法应该一次性投资和经常的运行费用均比较低，此方法在我国是可行的。

　　五、日本佳力克即流离球(流离球处理生活污水试验)

　　生物相照片说明：
　　试验测验从1999年4月14日开始，中间经过菌种培养和驯化阶段至5月20日，进人了正常的运行阶段，活性污泥较为丰满。我们从进口处、5m、10m、15m处，及表面的压块石头上进行了镜捡，拍取了较多的生物照片，现将有代表性的照片编辑如卞：
　　1、进水口至5m范围内呈厌氧态，以菌胶团为主体。
　　2、5--lOm处出现草履虫等无后生动物出现，活泥在球体表现呈暗灰色。污泥呈丝网长达2—3m。厌氧好氧态。
　　3、10一15m出口处，出现大量的活跃的草履虫、轮虫、太阳虫，线虫等，污泥呈灰色，好氧状态。
　　4、从10—15m水质和生物相变化不大。

　　六、存在问题

　　流离球的气量与常规有机负荷计算不一样，它是根据悬浮物浓度得出滞留时间来计算，该数据尚需进行探索研究。

转载自《机械给水排水》2000年No.2～3