生物流化床的类型及特点secret

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]。

好氧生物流化床按床内气、液、固三相的混合程度的不同，以及供氧方式及床体结构。脱膜方式 等的差别可分为两相生物流化床和三相生物流化床。 1.1.1 两相生物流化床

两相生物流化床工艺流程见图1。其特点是充氧过程与流化过程分开并完全依靠水 流使载体流化。在流化床外设充氧设备和脱膜设备，在流化床内只有液、固两相。原废水先经充氧设备， 可利用空气或纯氧为氧源使废水中溶解氧达饱和状态[3]。 1.1.2 三相生物流化床

该反应器内气、液、固三相共存，污水充氧和载体流化同时进行，废水有机物在载体生物膜的作 用下进行生物降解，空气的搅动使生物膜及时脱落，故不需脱膜装置。但有小部分载体可能从床中带出， 需回流载体。三相生物流化床的技术关键之一，是防止气泡在床内合并成大气泡而影响充氧效率，为此可 采用减压释放或射流曝气方式进行充氧或充气。 近期，国内环保设备企业开发较多的是内循环式生物流化床，其工艺流程如图2所示。该流化床 由反应区、脱气区和沉淀区组成，反应区由内筒和外筒两个同心圆柱组成，曝气装置在内筒底部，反应区 内填充生物载体。混合液在内筒向上流、外筒向下流构成循环。

1.2 好氧生物流化床适用范围

适用于各种可生化降解的有机废水处理，主要用于去除中、低浓度的有机碳化合物，

以

及好 氧硝化去除NH 3－N ，对各类生活污水及工业废水均有良好的处理效果。 1.3 应用好氧生物流化床处理废水的效果

好氧生物流化床已用于多种工业废水及城市污水的处理，并且取得了良好的效果。好氧生物 流化床处理不同废水的操作情况及结果见表1。

表1 好氧生物流化床处理不同废水的操作情况及处理效果 [4-13]

2.3 2 厌氧生物流化床

与好氧生物流化床相比，该法不仅在降解高浓度有机物方面显出独特优点，而且具有良好 的脱氮效果。

2.1 厌氧生物流化床的结构组成

厌氧生物流化床可视为特殊的气体进口速度为零的三相流化床。这是因为厌氧反应过程分为 水解酸化、产酸和产甲烷3个阶段，床内虽无需通氧或空气，但产甲烷菌产生的气体与床内液、固两相混 和即成三相流化状态。厌氧生物流化床工艺如图3所示[14]。为维持较高的上流速度，需采用较大的回流 比。厌氧生物流化床内微生物种群的分布趋于均一化，在床中央区域生物膜的产酸活性和产甲烷活性都很 高[15]，从而使其有效负荷大大提高。

2.2 厌氧生物流化床的适用范围

厌氧生物流化床既适于高浓度的有机废水，又适于中、低浓度的有机废水处理，它的有计）可达2－10kg／（m3.d），由于所需氮磷营养较少，尤适于处理机容积负荷（以BOD

5

氮磷缺乏的工业废水。处理的工业废水包括含酚废水、α—萘磺酸废水、鱼类加工废水、炼油污水、乳糖废水、屠宰场废水、煤气化废水等，处理的城市污水包括家庭废水、粪便废水、市政污水。厨房废水等。

2.3 应用厌氧生物流化床法处理废水的效果

厌氧生物流化床处理废水的研究与应用实例迄今为止已比较广泛，而且已发挥了显著优势。表二中列举了一些研究及应用结果。

硫酸盐草浆废水

3 其它新型流化床

为使生物流化床发展成为高效、低耗、连续处理大量废水的新型反应器，国内外又研究开发了一些新型生物流化床反应器。

3.1 磁场生物流化床

磁场生物流化床反应器装置比较复杂，需在床体外加磁场，并且固定化细胞的载体内需含一定的磁介质，床层内存在3种状态；散流床、链流床、磁聚床。施加磁场带来两个方

面优点：①固相粒子可在更大的流速下才能从磁场生物流化床冲出；②单位反应器体积所

降解的污染物量明显提高[24]。

将厌氧磁场生物流化床用于处理人工模拟印染废水，以紫色非硫光和细菌为脱色菌，并做成固定化细胞，在床体内加入磁粉，在温度为25－40℃下对活性艳红X－3B及弱酸性深

蓝GR废水进行处理，也取得了良好效果（脱色率大于90％，CODcr去除率50％左右）。

试验结果表明，使床体在磁场作用下能缩短启动时间，而且处理效率有较大提高。

3.2 复合式生物流化床

将不同类型的生物流化床组合或将生物流化床与其它生化处理反应器组合，便形成复合生物流化床。这样可以兼顾不同反应器的特点，提高处理效果，这种组合已经成为生物流

化床的一个新发展方向。

3.2.1 厌氧一好氧复合式生物流化床

此种生物流化床是由英国水研究中心开发的，用作有机物的去除、氨氮的硝化和脱氮，均收到良好的效果。其流程如图4所示。该法的特点是第1段厌氧床内的兼性菌利用硝酸

盐中的氧作为氧源，使废水中部分有机碳化合物氧化，因而不需要补充碳源，同时也减少

了第2段好氧床的有机负荷，降低能耗。最终使排水中硝酸盐的质量浓度降至5－10mg／L。