一、生物流化床工艺优缺点
生物流化床技术起始于20世纪70年代初，是一种新型的生物膜法工艺，生物流化床将普通的活性污泥法和生物膜法的优点有机结合在一起，并引入化工领域的流化技术处理有机废水。生物流化床是以微粒状填料如砂、活性炭、焦炭、多孔球等作为微生物载体，将空气（或氧气）、废水同时泵入反应器，使载体处于流化状态，反应器内固、液、气充分传质、混合，污水充氧和载体流化同时进行，通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段，高效地对废水中污染物进行生物降解。
容积负荷高，占地面积小
由于BFB采用颗粒、甚至粉末填料，比表面积大，故流化床内能维持极高的微生物量（40-50g/l）；由于生物膜表面不断更新，微生物始终处于高活性状态，加之良好的传质条件，废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被快速降解去除。BFB容积负荷可高达6-10kgBOD/m3.d，是一般活性污泥法高10～20倍。
耐冲击负荷能力强，能适应各种污水
在BFB中，污水和填料之间充分循环流动、传质混合，使反应器具有极大的稀释扩散能力，废水进入反应器后被迅速地混合和稀释；BFB生物膜更新速度快，使其保持着良好的生物活性，废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被迅速降解而被稀释，从而对负荷突然变化的影响起到缓冲作用；微生物主要以生物膜形式存在，对原水中毒性物质抵抗能力强，从而使系统具有很强的抗冲击复合能力，当出现冲击负荷时，COD去除率开始可能会下降，但很快就恢复正常，通常情况下不需要设调节池。
氧传质效率高：
氧是一种难溶性气体，其从气相向液相转移过程中，传质阻力主要来自于液膜，液膜厚度是氧向水相转移的主要限制因素，BFB通过填料对气体切割，大气泡被切割成无数的小气泡或微小气泡，增加接触比表面积，延长气体在水相停留时间，明显压缩液膜和气膜厚度，大大提高氧船只效率；和普通接触氧化生物膜相比，BFB载体表面的生物膜较薄，有利于氧气和有机物等的传质，提高氧利用率；和活性污泥法相比，载体的投加降低反应器悬浮污泥浓度和粘度，使系统氧转化效率提高。在正常的载体填充量范围内，随着载体填充量及生物浓度增加微生物耗氧速率加快，可随氧气向水中的传递系数增大得到补偿，避免由于生物浓度增加而造成好氧废水生物处理中溶解氧不足的不利影响。但如果填料投放量过大，填料在水中流化效果差，紊动程度也降低，使得氧传递速率下降，氧利用率降低，加上填料本身对水中溶解氧的有一定吸附作用，这会造成水中溶解氧减少。
生物膜厚度可控，系统更稳定：
BFB可通过曝气量控制填料剪切力，而控制生物膜厚度，而接触氧化生物膜厚度不可控；
BFB结合了载体的流化机理、吸附机理、生物化学机理，将传统的活性污泥法和生物膜法优势结合起来，使系统既具有接触氧化法高生物量和微生物活性、高容积负荷、强抗冲击负荷能力、占地面积小，又具有活性污泥法的高传质效率，系统稳定，同时还具有氧转化效率高，生物膜厚度可控等优点，可适应不同浓度，不同种类的污水处理。
BFB始于70年代初，推广远不如活性污泥和接触氧化，原因在于其自身的一些瓶颈问题：如能耗大，虽然氧传质效率高，但曝气不仅是要生物降解提供溶氧，还必须保持载体流化状态；流化床内部的流态化特性十分复杂，对其流体力学特征研究严重不足，给放大设计造成了困难；泥水分离靠重力作用，载体易流失，出水水质较差。
最大问题还是在于流化本身，载体在反应器内，依靠曝气和水流的提升作用处于流化状态，其床体膨胀行为、载体颗粒特征、反应器中流体力学特征等，对反应器设计和运行关系重大，否则就会出现填料堆积、局部流化不均等问题。目前对表征流化床性能的反应器流体力学混合特征、传递特征，反应器布气、三相分离、导流区、膨胀特征、流化填料及挂膜特征、操作系统优化控制等参数研究不足，设备设计放大的基本参数严重不足，实际工程设计时还必须通过大量试验来优化反应器的构造和水力特性，降低能耗。这严重限制了BFB在污水处理领域的应用。
从池体结构上看，目前BFB主要包括圆筒式、锥筒式、导流筒式、逆导流筒式、侧循环式、外循环式等。其中导流筒式流化床（或称内循环流化床）是应用较为广泛的生物流化床结构，它在传统三相流化床内设置了导流筒，提高了反应器内反应介质的混合程度，目前，对其流体力学特征研究较为深入，近年来，已有生活污水、印染废水等领域成功的工程案例，但导流筒式流化床结构十分复杂，必须要在工厂预先加工，其加工、运输、安装等均存在一定难度，这在一定程度上也限制了BFB在污水处理中应用。
解决BFB流化问题，关键在载体，载体生物膜的核心，也是生物流化床工艺运行的关键，
优良的BFB载体，必须具备良好的生物相容性有利于生物膜附着；化学稳定性，能够抵抗废水和微生物的侵蚀，不溶出有害物质；还必须具有良好的水利学特性、足够的机械强度、表面粗糙、比表面积大、孔径分布合理、成本低廉等。
载体比表面积决定反应器生物量，是BFB运行效率的重要参数，比表面积与载体的粒径和表面粗糙度有关，粒径愈小，比表面积愈大，表面多孔粗糙载体比表面积比相同粒径的实心载体大，从这个意义上说，载体粒径越小，其生化处理效率越高。
载体的流化特征决定反应器混合传质效率，载体的流化动力与载体密度和粒径有关，密度和粒径越大，流化所需动力大，导致运行费用高；密度和粒径越小，球形度越好的载体，其动力学特征越接近活性污泥，流化所需动力越小，而且可以降低水力剪切力，有利于载体的挂膜。从这个意义上说，载体粒径越小，密度越低，其混合传质效率越高，只要载体比重接近废水，其粒径足够小，反应器流体力学特征就可以接近于活性污泥，反应器设计就无需及其复杂的结构，而采用普通活性污泥池取而代之。
小粒径和密度载体，虽然解决了反应器流化、能耗等问题，但载体挂膜后易随出水流失，出水水质较差，固液分离成为小粒径和密度载体BFB应用瓶颈。
二、膜生物反应器优缺点：
膜生物反应器是将膜分离技术与活性污泥工艺相结合的污水处理工艺，由于MBR采用膜分离系统，固液分离效率高，无需二沉池，出水悬浮物和浊度接近零；微生物完全保留在反应器中，实现了反应器水力停留时间( HRT) 和污泥龄(SRT) 的完全分离，无污泥膨胀的风险，和普通活性污泥法相比，其运行控制更加灵活、稳定；由于运行过程中排泥少，微生物浓度高，有机物分解效率高，降低了F/ M 值(kgBOD5/(kgMLSS.d)，使系统耐冲击负荷，特别是针对难降解有机物，由于污泥吸附和膜截留作用，强化氧化分解；膜的截留能将世代时间长、增值缓慢的硝化菌截留在反应器中，减弱了异养菌与硝化菌对溶解氧的竞争，提高了硝化效率；系统占地面积小，工艺设备集中，可采用PLC 控制，可实现全程自动化控制。MBR主要问题是膜污染和能耗高。
膜污染缩短了膜的使用寿命，提高运行成本；
MBR工艺中，曝气不仅要保持活性污泥的充分传质混合、为生物降解提供溶解氧，还需要保持稳定的膜驱动压力，以减缓膜污染，而后者所需的曝气动力远大于前者，而且MBR中ML SS高，粘度大，水中氧的传质效果差，必须加大曝气量以满足要求，MBR要求的气水比往往为25：1以上，有时甚至高达40：1，造成运行过程中能耗大，成本高。
三、膜生物流化床工艺：
