生物流化床的类型及特点secret
生物流化床
生物流化床的优缺点
• 生物流化床的优点： 1、有机物容积负荷高，抗冲击负荷能
力强。 2、微生物活性强，处理效率高。 3、占地少，投资省。
• 生物流化床的缺点： 1、设备的磨损比固定床严重，载体颗
粒在流动过程中会磨损变小。 2、设计时还存在着生产放大方面的问
生物流化床设计注意点
• 1.生物流化床的设计意图不同，所处理废水 的侧重点也不同，只有针对性的选用适宜的 反应器，才能达到良好的处理效果。
该图反应的是无量纲 进水浓度ρi ／ Ks的 值为100的条件下， g1函数所反映的残余 函数率ρe ／ρi对无 量纲停留时间倒数Q ／Vμmax的变化关 系。
该图反应的是无量纲 生物量浓度ρbLas／ YKs的值为100的条件 下，g1函数所反映的 残余函数率ρe ／ρi对 无量纲停留时间倒数 Q ／Vμmax的变化 关系。
50 100 50 100
空床时水 的上升速 度 （m／h）
优缺点
2.95 6.90 84.26 160.50
吸附性强 挂膜容易
易碎
比表面积大 吸附能力强
易饱和
50
56
强度大
价格低
100
77
易饱和
50
53
吸附能力强
性质稳定
100
62
价格偏高
50
21.60 机械强度高
使用周期长
100
40
吸附能力弱
生物流化床的一些参数
D 。去除每kgBOD5所需要的氧量（kgO2／ kgBOD5）。 Q 污水水量，m3 ／d。
以空气为氧源，往往需要采用较大的回流比，动力消耗较大，回流比r 值确定后还应观察在此流速条件下生物载体是否流化。
生物工艺学12
生物流化床的优点：
一、生物流化床中小粒径的载体提供了微生物 附栖生长的巨大比表面积，使反应器内能维 持高的微生物浓度（可达40~50g/L）因而提 高了反应器的容积负荷[可达(3~6kg/m3·d)甚 至更高]。
二、流态化的操作方式创造了反应器内良好的 传质条件，无论是氧还是基质的传递速率均 明显提高。对于食品、酿造这类可生化性较 好的工业废水，生化反应的速率较快，因此 生物流化床在传质上的优势更能明显体现。
此时料液中的固体颗粒可以顺利地 通过床层，而目标产物则以填充床的方 式被吸附剂吸附。这样膨胀床就有可能 把生物制品下游处理过程中的预处理、 浓缩和产物捕获等几个步骤集成于一个 单元操作中，从而减少操作步骤，提高 产品收率，降低纯化费用和资本投入。
自1993年Amersham Pharmacia Biotech 公司推出了Streamline系列膨胀床吸附介质 及装置以来，膨胀床在蛋白质分离纯化中的 应用已显成效，国外报导了不少从重组大肠 杆菌、酵母细胞、动物组织中提取蛋白质的 成功事例，有些已达到生产规模。
Streamline DEAE是Amersham Pharmacia Biotech公司专门为膨胀床设计的 弱阴离子交换吸附介质，其内核是石英砂， 外包6%的交联琼脂糖。
（二）载体 1 粒径 0.3~1.0mm,
最大粒径 与最小粒径小于2
2 形状 圆形，表面粗糙
3 密度
4 强度
（三）生物流化床反应器类型
三 生物流化床中的关键设备
1 流体分布器
2 反应器沉淀区及三相分离器
膨胀床吸附技术
膨胀床吸附技术是九十年代出现的 一种新型生化分离手段，它综合了流化 床和填充床吸附的优点，当料液从膨胀 床底部泵入时，床内的吸附剂不同程度 地向上膨胀，通过精心设计吸附剂的结 构和膨胀床装置，可以使吸附剂比较疏 松、均匀、稳定地分布于床层内，从而 减少了液体的返混程度。
科技成果——生物流化床技术
科技成果——生物流化床技术适用范围适用于高浓度、难降解有机废水的处理。
成果简介废水的流化床生物处理是继流化床技术在化工领域广泛应用之后发展起来的。