膜生物流化床是将膜分离技术与流化床工艺相结合的一项新型污水处理工艺，它既保留了普通膜生物反应器固液分离效率高、反应器设计简单、产泥量少优点，而载体的投加使着生微生物（生物膜）远大于悬浮态微生物量（活性污泥），从而降低混合液粘度，大大提高反应器氧转化效率；载体可吸附EPS(胞外聚合物)，使悬浮液中EPS 浓度的减小，从而减缓膜污染，延长膜组件的反冲洗周期，提高膜的使用寿命。膜生物流化床也保留了生物流化床生物量大、容积负荷率高，耐冲击负荷能力强、氧转化效率高的优点，由于采用粒径和比重小的载体，其流体力学特征就可以接近于活性污泥，因此和普通的BFB相比，反应器结构简单、能耗小；由于载体比表面积大，反应器生物量更大、生物多样性更高，更有利于提高生化反应效率；由于采用膜分离系统，彻底解决了BFB载体流失、出水水质差的问题。MBFB主要优点：
容积负荷率高、耐冲击负荷能力强
由于采用高比表面积载体，生物量大；反应器中载体之间充分传质混合，摩擦碰撞，活力高，载体表面的老化生物膜及时脱落可保持微生物的较高活性，解决了MBR 中由于长泥龄的维持而致污泥活性逐步降低的问题，提高了生物反应器的降解效率；载体、污泥间传质混合，使污水在反应器中很快的到稀释降解，使反应器容积负荷率高、耐冲击负荷能力强。
出水水质好，不存在载体流失
由于采用膜分离系统，出水SS和浊度几乎为零，载体也不会因为排泥而流失。
膜的截留在有效提高流化床
中的污泥浓度的同时而不需要考虑混合液的泥水分
离效果会影响出水水质。
硝化效率高，具有反硝化脱氮功能
载体的导入和膜的截留能将世代时间长、增值缓慢的硝化菌截留在反应器中，而具有吸附氨氮功能的特种载体应用，强化硝化细菌的生长，减弱了异养菌与硝化菌对溶解氧的竞争，提高了硝化效率。载体表面按好氧层、缺氧层、厌氧层依次分层的生物膜结构，增加了反应器中的缺氧和厌氧的体积，为反应器中同步硝化反硝化的进行提供了条件。
针对低浓度有机物，降解更彻底
对于低浓度有机废水，由于活性污泥浓度过低，容易解絮，悬浮污泥不易沉降，不适合采用活性污泥法处理，保持一定生物量和强化微生态系统物质循环功能是低浓度有机废水处理的关键，MBFB中膜的截留作用和载体生物膜功能使系统能维持一定生物量；载体对有机物、微生物和溶氧的吸附，提高载体-液界面基质浓度，使反应器中形成大量以载体为核心的有机物（底物）、微生物（反应主体）和溶氧（电子受体）富集区，形成局部生物氧化分解高效反应系统，有利于微生物获得底物和氧气，促进微生物对微量有机物快速分解，同时载体的吸附作用有利于生物膜的稳定性；载体的存在为原生动物、后生动物提供很好的附着条件，使系统食物链长，营养级增加，原生动物会捕食游离细菌，后生动物捕食原生动物，每一级的能量传递过程都会有能量损耗，使系统有机物降解的更加彻底，同时降低剩余污泥，减少游离微生物，对减少膜污染、维持膜通量稳定性有一定帮助。
氧传质效率高，能耗低
载体的加入降低了活性污泥的粘度，有利于氧气高效传质；曝气的作用下，填料条件下，载体在反应器内流化，对气泡有切割作用，大气泡被切割成无数的小气泡或微小气泡，加大了气液的接触面积，从而提高了体积传质系数，对氧的传递也起着促进作用；载体表面的生物膜较薄,有利于氧气和有机物等的传质；MBFB中采用低粒径、低密度的轻质粉末材料，无需强烈曝气即可实现系统流化，故能耗远低于普通MBR和BFB工艺；悬浮微生物浓度较低,减小了MBR 中通过加大曝气量来解决MBR 中ML SS高传质较差而消耗的能量。
大大减缓膜污染，降低膜更换频率
由于载体的投加和挂膜，反应器中附着性微生物浓度远大于悬浮微生物浓度，降低了混合液的粘度；载体的吸附作用使悬浮液中EPS(胞外聚合物) 的含量减少，降低EPS或其他可溶性有机物对膜污染；反应器中载体的流态化使得载体之间、载体和膜组件之间互相摩擦，冲刷膜组件，抑制膜组件表面沉积层的形成；载体的挂膜增大了混合液中污泥的粒径，解决了MBR 随着运行时间的延长，污泥粒径逐渐减小，膜污染加重的问题。从而减缓膜污染，延长膜组件的反冲洗周期，提高膜的使用寿命。
结构简单，投资和运行费用低
由于系统采用小粒径、低密度粉末载体材料，在反应器中流体力学特征接近于活性污泥，反应器设计就无需极其复杂的结构，而采用普通活性污泥池即可，投资费用大大降低；反应器中载体的流化无需强烈曝气和推流，而载体投加降低了反应器中悬浮物粘度，提高氧传质转化效率，运行费用也大大降低。
四、MBFB适应性：
MBFB适应性强，可处理高、中、低浓度有机废水，也可适应有毒废水、可生化性差的废水，特别是针对低浓度有机废水MBFB具有独特优势。MBFB反应器中，载体和悬浮污泥并存，随着原水COD降低，悬浮污泥浓度越来越低，原水COD降至100mg/l以下时，反应器中生物量以载体生物膜为主，这种反应器称为生物流化粉末反应器（bio-fluidized powder reactor，简称MBFPR），MBFPR是MBFB的一种特殊形式，
MBFPR主要针对低浓度有机废水，主要用于：
工业水回用
目前我国中水回用主要用于生活杂用水和景观水补给，其标准略有差异，但工业水如果仅用于园林绿化浇灌、冲洗厕所、景观水池补给等用途，用量太少，不能满足减排要求，必须要进行深度处理，以满足部分工业用水，如清洗用水的要求。
一般工业水排放标准为COD110mg/l，通过深度处理，将COD降至50mg/l，甚至20mg/l以下，对工业水回用是十分有利的，采用MBFPR工艺，能充分满足这一要求。
RO预处理
RO系统能否正常运行，瓶颈在于膜污染控制，其核心在于原水与处理技术，若无合适的预处理技术，反渗透系统就无法达到高产率、高效率，无法延长膜寿命，降低操作费用。RO预处理主要目标是除去原水中悬浮物、胶体化合物和可溶性有机物，而传统的反渗透系统预处理流程主要为絮凝、沉淀、砂滤、多介质过滤、活性碳过滤、超滤等，这些工艺能有效除去原水中悬浮物、胶体化合物，但对可溶性小分子有机物，去除率甚低，而原水中小分子有机物是RO膜重要污染源，严重影响RO寿命。MBFPR工艺专门针对原水中低浓度小分子有机物，能将原水COD降至20mg/l以下；采用MBFPR工艺，只是在污水增加微絮凝AFF过滤，而后通过MBFPR，产水直接进RO，省去了砂滤、多介质过滤、活性碳过滤、超滤等过程，使RO预处理工艺流程变得简单、流畅，投资和运行费用也有一定节省。
传统RO预处理工艺流程
新型RO预处理工艺流程
该预处理工艺优点：
工艺简单、流畅；
能有效除去原水中小分子可溶性有机物，延长RO使用寿命
投资和运行费用低
占地面积小
五、MBFB工艺核心技术：
粉末载体技术
膜分离技术
震荡推流曝气技术
不同增氧机动力效率：罗茨风机加曝气盘：2.1kgO2/kw.h
射流式：0.8-1 kgO2/kw.h
水车式：1.0-1.5 kgO2/kw.h
叶轮式：1.2-2 kgO2/kw.h
喷水式：1.0 kgO2/kw.h
好氧生物流化床技术研究 生物流化床技术是70年代初发展起来的污水处理的新兴技术，根据反应器内是否需氧，可将其分为厌氧生物流化床和好氧生物流化床。好氧生物流化床是将传统活性污泥法与生物膜法有机结合并引入化工流态化技术的一种新型生化污水处理装置。由于它具有处理效率高、容积负荷大、抗冲击能力强、设备紧凑、占地少等优点，因而引起了环境工程界的极大兴趣和广泛研究，被认为是最具发展前途的生物处理工艺之一。目前研究和应用最普遍的是好氧生物流化床，因此本文将主要介绍和讨论好氧生物流化床。 1. 好氧生物流化床特点 1.1 比表面积大 由于采用了小粒径固体作为载体并且载体呈流化状态，提供了巨大的表面积，因此流化床的比表面积比一般生物膜法大得多，几种生物膜法比表面积见表1[1]。比表面积大是生物流化床具有高负荷、高去除率的根本原因。 表1 几种生物膜法比表面积 处理工艺比表面积（m2/m3） 普通生物滤池40-120 生物转盘120-180 接触氧化130-1600 好氧生物流化床3000-5000 1.2 容积负荷率与污泥负荷率高 由于生物流化床的容积负荷率α值是普通活性污泥法的13倍以上，阶段曝气池的10倍以上，生物滤池的38倍以上[2]，因此在相同进水浓度下，采用生物流化床处理污水，可以使反应装置的容积大量减小，从而显著地降低占地面积及工程投资。 表2 不同处理工艺的α，β值比较[2] 工艺名称α(kgBOD/m?d)β(kgBOD/kgVSS?d) 普通活性污泥法0.264-0.720 0.216-0.456 阶段曝气法0.360-1.272 0.192-0.360
生物滤池0.090-0.360 -- 好氧生物流化床 3.635-9.192 0.204-4.320 1.3 耐冲击负荷能力强 由于生物流化床采用填料载体微生物膜与活性污泥双重作用，其生物量非常大，载体与混合污泥的流化状态提高了有机物和氧气的传质效果并保持流化床内良好的混台流态，使废水一旦进入，就能很快得到混合、稀释，从而对负荷突然变化的影响起到缓冲作用，这是普通活性污泥法和生物膜法所不及之处。 2. 好氧生物流化床的研究与应用进展 2.1 外循环好氧生物流化床 外循好氧生物环流化床（如图1）的底部由气体分布器和液体分布器组成，气、液、固三相混合物向上流动。在给定气速下，液体速度超过一定值，颗粒被夹带到流化床顶部的分布器。在此，气体自动溢出，液固混合物经分离器分离后，液体流回到储水槽，固体颗粒进人到颗粒储料罐。反应器的流化受水流和气体流速的控制。 焦伟堂[3]等人运用外循环好氧生物流化床处理污水，结果显示，在水利停留时间为3h时，反应器的CODcr和NH3-N的去除率分别达91%和96.6%。
生物芯片及应用简介 简介 生物芯片（biochip）是指采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体）的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器比如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影像机（CCD）对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。由于常用玻片/硅片作为固相支持物，且在制备过程模拟计算机芯片的制备技术，所以称之为生物芯片技术。根据芯片上的固定的探针不同，生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片，另外根据原理还有元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片。如果芯片上固定的是肽或蛋白，则称为肽芯片或蛋白芯片；如果芯片上固定的分子是寡核苷酸探针或DNA，就是DNA芯片。由于基因芯片（Genechip）这一专有名词已经被业界的领头羊Affymetrix公司注册专利，因而其他厂家的同类产品通常称为DNA微阵列(DNA Microarray)。这类产品是目前最重要的一种，有寡核苷酸芯片、cDNA芯片和Genomic芯片之分，包括二种模式：一是将靶DNA固定于支持物上，适合于大量不同靶DNA的分析，二是将大量探针分子固定于支持物上，适合于对同一靶DNA进行不同探针序列的分析。 生物芯片技术是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。由于用该技术可以将极其大量
生物芯片技术——生物化学分析论文 08应化2 江小乔温雪燕袁伟豪张若琦 2011-5-3
一、摘要： 生物芯片技术，被喻为21世纪生命科学的支撑技术，是便携式生化分析仪器的技术核心，是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。由于用该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交（Southern Blotting 和Northern Blotting 等）技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量(low through-put)等不足。 二、关键词 生物芯片；检测；基因 三、正文 （一）、生物芯片的简介 生物芯片技术是一种高通量检测技术，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序（Sequencing by hybridization, SBH）等，为"后基因组计划"时期基因功能的研究及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，将会使新基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破，为整个人类社会带来深刻广泛的变革。该技术被评为1998年度世界十大科技进展之一。（1）它包括基因芯片、蛋白芯片及芯片实验室三大领域。 基因芯片(Genechip)又称DNA芯片(DNAChip)。它是在基因探针的基础上研制出的，所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列，在探针上连接一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。 蛋白质芯片与基因芯片的基本原理相同，但它利用的不是碱基配对而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测。蛋白质芯片构建的简化模型为：选择一种固相载体能够牢固地结合蛋白质分子(抗原或抗体)，这样形成蛋白质的微阵列，即蛋白质芯片。 芯片实验室为高度集成化的集样品制备、基因扩增、核酸标记及检测为一体
生物流化床 一、简述 生物流化床，也简称MBBR，也称移动床生物膜反应器。因其兼有生物接触氧化法和传统的流化床技术的优点而得名。MBBR工艺原理是：通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，采用机械搅拌、曝气或者回流水作为动力，使流体内的载体流化，载体上附着大量微生物，这样微生物与水中的营养物质就能充分接触，从而达到高效率的去除的效果。生物流化床工艺有两大技术点：反应器，填料。 二、生物流化床反应器 MBBR根据生物膜特性可分为好氧和厌氧两大类；按循环方式分为内循环和外循环；按床内物相分为两相和三相。 1、厌氧生物流化床（AFB） 厌氧生物流化床（AFB）与UASB同属于第二代厌氧反应器，依靠载体表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，提高反应器内的生物量。反应器内载体呈流化状态，可以有效避免滤料堵塞。载体的流化状态可采用两种方式维持：①机械搅拌；②通过回流提高废水的上升流速。缺点：①维持载体流化的能耗较大；②系统的设计及运行要求较高。 厌氧生物流化床工艺图 2、好氧生物流化床——内循环式三相生物流化床 关于好氧生物流化床目前开发和应用较多的是带导流筒的三相生物流化床反应器，也称内循环式三相生物流化床。为规范其应用，环保部已经制定了内循环好氧
生物流化床污水处理工程技术规范（HJ 2021-2012）。 三相生物流化床工艺流程图 表1 内循环好氧生物流化床处理工艺的污染物去除率 3、曝气生物流化池 在固定床的基础上改变而来，所选用的固定微生物的载体平均密度与水十分接近，载体在水中呈悬浮状态。该成果列入2002年国家重大科技成果推广计划、2002年国家技术创新计划。 适用范围：炼油、化工、煤化工、印染、酿造波革和造纸等高浓度有机废水(合高中浓度有机物、氨氮、硫化物等污染物和城市生活污水处理、旧城市与工业污水厂出水水质不达标的改造以及河湖微污染水体的就地修复。