生物流化床技术是使废水通过流态化并附着生长有生物膜的颗粒床，使废水中的基质在床内同均匀分散的生物膜相接触而获得降解去除。
生物流化床是一种生物强化处理技术，使得它在微生物浓度、传质条件、生化反应速率等方面较同类技术优异。
无特定条件限制，与上下游技术的匹配性好。
技术效果（1）生物流化床中小粒径的载体提供了微生物附栖生长的巨大比表面积，使得反应器内能维持较活性污泥法系统高得多的微生物浓度，从而使反应器的容积提高到10kg/（m3·d）以上。
（2）生物就能化床的流态化操作无论是氧化还是基质的传递速率均较固定床和活性污泥系统有明显的提高。
在高浓度难降解有机废水的处理方面尤能体现其独特的优势。
（3）反应器体系中维持高于普通生物处理工艺的5-10倍的生物量。
（4）与活性污泥法工艺相比，生物流化床工艺具有较强的抗冲击负荷能力，而且不存在污泥膨胀的问题。
（5）反应器运行过程中带出体系的微生物较少，反应器内不会因为生物量的累积而引起体系的阻塞。
运营成本（1）建设成本一次性投入费用：视处理水量大小，较同类技术一次性投入低。
（2）吨水处理费用与同类技术相比，吨水处理费用低廉。
（3）后期无需维护应用情况（1）内蒙古美方煤焦化有限公司240万吨焦炭酚氰废水处理系统，2016年投入运行。
（2）山东巨铭能源有限公司100万吨焦炭炭酚氰废水处理系统，2017年投入运行。
（3）山东铁雄冶金科技有限公司300万吨焦炭酚氰废水处理系统，2017年投入运行。
（4）广东韶钢180万吨焦炭酚氰废水处理系统，2010年投入运行。
以上用户运行效果良好，出水水质均达到间排标准。
市场前景生物流化床技术在多家焦化、印染、造纸等厂家应用非常成功，该技术受限因素少，与上下游技术的匹配性好，市场容量大，目前在同类技术中占有率低，故而具有非常广阔的推广前景。
一、生物流化床工艺优缺点
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。
十一讲好氧生物膜法生物流化床技术
细菌、硝化细菌等，而膜的外层往往生长着生长迅速的异养型细 菌。 液体的pH值与温度等因素与膜的形成及生长也有密切关系。
（3）生物膜的脱落
生物膜的形成、生长、成熟与脱落，在流化床稳 态运行过程中会自动达到平衡。
3）无污泥膨胀或堵塞，气、固、液相的剧烈翻滚，促进生物膜的形成、生长、 成熟与脱落过程加剧，使膜的更新快、活性强；
4）液、固、气相分离容易、迅速
5）能适应不同浓度范围的废水和较大的冲击负荷；
6）由于容积负荷和床体高度较大，占地面积较小，可节省基建投资。
不足之处
1）能耗较高（为维持床内流化）； 2）载体颗粒粒径不均匀，易出现分层现象； 3）管理要细微； 4）技术要求较高，工程设计和实际运行有
一定难度。
三、设计方法
1、选择载体种类、确定技术参数 （1）载体的种类 石英砂、人工载体（聚苯乙烯小球等）； （2）载体颗粒的粒径。容易流化，运行能耗省； （3）载体的级配 为使床内载体分布均匀，使水动力学状
况良好，床内生物量分布均匀，合理，要求高度的级配 一致。最大粒径与最小粒径之比小于2； （4）载体颗粒的性状。尽量接近球形，表面粗糙； （5）载体颗粒的质量 。保证不易随出水外逸，又要节省 运行能耗，有利于传质； （6）载体的强度 载体应具有足够强度，承受摩擦、侵蚀、 碰撞的能力强，不易磨损； （7）载体生物膜厚 最好控制在100－200μm, 以120－140 μm为佳。
3、好氧生物流化床的基本原理与特征
在悬浮固体颗粒生物膜反应器内，悬浮 固体颗粒载体（通常粒径为0.2-0.5mm)上 生长的微生物形成生物膜。
生物流化床的类型及特点
生物流化床的类型及特点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。
生物流化床技术简介.