TBF三相生物流化床 三相好氧生物流化床是以生物膜法为基础，吸取了化工操作中的流态化技 术，形成了一种高效的废水处理工艺，是生物膜法的重要突破。其基本特征是以砂、陶粒、活性碳、焦碳等颗粒状物质作为载体，为微生物生长提供巨大的表面积，一般可达到2000-3000m2/m3。废水或废水和空气的混合液由下而上以一定的速度通过床层时使载体流化，生物栖息于载体表面，形成由薄薄的生物膜所覆盖的生物粒子，生物固体浓度可达普通活性污泥的5-10倍。由于生物载体、废水、空气三相间的密切接触，大大改善了传质状态，使有机物去除速率增快，所需反应器容积减小。 多管气提生物流化床是内循环三相流化床的一种，是在外循环床的基础上发展起来的，将升流区和降流区组合在一起，使反应器结构更紧凑。迄今为止，已应用于石化废水、生活污水、淀粉废水、含酚废水、制药废水、针织废水、煤气化废水、含铜废水、丙烯酸废水等多种废水处理，取得了不少喜人的成果，显示了内循环流化床反应器的优越性。 多管气提生物流化床不仅保持了传统三相生物流化床所具有的：反应器内混合性能好、传质速率快、污泥浓度大、有机物负荷高的优点，同时具有以下新特点： 1）可控制生物膜厚度的过度增长。 在传统三相生物流化床中，气速和液速均不能很大，如果大大地超过载体的终端沉降速度，则由于载体只作单项上流运动，生物粒子将大量进入沉淀分离区，因此极易带出反应器外。为了防止载体的流失，反应器内流体的剪切力不能有效地控制过度增长的生物膜。而在循环式流化床中，由于气、液、固在升流区和降流区之间循环流动，循环速度很大，载体却不易被带出反应器外，在一般情况下，循环速率远大于载体终端沉速，流体造成的剪切作用可有效地控制生物膜厚度，以避免过厚的生物膜引起的内传至阻力增大，使循环式流化床中生物膜保持较高的活性。 2）载体流失量少。 由于循环式流化床的紊动剪切及摩擦可使过厚的生物膜自行脱落，因此可防止载体的大量流失。 3）载体流化性能好。 传统三相生物流化床为保证载体的充分流化，在不进行回流的情况下必须采用较大的高径比，即反应器的直径必须较小，高度较大，而循环式生物流化床只要升流筒直径合适（过小会引起气泡聚合），并保证一定的表观气速，就可实现
生物流化床填料 产品特点 活性生物悬浮填料（流化床填料）是一种新型生物活性载体，它采用科学配方，根据不同水质需求，在高分子材料中融合不同种类有利于微生物快速成附着生长的微量元素，经过特殊工艺改性、构造而成，具有比表面积大、亲水性好、流动性好、生物活性高、易挂膜、处理效果好、使用寿命长等优点。 一、主要特点： 特殊配方及加工，加速填料挂膜； 有效比表面积大，生物附着量多； 依靠生物膜处理，可省污泥回流； 高效脱碳除氨氮，提高出水水质； 低能耗节省占地，缩短工艺流程。 二、产品技术核心 1、按流体力学设计几何构型、强化表面附着能力 2、填料比表面积大、附着生物量多 3、无需支架、易流化、节省能耗 4、节省占地，通过增加填充率提升处理能力及效果，无需新增构筑物 （1）按流体力学设计几何构型、强化表面附着能力 填料外部膜更新快活性强，内部膜受到充分保护，微生物生长状态良好，改变传统填料外部生长的方式，使微生物的降解效率更高。 特殊的结构使水中空气气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。 填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，特别适合硝化菌的生长，并兼有厌氧好氧的特点，硝化反硝化脱氮效果明显。 （2）填料比表面积大、附着生物量多 足够大的载体表面积适合微生物的吸附生长，有效生物浓度高，处理能力强。 较高的生物浓度使来水的水质波动得到充分的分散，并迅速被消减，从而提高了系统的抗冲击负荷能力。 科学的配方使得微生物更容易附着在填料上，使得对难降解和易降解有机物的微生物共同生长，生物丰富，提高了难降解有机物的处理效果。 （3）无需支架、易流化、节省能耗 恰当的比重（挂膜前0.97~0.98.挂膜后~1），使填料在停气时成漂浮态，曝气直处于悬浮流化态，最大限度的降低能耗。 填料自由通畅的旋转，增加对水中气泡的撞击和切割，破碎大的气泡，延长水中停留时间，氧的利用率可提高10%以上，有效的降低了供拉能耗， （4）节省占地，通过增加填充率提升处理能力及效果，无需新增构筑物 活性生物填料生物膜工艺只需在原池基础上增加填料投配量，即可满足提升进水负荷或提
生物流化床的类型及特点 摘要：应用生物流化床处理废水日益得到国内外研究者的高度重视，这是由于该法具有如下特点[1]：带出体系的微生物较少；基质负荷较高时，污泥循环再生的生物量最小，不会因为生物量的累积而引起体系阻塞；生物量的浓度较高并可以调节；液一固接触面积较大；BOD容积负荷高；占地面积小。 关键字：生物流化床流化床生物量 Types and Characteristics of Biological Fluidized Beds Abstract：Different biological fluidized beds used in wastewater treatment are presented and their construction，characteristics，applications as well as effects of treatment are described in detail，which are centering on summing up the general situation of development of aerobic biological fluidized beds and anaerobic biological fluidized beds，with the way forward for further development and application of biological fluidized beds in future pointed out. Key word： biological fluidized bed; wastewater treatment； biomembrane；fluidization 应用生物流化床处理废水日益得到国内外研究者的高度重视，这是由于该法具有如下特点[1]：带出体系的微生物较少；基质负荷较高时，污泥循环再生的生物量最小，不会因为生物量的累积而引起体系阻塞；生物量的浓度较高并可以调节；液一固接触面积较大；BOD 容积负荷高；占地面积小。 用于处理废水的生物流化床，按其生物膜特性等因素可分为好氧生物流化床和厌氧生物流化床两大类，随着对流化床的不断研究与开发，当前已出现了许多新类型的流化床，本文总结了国内生物流化床的研究成果，以期对工程技术人员有所帮助。 1 好氧生物流化床 1.1 好氧生物流化床的结构组成 好氧生物流化床是以微粒状填料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等作为微生物载体，以一定流速将空气或纯氧通人床内，使载体处于流化状态，通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，从而达到对废水中污染物的去除[2]。