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。
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。
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。
流化床特征
流化床特征流化床是一种常用的化工装置，具有独特的特征和应用。
本文将从流化床的原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细介绍。
一、流化床的原理流化床是利用气体或液体通过颗粒床层时产生的浮力将颗粒物料悬浮起来的一种装置。
在流化床中，颗粒物料与气体或液体之间形成了一种流态，呈现出液体般的流动特性，这也是流化床的特点之一。
在流化床中，气体或液体通过床层时会产生压力和速度的变化，从而使床层呈现出不同的状态。
当气体或液体流速较小时，床层中的颗粒物料会堆积在一起形成固体床；当流速逐渐增大时，床层中的颗粒物料开始悬浮并形成流态床；当流速进一步增大时，床层中的颗粒物料会被气体或液体带走而形成喷射床。
这种由固态到流态的转变过程就是流化床的原理。
二、流化床的应用领域流化床具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 化工领域：流化床可以用于催化反应、吸附分离、干燥等化工过程。
由于流化床具有较大的传质和传热特性，可以提高反应速率和产品质量。
2. 石油炼制：流化床可以用于催化裂化、催化重整等石油炼制过程。
由于流化床具有较好的固体混合性和热传导性，可以提高反应效率和产物收率。
3. 燃烧领域：流化床可以用于煤炭、生物质等固体燃料的燃烧。
由于流化床具有较高的燃烧效率和低排放特性，可以减少环境污染。
4. 粉体工程：流化床可以用于粉体干燥、颗粒物料的包覆等粉体工程过程。
由于流化床具有较好的颗粒流动性和均匀性，可以提高产品的质量和工艺的稳定性。
三、流化床的优缺点流化床作为一种特殊的化工装置，具有以下优点：1. 可调性强：流化床可以通过调节气体或液体的流速、温度等参数来控制床层的状态，从而适应不同的工艺要求。
2. 传质传热效果好：由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的接触面积大，传质传热效果较好，可以提高反应速率和产品质量。
3. 可连续运行：流化床可以实现连续生产，不需要停机换料，提高了生产效率。
然而，流化床也存在一些缺点：1. 选材要求高：由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的摩擦作用较大，对床层材料的选择有一定要求。
内循环流化床（BFT）技术说明
内循环流化床（BFT）技术说明内循环三相⽣物流化床技术说明⼀、⽣物流化床的概况流态化是固体粒⼦靠流动⽓体或液体的带动像流体⼀样流动的现象，五⼗年代初期被逐步应⽤于⼯业⽣产形成了流态化这门新兴的技术。
⽬前它已被⼴泛应⽤于化⼯、⽯油、冶⾦、电⼒等领域。
好氧⽣物流化床废⽔处理技术是七⼗年代初期发展起来的，它以⽣物膜法为基础，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、活性碳等颗粒状物质作为载体，为微⽣物的⽣长提供了巨⼤的表⾯积。
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，彼此不接触的流化粒⼦具有很⼤的表⾯积，⼀般可达到2000~3000m2/m3，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。
由于该粒⼦与废⽔的⽐重有较⼤的差别，即使载体上的丝状菌过度增长也不会出现活性污泥法中经常发⽣的污泥膨胀现象。