MBBR工艺背景介 随着现代化的进程和人口急剧的膨胀，水污染问题已经成为社会焦 点之一，目前污水处理的方法主要有活性污泥法和生物膜法两大类：活 性污泥法从20世纪初英国开创以来，经过几十年的发展革新已经拥有多种运行方式，同时由于其极好的污水处理效果而逐渐成为大家认可的比较成熟的工艺；生物膜法是利用附着在上的生物对水体进行净化的一种工艺，近年来也得到迅速的发展和提高。 从多年的运行实践来看，活性污泥法虽较为成熟，但也存在很多的缺点和不足，如曝气池容积大、占地面积高、基建费用高等，同时对水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响等。鉴于上述因素，这种污水处理方法逐渐被后来的生物膜法所取代。生物膜法弥补了活性污泥法的很多不足，如它的稳定性好、承受有机负荷和水力负荷冲击的能力强、无污泥膨胀、无回流，对有机物的去除率高，反应器的体积小、污水处理厂占地面积小等优点。但是生物膜法也有其特有的缺陷，如生物滤池中的易堵塞、需周期性反冲洗、同时固定以及下曝气设备的更换较困难、生物流化床反应器中的载体颗粒只有在流化状态下才能发挥作用、工艺的稳定性较差…等。介于以上两种工艺的缺点和不足，移动床生物膜反应器 (moving-bed-biofilm-reactor，简称MBBR)应运而生。MBBR法在80年代末就有所介绍并很快在欧洲得到应用，它吸取了传统的活性污泥法和生物接触氧化法两者的优点而成为一种新型、高效的复合工艺处理方法。其核心部分就是以比重接近水的悬浮直接投加到曝气池中作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用而处于流化状态，当微生物附着在载体上，漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移动，从而达到污水处理的目的。作为悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种工艺，MBBR法兼具两者的优点：占地少——在相同的负荷条件下它只需要普通氧化池20%的容积；微生物附着在载体上随水流流动所以不需活性污泥回流或循环反冲洗；载体生物不断脱落，避免堵塞；有机负荷高、耐冲击负荷能力强，所以出水水质稳定；水头损失小、动力消耗低，运行简单，操作理容易；同时适用于改造工程等。 在过去十几年的研究中，MBBR法已经作为一种成熟的工艺广泛应用于造纸、食品、屠宰、炼油等中，同时也可以处理城市生活污水以及城市与的混合污水。许多工程实例表明，用MBBR法处理污水效果良好。MBBR工艺的原理 更新时间：09-4-22 08:52 MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境
一、生物流化床工艺优缺点 生物流化床技术起始于20世纪70年代初，是一种新型的生物膜法工艺，生物流化床将普通的活性污泥法和生物膜法的优点有机结合在一起，并引入化工领域的流化技术处理有机废水。生物流化床是以微粒状填料如砂、活性炭、焦炭、多孔球等作为微生物载体，将空气（或氧气）、废水同时泵入反应器，使载体处于流化状态，反应器内固、液、气充分传质、混合，污水充氧和载体流化同时进行，通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段，高效地对废水中污染物进行生物降解。 容积负荷高，占地面积小 由于BFB采用颗粒、甚至粉末填料，比表面积大，故流化床内能维持极高的微生物量（40-50g/l）；由于生物膜表面不断更新，微生物始终处于高活性状态，加之良好的传质条件，废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被快速降解去除。BFB容积负荷可高达6-10kgBOD/m3.d，是一般活性污泥法高10～20倍。 耐冲击负荷能力强，能适应各种污水 在BFB中，污水和填料之间充分循环流动、传质混合，使反应器具有极大的稀释扩散能力，废水进入反应器后被迅速地混合和稀释；BFB生物膜更新速度快，使其保持着良好的生物活性，废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被迅速降解而被稀释，从而对负荷突然变化的影响起到缓冲作用；微生物主要以生物膜形式存在，对原水中毒性物质抵抗能力强，从而使系统具有很强的抗冲击复合能力，当出现冲击负荷时，COD去除率开始可能会下降，但很快就恢复正常，通常情况下不需要设调节池。 氧传质效率高： 氧是一种难溶性气体，其从气相向液相转移过程中，传质阻力主要来自于液膜，液膜厚度是氧向水相转移的主要限制因素，BFB通过填料对气体切割，大气泡被切割成无数的小气泡或微小气泡，增加接触比表面积，延长气体在水相停留时间，明显压缩液膜和气膜厚度，大大提高氧船只效率；和普通接触氧化生物膜相比，BFB载体表面的生物膜较薄，有利于氧气和有机物等的传质，提高氧利用率；和活性污泥法相比，载体的投加降低反应器悬浮污泥浓度和粘度，使系统氧转化效率提高。在正常的载体填充量范围内，随着载体填充量及生物浓度增加微生物耗氧速率加快，可随氧气向水中的传递系数增大得到补偿，避免由于生物浓度增加而造成好氧废水生物处理中溶解氧不足的不利影响。但如果填料投放量过大，填料在水中流化效果差，紊动程度也降低，使得氧传递速率下降，氧利用率降低，加上填料本身对水中溶解氧的有一定吸附作用，这会造成水中溶解氧减少。 生物膜厚度可控，系统更稳定： BFB可通过曝气量控制填料剪切力，而控制生物膜厚度，而接触氧化生物膜厚度不可控； BFB结合了载体的流化机理、吸附机理、生物化学机理，将传统的活性污泥法和生物膜法优势结合起来，使系统既具有接触氧化法高生物量和微生物活性、高容积负荷、强抗冲击负荷能力、占地面积小，又具有活性污泥法的高传质效率，系统稳定，同时还具有氧转化效率高，生物膜厚度可控等优点，可适应不同浓度，不同种类的污水处理。 BFB始于70年代初，推广远不如活性污泥和接触氧化，原因在于其自身的一些瓶颈问题：如能耗大，虽然氧传质效率高，但曝气不仅是要生物降解提供溶氧，还必须保持载体流化状态；流化床内部的流态化特性十分复杂，对其流体力学特征研究严重不足，给放大设计造成了困难；泥水分离靠重力作用，载体易流失，出水水质较差。
生物流化床技术的发展现状与革新 生物流化床具有处理效率高，抗冲击负荷能力强等优点，在污水处理领域应用十分广泛。本文介绍了近年来生物流化床工艺流程和充氧方式的发展情况，并总结了目前生物流化床工艺的革新情况，为生物流化床的发展提供支持。 标签：生物流化床；工艺流程；充氧方式；革新 生物流化床应用广泛，可用于厌氧脱出废水中的氨氮，也可好氧去除废水中的有机物质，包括生活污水，制药废水，印染废水，水厂、肉厂、粮食加工厂废水等。基本上具有可生化性的废水都适合。 1 生物流化床不同工艺流程的研究 依据流化床中附着生长不同类型的微生物，生物流化床可分为好气床、兼气床和厌气床三类。主要工艺流程有以下几类： 1.1 以氧气为氧源的生物流化床 以氧气为氧源的生物流化床有机负荷可以提高到27kg/m3，但是由于反应器需要大量的纯氧且回流比较大，因而在纯氧制造和回流电力部分会消耗很多能源。如果要使用空气作为氧气流化床的氧源，为使流化床的进水能够获得足够的溶解氧，就需要加大回流比。根据研究显示，对BOD5为214mg/L的生活污水，若采用空气充氧来保持系统对BOD5的去除率维持在85%以上，其循环比需提高至34：1，而纯氧气生物流化床的循环比则只需要3：1即可达到此效果。所以，虽然以空气为氧源的二相流化床在充氧时可避免生产纯氧的难题，但在其后面运行时需要在循环泵上消耗大量的电力资源进行回流。近年，国外氧气流化床处理工业废水和城市污水已经在实际中应用，在美国纽约州已建造了一套氧气流化床的二级处理设备，其设计规模为37850m3/d。 1.2 以空气为氧源的三相流化床 三相流化床的供氧方式是通过反应器底部或器壁输入空气，在流化床内部形成气液固三相。相对比两相流化床，三相流化床的操作条件更加剧烈，其充氧情况与活性污泥法比较相当，这样可以强化空气在反应器内的转移，增强微生物反应速率。可在三相流化床反应器内部，气液不能得到很好的分离，气泡容易在床体内部聚集无法散开而形成巨大的鼓泡，这些情况的出现会导致部分区域的氧吸收效果变差，而且气泡在反应器内的搅动也会使得载体随之流失，微生物的附着载体减少，从而降低出水水质，还容易使水质变得浑浊不清。目前三相流化床的研究在国内还比较少，基本上都是小试或者中试阶段，只在日本有一座较大规模的处理设备。 1.3 兼气生物流化床
MBBR?生物流化床工艺说明 MBBR?生物膜工艺运用生物膜法的基本原理，充份利用了活性污泥法的优点，又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。技术关键在于研究和开发了比重接近于水，轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料。生物填料具有有效表面积大，适合微生物吸附生长的特点。填料的结构以具有受保护的可供微生物生长的内表面积为特征。当曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下，水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流动起来，达到生物膜和被处理的污染物充分接触而生物分解的目的。流动床TM 生物膜反应器工艺由此而得名。其原理示意图如图1所示。因此，流动床TM生物膜工艺突破了传统生物膜法(固定床生物膜工艺的堵塞和配水不均，以及生物流化床工艺的流化局限)的限制，为生物膜法更广泛地应用于污水的生物处理奠定了较好的基础。 专利技术的Kaldnes悬浮填料工艺打开了污水生物 处理工艺的新领域。该工艺是基于一种生物膜技术，
其实质是微生物以膜状生长悬浮填料上。该悬浮填料由聚乙烯材料制成，在水中自由飘动。在悬浮填料上没有附着生物膜的情况下，其比重接近于1g/cm3。在好氧反应器中由于曝气器的曝气以及缺氧单元中的机械搅拌而不断运动。悬浮填料反应器内最大填料填充率可以达到67%，其有效生物膜面积可以达到350m2/m3反应器容积。 该工艺可以通过硝化和反硝化作用完成生化好氧降解有机污染物(如BOD，COD)或完成生物脱氮，后者适用于预反硝化或后反硝化或者两者结合。在后反硝化过程中在反应器中的总水力停留时间只要2.5-3小时就可以使脱氮率达到70%。Kaldnes工艺与传统活性污泥法相比优点很多，例如具有高容积利用率，反应器形状灵活，无污泥回流的优点。 生物膜填料通过装在反应器出口的定固的不锈钢筛网保留在反应器中。 MBBR技术规格及特性 MBBR之接触滤材经过特殊设计，及
MBBR ? 生物流化床工艺说明 MBBR ? 生物膜工艺运用生物膜法的基本原理, 充份利用了活性污泥法的优点,又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。技术关键在于研究和开发了比重接近于水, 轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料。生物填料具有有效表面积大, 适合微生物吸附生长的特点。填料的结构以具有受保护的可供微生物生长的内表面积为特征。当曝气充氧时, 空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来, 当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞, 并被分割成小气泡。在这样的过程中,填料被充分地搅拌并与水流混合,而空气流又被充分地分割成细小的气泡,增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下, 水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流动起来, 达到生物膜和被处理的污染物充分接触而生物分解的目的。流动床 TM 生物膜反应器工艺由此而得名。其原理示意图如图 1所示。因此, 流动床 TM 生物膜工艺突破了传统生物膜法 (固定床生物膜工艺的堵塞和配水不均,以及生物流化床工艺的流化局限的限制,为生物膜法更广泛地应用于污水的生物处理奠定了较好的基础。 专利技术的 Kaldnes 悬浮填料工艺打开了污水生物处 理工艺的新领域。该工艺是基于一种生物膜技术, 其 实质是微生物以膜状生长悬浮填料上。该悬浮填料由聚乙烯材料制成,在水中自由飘动。在悬浮填料上没有附着生物膜的情况下,其比重接近于 1g/cm3。在好氧
反应器中由于曝气器的曝气以及缺氧单元中的机械搅拌而不断运动。悬浮填料反应器内最大填料填充率可以达到 67%,其有效生物膜面积可以达到 350m 2/m3反应器容积。 该工艺可以通过硝化和反硝化作用完成生化好氧降解有机污染物 (如 BOD , COD 或完成生物脱氮, 后者适用于预反硝化或后反硝化或者两者结合。在后反硝化过程中在反应器中的总水力停留时间只要 2.5-3小时就可以使脱氮率达到 70%。 Kaldnes 工艺与传统活性污泥法相比优点很多,例如具有高容积利用率,反应器形状灵活,无污泥回流的优点。 生物膜填料通过装在反应器出口的定固的不锈钢筛网保留在反应器中。 MBBR 技术规格及特性 MBBR 之接触滤材经过特殊设计,及密度与水 接近 (滤材密度 0.97g/cm3 ,因此可充分的在反应槽 中流动增加接触率, 而其高比表面积的设计更可增加单位面积可附着之生物膜面积, 因此只需要小面积即可达到高去除率, 其规格及特性如下:
生物流化床技术简介 在废水生物处理工艺中，生物流化床技术是一种新型的生物膜法工艺，是继流化 床技术在化工领域广泛应用后于20世纪70年代初发展起来的。其载体在流化床内呈流化 状态，使固（生物膜）、液（废水）、气（空气）3相之间得到充分接触，颗粒之间剧烈碰 撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段。该技术使生化池各处理段中保持 高浓度的生物量，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度快，水力停留时间短，运转负 荷比一般活性污泥法高5~10倍，耐冲击负荷能力强。 流化床中采用将活细胞固定在颗粒载体上的办法来处理废水的 设想。但直到60年代后期，这一设想都未能在废水生物处理的 工业化过程中付诸实施。1971年Robertl等人对废水生物处理 水作深度净化时，发现被活性炭吸附的有机物大都能被微生物所 分解，这为发展具有生物膜法和活性污泥法两者优点的生物流化床技术提供了试验基础。从 那以后，美国、英国、日本等国对生物流化床技术进行了大量的研究试验工作。1973年美 国Jeris Johns等人成功开发了厌氧生物流化床技术，用于去除BOD5和NH3-N的硝化处 理，同年申请了专利。1975年，美国Ecolotrol公司开发了HY-FIO生物流化床工艺，用于 废水的二、三级处理。