⽣物载体在床层中被上升的废⽔、空⽓流化，不仅可防⽌⽣物滤池中的⽣物膜堵塞，⽽且由于⽣物载体、废⽔、空⽓三者之间的密切接触，可⼤⼤改善传质状态，使有机物去除速率增快，所需反应器容积减⼩。
此外。
⽣物流化床采⽤的⾼径⽐远⼤于⼀般的废⽔⽣物处理构筑物，其占地⾯积可⼤⼤缩⼩。
⼆、内循环三相⽣物流化床的发展好氧⽣物流化床⼯艺下逐渐在废⽔⽣物处理领域中得到应⽤。
根据操作条件的不同，好氧⽣物流化床可分类如下：两相：体外充氧流化床好氧⽣物流化床传统三相⽣物流化床三相外循环三相⽣物流化床内循环三相⽣物流化床两相流化床的介质为固、液两相，三相流化床的介质为⽓、液、固三相。
在两相流化床中，⽣物载体的流化程度依赖于反应器底部进⽔量的⼤⼩及布⽔均匀程度，为维持较好的流化状态，通常均借助于较⼤的循环⽔量。
三相流化床中⽣物载体的流化则主要取决于供⽓量的⼤⼩，进⽔量的影响很⼩。
在流化床反应器的发展中，内循环三相⽣物流化越来越引起⼈们⼴泛的兴趣。
流化床介绍
中文名称：流化床英文名称：fluidized bed定义：当空气自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的料层，而气流速度达到或超过颗粒的临界流化速度时，料层中颗粒呈上下翻腾，并有部分颗粒被气流夹带出料层的状态。
流化床的种类有：最小流化床，鼓泡流化床，腾涌流化床。
流化床的主要特性：充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。
密度比床层平均密度小的流体可以悬浮在床面上；床面保持水平；床层服从流体静力学关系，即高度差为L的两截面的压差△p=ρgL ；颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。
上述性质使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。
在床层内的流体和颗粒两相运动中，由于流速、流体与颗粒的密度差、颗粒粒径及床层尺寸的不同，可呈现出不同的流化状态，但主要分为散式流化态与聚式流化态两类。
散式流化态：颗粒均匀地分布在整个流化床内且随着流速增加床层均匀膨胀，床内孔隙率均匀增加，床层上界面平稳，压降稳定、波动很小。
因此，散式流化态是较理想的流化状态。
一般流-固两相密度差较小的体系呈现散式流态化特征，如液-固流化床。
聚式流化态：颗粒在床层的分布不均匀，床层呈现两相结构：一相是颗粒浓度与空隙率分布较为均匀且接近初始流态化状态的连续相，称为乳化相；另一相则是以气泡形式夹带少量颗粒穿过床层向上运动的不连续的气泡相，因此又称为鼓泡流态化。
聚式流态化出现在流-固密度差较大的体系，如气-固流化床。
在聚式流态化中，超过初始流化所需的大量气体聚并成气泡上升，在床面上破裂而将颗粒向床面以上空间抛送。
这不仅造成床层界面的较大起伏、压降的波动；更大的不利是以气泡的形式快速通过床层的气体与颗粒接触甚少，而乳化相中的气体因流速低，与颗粒接触时间太长，由此造成了气-固接触不均匀。
流化床总结
流化床依据床层的外形分类可分为圆筒形和圆锥形流化床。
圆筒形流化床反响器构造简洁，制造简洁，设备容积利用率高。
圆锥形流化床反响器的构造比较简单，制造比较困难，设备的利用率较低，但因其截面自下而上渐渐扩大，故也具有很多优点： 1、适用于催化剂粒度分布较宽的体系由于床层底部速度大，较大颗粒也能流化，防止了分布板上的堵塞现象，上部速度低，削减了气流对细粒的带出，提高了小颗粒催化剂的利用率，也减轻了气固分别设备的负荷。
这对于在低速下操作的工艺过程可获得较好的流化质量。
2、由于底部速度大，增加了分布板的作用床层底部的速度大，孔隙率也增加，使反响不致过分集中在底部，并且加强了底部的传热过程，故可削减底部过热和烧结现象。
3、适用于气体体积增大的反响过程气泡在床层的上升过程中，随着静压的削减，体积相应增大。