美国Dorr-Oliver公司在流化床的实用性方面做了许多研究，尤其是 充氧器与进水分布系统上取得了很大的进展。Dorr-Oliver设计的Oxitron反应器，在床底部 的锥体部分采用喷嘴造成一种强有力的喷射床作为流化床的分布器。英国水研究中心和美国 水研究中心又分别对充氧方式进行改进，并成功地用于厌氧-好氧两段流化床对废水进行全 面的二级处理，包括有机碳的去除和脱氮。 日本于70年代中期进行此方面的研究，它着眼于中小型工厂的废水处理，采用空气 曝气，装置的构型和脱膜方式与欧美不同。例如，三菱公司研制的流动循环曝气反应器，把 曝气、脱膜、循环合成一体。1993年日本Hokkaido大学的学者报道了一种由颗粒流化床 分离器、好氧生物滤床和薄膜过滤器组成的新型处理系统。在工程实践中，以好氧流化床降 解含22种酚和氮杂环、芳香胺的废水，以纯氧为氧源的生物流化床降解含多氯代酚的地下 水，生物流化床处理酵母废水，垃圾填埋场浸出液中难降解有机污染物的处理，在颗粒活性 炭流化床中2，4，6-三氯代酚的厌氧降解，流化床生物膜反应器系统处理湖水中的藻类等 均取得了满意的效果。
MBBR工艺生物流化床填料 产品特点 活性生物悬浮填料（流化床填料）是一种新型生物活性载体，它采用科学配方，根据不同水质需求，在高分子材料中融合不同种类有利于微生物快速成附着生长的微量元素，经过特殊工艺改性、构造而成，具有比表面积大、亲水性好、流动性好、生物活性高、易挂膜、处理效果好、使用寿命长等优点。 一、主要特点： 特殊配方及加工，加速填料挂膜； 有效比表面积大，生物附着量多； 依靠生物膜处理，可省污泥回流； 高效脱碳除氨氮，提高出水水质； 低能耗节省占地，缩短工艺流程。 二、产品技术核心 1、按流体力学设计几何构型、强化表面附着能力 2、填料比表面积大、附着生物量多 3、无需支架、易流化、节省能耗 4、节省占地，通过增加填充率提升处理能力及效果，无需新增构筑物 （1）按流体力学设计几何构型、强化表面附着能力 填料外部膜更新快活性强，内部膜受到充分保护，微生物生长状态良好，改变传统填料外部生长的方式，使微生物的降解效率更高。 特殊的结构使水中空气气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。 填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，特别适合硝化菌的生长，并兼有厌氧好氧的特点，硝化反硝化脱氮效果明显。 （2）填料比表面积大、附着生物量多 足够大的载体表面积适合微生物的吸附生长，有效生物浓度高，处理能力强。 较高的生物浓度使来水的水质波动得到充分的分散，并迅速被消减，从而提高了系统的抗冲击负荷能力。 科学的配方使得微生物更容易附着在填料上，使得对难降解和易降解有机物的微生物共同生长，生物丰富，提高了难降解有机物的处理效果。 （3）无需支架、易流化、节省能耗 恰当的比重（挂膜前0.97~0.98.挂膜后~1），使填料在停气时成漂浮态，曝气直处于悬浮流化态，最大限度的降低能耗。 填料自由通畅的旋转，增加对水中气泡的撞击和切割，破碎大的气泡，延长水中停留时间，氧的利用率可提高10%以上，有效的降低了供拉能耗， （4）节省占地，通过增加填充率提升处理能力及效果，无需新增构筑物 活性生物填料生物膜工艺只需在原池基础上增加填料投配量，即可满足提升进水负荷或提
MBFB膜生物流化床工艺用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。 工艺概念 膜生物流化床工艺以生物流化床为基础，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，简称PAC)为载体，结合膜生物反应器工艺(Membrane bioreactor,简称MBR)的固液分离技术，使反应器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分离作用为一体，使水体中难以降解的小分子有机物与在曝气条件下处于流化状态的活性炭粉末进行充分地传质、混合，被吸附、富集在活性炭表面，使活性炭表面形成局部污染物浓缩区域；粉末活性炭同时也为微生物繁殖提供了特殊的表面，其多孔的表面吸附了大量微生物菌群，特别是以目标污染物为代谢底物的微生物菌群；同时，粉末活性碳对水体中溶解氧有很强的吸附能力，在高溶解氧条件下，微生物对富集在活性炭表面小分子有机物进行氧化分解，然后利用陶瓷膜分离系统将水和吸附了有机物的粉末活性炭等悬浮颗粒分开，通过错流过滤，进一步净化污水，使其达到中水回用标准。研究表明，MBFB能有效除去微污染水体中氨氮、COD和其它难降解小分子有毒有机物等。 MBFB机理 在MBFB反应系统中，粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物，成为生物活性碳（BAC）,使PAC不仅存在着对小分子有机污染物的吸附和富集作用，还存在着PAC对微生物的吸附和保护作用、PAC对溶解氧的吸附作用、在局部高污染物浓度和高溶解氧条件下微生物对小分子有机物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高强度流化、混合、传质、剪切作用下，实现对微污染小分子有机物的高效分解。 1、PAC对小分子有机物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高浓度区，有利于微生物生长和对微污染小分子有机物的分解作用； 2、PAC对微生物的吸附和保护作用； 3、PAC对溶解氧吸附作用，随着活性炭颗粒直径变小，比表面积增加，PAC对溶解氧的吸附作用越来越强； 4、微生物对小分子有机物的分解作用，MBFB工艺通过PAC对微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通过PAC对微生物的保护作用，使微生物能有效利用微量的有机污染物为底物，以溶解氧为电子受体，分解微污染水体中有机物，实现水质深度净化；
膜生物流化床工艺 膜生物流化床工艺以生物流化床为基础，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，简称PAC)为载体，结合膜生物反应器工艺(Membrane bioreactor,简称MBR)的固液分离技术，使反应器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分离作用为一体，使水体中难以降解的小分子有机物与在曝气条件下处于流化状态的活性炭粉末进行充分地传质、混合，被吸附、富集在活性炭表面，使活性炭表面形成局部污染物浓缩区域；粉末活性炭同时也为微生物繁殖提供了特殊的表面，其多孔的表面吸附了大量微生物菌群，特别是以目标污染物为代谢底物的微生物菌群；同时，粉末活性碳对水体中溶解氧有很强的吸附能力，在高溶解氧条件下，微生物对富集在活性炭表面小分子有机物进行氧化分解，然后利用陶瓷膜分离系统将水和吸附了有机物的粉末活性炭等悬浮颗粒分开，通过错流过滤，进一步净化污水，使其达到中水回用标准。研究表明，MBFB能有效除去微污染水体中氨氮、COD和其它难降解小分子有毒有机物等。 在MBFB反应系统中，粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物，成为生物活性碳（BAC）,使PAC不仅存在着对小分子有机污染物的吸附和富集作用，还存在着PAC对微生物的吸附和保护作用、PAC对溶解氧的吸附作用、在局部高污染物浓度和高溶解氧条件下微生物对小分子有机物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高强度流化、混合、传质、
剪切作用下，实现对微污染小分子有机物的高效分解。 1、PAC对小分子有机物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高浓度区，有利于微生物生长和对微污染小分子有机物的分解作用； 2、PAC对微生物的吸附和保护作用； 3、PAC对溶解氧吸附作用，随着活性炭颗粒直径变小，比表面积增加，PAC 对溶解氧的吸附作用越来越强； 4、微生物对小分子有机物的分解作用，MBFB工艺通过PAC对微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通过PAC对微生物的保护作用，使微生物能有效利用微量的有机污染物为底物，以溶解氧为电子受体，分解微污染水体中有机物，实现水质深度净化； 5、PAC的生物再生作用，活性炭表面生物膜对吸附的有机物具有氧化分解作用，可通过生物降解恢复活性炭吸附能力，实现PAC的生物再生，在MBFB 系统中，高强度的三相传质、混合、紊流、剪切和活性炭颗粒之间的摩擦作用，使活性炭表面老化生物膜不断脱落，使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。MBFB优势： 1、活性炭粉长期使用，勿需更换或再生； 2、三相传质混合，反应效率高； 3、载体不流失； 4、载体流化性能好； 5、氧的转移效率高； 6、污染物高度富集，生物量大； 7、对微污染水处理效果好。 MBFB膜生物流化床工艺用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。
生物流化床在废水处理中的应用进展 流化床反应器是一种实现固体颗粒与气相、液相、气液相之间的混合传质、传热的设备。它与传统的固定床反应器不同，床内固体微粒始终悬浮于液（气）体中并剧烈运动，具有类似液体的自由流动性，从而大大强化了物质的扩散过程，提高了反应速度，对于催化剂寿命较短或频繁再生的场合更具优越性，这使流态化得以在工业上广泛应 用。 1 生物流化床的应用简况 早在上个世纪30年代就有人提出在悬浮床、膨胀床或流化床中采用将活细胞固定在颗粒载体上的办法来处理废水的设想[1]。但直到60年代后期，这一设想都未能在废水生物处理的工业化过程中付诸实施。1971年Robertl等人对废水生物处理水作深度净化时，发现被活性炭吸附的有机物大都能被微生物所分解，这为发展具有生物膜法和活性污泥法两者优点的生物流化床技术提供了试验基础。从那以后，美国、英国、日本等国对生物流化床技术进行了大量的研究试验工作。1973年美国Jeris Johns等人成功开发了厌氧生物流化床技术，用于去除BOD5和NH3-N的硝化处理，同年申请了专利。1975年，美国Ecolotrol公司开发了HY-FIO生物流化床工艺，用于废水的二、三级处理。美国Dorr-Oliver公司在流化床的实用性方面做了许多研究，尤其是充氧器与进水分布系统上取得了很大的进展。Dorr-Oliver 设计的Oxitron反应器[2]，在床底部的锥体部分采用喷嘴造成一种强
有力的喷射床作为流化床的分布器。英国水研究中心和美国水研究中心又分别对充氧方式进行改进[3]，并成功地用于厌氧-好氧两段流化床对废水进行全面的二级处理，包括有机碳的去除和脱氮。日本于70年代中期进行此方面的研究，它着眼于中小型工厂的废水处理，采用空气曝气，装置的构型和脱膜方式与欧美不同。例如，三菱公司研制的流动循环曝气反应器，把曝气、脱膜、循环合成一体。1993 年日本Hokkaido大学的学者报道了一种由颗粒流化床分离器、好氧生物滤床和薄膜过滤器组成的新型处理系统[4]。在工程实践中，以好氧流化床降解含22种酚和氮杂环、芳香胺的废水[5]，以纯氧为氧源的生物流化床降解含多氯代酚的地下水[6-7]，生物流化床处理酵母废水[8]，垃圾填埋场浸出液中难降解有机污染物的处理[9]，在颗粒活性炭流化床中2，4，6-三氯代酚的厌氧降解[10]，流化床生物膜反应器系统处理湖水中的藻类[11]等均取得了满意的效果。 近年来，我国也对生物流化床进行了不少的试验研究工作，在石化废水[12]、印染废水[13]、制药废水[14]等的试验中均取得了良好的效果。 2 新型生物流化床反应器 随着废水处理技术的不断发展，高效、低耗和处理难降解有机物废水是生物流化床的发展方向之一。下面介绍几种近几年来出现的新型生物流化床反应器。 2.1 环流生物半流化床 北京化工研究院开发了一种全混型和置换叠加的环流生物半流
好氧生物流化床技术研究进展* （1．新疆大学资源与环境科学学院，乌鲁木齐830046；2．新疆大学绿洲生态教育部重点实验室决策支持系统实验室，乌鲁木齐830046） 摘要：对好氧生物流化床技术的工作原理和发展概况进行了简介，重点阐述了部分新型好氧生物流化床反应器的结构特点，并对好氧生物流化床技术存在的问题及发展前景做了研讨。 关键词：生物流化床；污水处理 Research Progress of the Aerobic Biological Fluidized Bed CHEN Tai1,2,HE Bing-yu1,LIU Zhi-hui1,2 ,SUN Zhi-hua1,2 (1. College of Resources & environmental Science, Xinjiang University, Urumqi 830046; 2. DSS laboratory, Oasis Ecology Key Laboratory of Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi 830046) Abstract: This paper summarized the working principles and research progress of Aerobic Biological Fluidized Bed(ABFB), and introduced the structural characteristics of some new types of ABFB developed in recent years. Analyzed the problems at present and research topics in the future at end. Keywords: biological fluidized bed; wastewater treatment 生物流化床技术是70年代初发展起来的污水处理的新兴技术，根据反应器内是否需氧，可将其分为厌氧生物流化床和好氧生物流化床。好氧生物流化床是将传统活性污泥法与生物膜法有机结合并引入化工流态化技术的一种新型生化污水处理装置。由于它具有处理效率高、容积负荷大、抗冲击能力强、设备紧凑、占地少等优点，因而引起了环境工程界的极大兴趣和广泛研究，被认为是最具发展前途的生物处理工艺之一。目前研究和应用最普遍的是好氧生物流化床，因此本文将主要介绍和讨论好氧生物流化床。 1. 好氧生物流化床特点 1.1 比表面积大 由于采用了小粒径固体作为载体并且载体呈流化状态，提供了巨大的表面 *基金项目：新疆维吾尔自治区重点实验室绿洲生态实验室开放课题（040079）; 新疆大学“国家大学生创新性实验计划”项目（081075508）