承受锥形床，选择肯定的锥角，可适应这种气体体积增大的要求，使流化更趋平稳。
依据床层中是否设置有内部构件分类可分为自由床和限制床。
床层中设置内部构件的称为限制床，未设置内部构件的称为自由床。
设置内部构件的目的在于增进气固接触，削减气体返混，改善气体停留时间分布，提高床层的稳定性，从而使高床层和高流速操作成为可能。
很多流化床反响器都承受挡网、挡板等作为内部构件。
对于反响速度快、延长接触时间不至于产生严峻副反响或对于产品要求不严的催化反响过程，则可承受自由床，如石油炼制工业的催化裂化反响器便是典型的一例。
依据反响器内层数的多少分类可分为单层和多层流化床。
对气固相催化反响主要承受单层流化床。
多层式流化床中，气流由下往上通过各段床层，流态化的固体颗粒则沿溢流管从上往下依次流过各层分布板，如用于石灰石焙烧的多层式流化床的构造。
按是否催化反响分类分为气固相流化床催化反响器和气固相流化床非催化反响器两种。
以肯定的流淌速度使固体催化剂颗粒呈悬浮湍动，并在催化剂作用下进展化学反响的设备是气固相流化床催化反响器，它是气固相催化反响常用的一种反响器。
生物流化床
1.38
0.7
无烟煤
0.5~1.2
1.67
0.45
细石英砂
0.25~0.5
2.50
0.7
机械强度高 使用周期长 Your company slogan 40 吸附能力弱
生物流化床的一些参数
生物流化床的填料：一般为粒径0.2~1.0mm的砂、焦炭、活性炭或陶 粒。 一般将填料层膨胀率为5%的上升流速称为临界流化速度，将上升流速等 于填料颗粒的自由沉降速度称为冲出速度。流化床的回流比应使流化床中 的空床上升流速处于临界流化速度和冲出速度之间。
2 3 s2 d p mf ( p 1 ) g 150(1 mf )
Your company slogan
生物流化床性能分析与设计计算
评价生物流化床的工作性能参数主要是它的有机物去除率和有机物的 容量去除速率。 有机物的去除率公式为：
流化床的容量去除率可表示为：
i e e 1 1 f i i
三相生物流化床的设计应该注意防止气泡在床内合 并成大气泡影响充氧效率。充氧方式有减压释放空 气充氧和射流曝气充氧等形式。由于可能有少量载 体被带出床体，因此通常有载体回流。
Your company slogan
生物流化床的工作原理与流程
生物流化床中的载体有较大的表面积，使生物流化床反应器中以MLSS计 算的生物量高于其他生物处理技术。 另外，流化床中载体密集，且处于连续流动状态，可随时与污水相互充分 接触，与其他载体颗粒相互碰撞摩擦还能有效防止堵塞现象，其传质效果 得到大幅度提高。
ρe ／ρi为常值时为一条直线， 可由下列关系式
K s max Rv Q ( i e ) Q ( )( i )(1 e ) VK s max V max K s i
生物流化床
生物流化床
定义：
生物流化床是指为提高生物膜法的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。
优点：
生物流化床与其他的生物反应器相比具有下列优点：1.单位体积内的生物量大。
2.强化了物质的作用，加速了有机物从污水中向微生物细胞的传递过程。
3.不会因为生物量的累积而引起体系阻塞。
4.BOD容积负荷高，处理效果好。
5.占地面积少，投资省。
因此生物流化床有理想的高效率，低成本和装置小型化的废水处理设备，在城市污水处理和工业废水领域有广泛的应用前景。
应用：
膜生物流化床工艺（ＭＢＦＢ）以生物流化床为基础，以粉末活性炭为载体，结合膜生物反应器工艺的固液分离技术，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。
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生物流化床知识总结
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20XX年国家重大科技成果推广计划、20XX 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。
三、生物流化床反应器内构件目前，在废水处理过程中要尽可能地保留生物量、提高氧转移效率、改善流化质量是此领域的研究热点之一。
0792.生物流化床处理废水的研究进展
生物流化床处理废水的研究进展[摘要]生物流化床技术是普通活性污泥法和生物膜法相结合的废水生化处理技术。
通过对近年国内外生物流化床技术的研究和应用现状的分析，文中从生物流化床类型、特性入手，对生物流化床技术的应用前景进行展望。
[关键词]生物流化床；废水处理；研究进展生物流化床技术是普通活性污泥法和生物膜法相结合的废水生化处理技术[1-2]]。
它以砂、活性炭、焦炭一类的较小颗粒为载体填充在床内，载体表面覆盖着生物膜，污水以一定流速从下向上流动，使载体处于流化状态，同时进行去除和降解有机污染物。
在20世纪7O年代，美国、英国和日本等一些国家将这一技术应用于污水生物处理领域，并开展了多方面的研究工作[3-9]。
近年来，生物流化床技术更是受到国内外研究者的广泛重视，本文将就生物流化床技术研究的最新进展作一综述。
1生物流化床的基本类型根据生化反应的类型不同，可分为厌氧生物流化床和好氧生物流化床。
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。
与好氧流化床相比，需采用较大的回流比。
根据生物流化床的供氧、脱膜和床体结构等方面的不同，好氧生物流化床主要有两相生物流化床和三相生物流化床两种基本类型。
两相生物流化床是在流化床体外单独设置充氧设备与脱膜装置，基本工艺流程如图1所示[1]。
原污水与部分回流水在专设的充氧设备中与空气相接触，使氧转移至水中。
充氧后的污水从底部通过布水装置进入生物流化床，上升的过程中，一方面推动载体使其处于流化状态，另一方面广泛、连续地与载体上的生物膜相接触。
为了及时脱除老化的生物膜，在流程中设置专门的脱膜装置，间歇工作，脱除了老化生物膜的载体再次返回流化床内，脱除下来的生物膜作为剩余污泥排出系统外。
处理后的污水从上部流出床外，进入二次沉淀池，分离脱落的生物膜，处理水得到澄清。
三相生物流化床是气、液、固三相直接在流化床体内接触进行生化反应，不另设充氧设备和脱膜设备，载体表面的生物膜依靠气体的搅动作用，使颗粒之间激烈摩擦而脱落。
流化床反应器的类别
流化床反应器的类别流化床反应器是一种广泛应用于化工领域的反应器，根据不同的反应类型和要求，可以分为多种不同的类别。
本文将介绍几种常见的流化床反应器类别，包括催化剂流化床反应器、液固两相流化床反应器、生物质流化床反应器和气固两相流化床反应器。
一、催化剂流化床反应器催化剂流化床反应器是指在反应床中使用催化剂来催化反应的流化床反应器。
它具有催化剂与反应物之间接触面积大、传质速度快、反应效率高的特点。
催化剂流化床反应器广泛应用于石油化工、化学制药、环保等领域。
例如，在石油化工中，催化剂流化床反应器常用于催化裂化、加氢、脱氢等反应过程中。
二、液固两相流化床反应器液固两相流化床反应器是指在反应床中同时存在液体和固体两相的流化床反应器。
液固两相流化床反应器常用于液相催化反应、氧化反应、水解反应等。
它具有传质速度快、反应效率高、携带液体催化剂方便等优点。
在化工生产中，液固两相流化床反应器广泛应用于酯化、醚化、氧化等反应过程中。
三、生物质流化床反应器生物质流化床反应器是指在反应床中利用生物质作为原料进行反应的流化床反应器。
生物质流化床反应器主要用于生物质能源转化和生物质化学品的生产。
生物质流化床反应器具有能源效率高、废弃物资源化利用等优点。
在生物质能源领域，生物质流化床反应器被广泛应用于生物质燃烧、生物质气化等过程中。
四、气固两相流化床反应器气固两相流化床反应器是指在反应床中同时存在气体和固体两相的流化床反应器。
气固两相流化床反应器常用于气相催化反应、气体分离、吸附等。
它具有气体和固体之间传质速度快、反应效率高、易于分离固体产物等优点。
在化工生产中，气固两相流化床反应器广泛应用于合成氨、裂解氨、高分子聚合等过程中。
总结：流化床反应器是一种重要的反应器，在化工领域具有广泛的应用。
根据不同的反应类型和要求，流化床反应器可以分为催化剂流化床反应器、液固两相流化床反应器、生物质流化床反应器和气固两相流化床反应器等类别。
每种类别的流化床反应器都有其独特的特点和应用领域。
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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 BedsAbstract：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BOD5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。
3.2.2 固定床-流化床生物反应器北京化工研究院开发了一种全混型和置换叠加的复合式生物流化床，在一个床中实现了流化床和固定床的串联操作，既有利防止流态化生物相及生物载体的溢出，又具有良好的循环特性。
反应器结构如图5所示。
研究结果表明，用其处理淀粉废水，停留时间小于4h，最大CODcr负荷为4.2kg／（ m3.d），具有处理能力大、效率高的优点。
3.2.3 好氧流化床-接触氧化床复合反应器此种反应器属一体化设备，以一上部带有活动式过滤安全网的内循环流化床为主体，流化床上部出水通过自充氧系统，进人侵没式接触氧化床，进一步反应后出水，该反应器除具有优良的自充氧特性外，兼有流化床处理效率高和接触氧化滤床出水性能好的特点，又因气水比低、能耗小和适应性好等，故有良好的应用前景。
反应器结构如图6所示[25]。
3.3 厌氧甲烷发酵流化床膜反应器该反应器是把流化床反应器和膜分离技术结合起来，采用固定化技术固定微生物，通过膜分离得到高质量的出水，其原理如图7所示。
它具有生物介质分布均匀、传质速度快的特点，同时又能打破化学平衡的限制，提高底物浓度，将出水质量好和反应效率高有效的结合起来，省去后处理装置，特别适用于高效率菌种且受底物浓度限制大的情况。
其缺点是操作费用高、质优价廉的膜材料难以获得[26]。
3.4 三重环流生物流化床该流化床由华南理工大学设计[27]，将内循环管（气升管）分为3段，使三相流体按一定分布进行三层次的循环流动，其设计目的为强化传质，提高混合，降低启动压力。
其结构及循环示意如图8所示。
经流体力学实验研究表明，该反应器的气相含率较单重环流反应器在相同实验条件下高 10％－15％，气流量增大，缩短了循环时间，使液体循环速度加快。
用该流化床处理废水，在有毒有机物高负荷条件下运行良好，平均容积负荷（以 CODcr 计）为 7.16kg／（m3.d）山时，CODcr平均去除率可达79.5％，芳烃类化合物去除率为91.9％，对酚类去除率达 94.8％。
4 结语生物流化床法处理废水的优越性已从各种研究及应用实例中充分表现出来，它的确是一种前景广阔值得深入研究的高效节能的废水处理方法。
面对各种类型的生物流化床，笔者认为，在研究与应用中应注意以下问题：①了解不同生物流化床的优缺点：生物流化床的设计意图不同，所处理废水的侧重点也不同，只有针对性的选用适宜的反应器，才能达到良好的处理效果。
②加强高效优良菌种的筛选：既包括广普高效菌种的筛选，又要重视专一菌种的选择，发挥其特殊降解功能，利用遗传工程获得优良菌种。
③生物流化床新设备的开发应注意的事项：优化设计，降低成本，并加强工业化连续处理废水的自动化成分。
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