生物流化床知识总结
生物流化床
MBFB核心
美国西雅图环境科技公司研发的涤饵DECLEAN无机陶瓷膜系统，是在普通陶瓷膜研究的基础上，通过高科技 改造，减少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了无机陶瓷膜在水处理中应用的两个最大障碍（价格昂贵、膜通 量小），使无机陶瓷膜应用于水处理成为可能。
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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
MBFB特点
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。
原理
先将对废水中主要污染物有降解作用的微生物，通过一定的方式固定在一定粒度的载体（如砂、玻璃珠、活 性炭等）上；空气和待处理的废水从反应器底部同向进入，通过控制气、液两相的流速，使流化床反应器内载有 生物体的载体呈流化状态；废水中的污染物与生长在载体上的微生物接触反应，从而将其从废水中降解、去除。 在反应器顶部，通过分离装置实现三相分离，澄清的废水从溢流槽排出 。
生物B特点
目录
02 原理 04 MBFB机理 06 MBFB核心
生物流化床是以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体充填在床内，载体表面被生物膜覆着，污水 以一定流速从下向上流动，使载体颗粒处于流化状态。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。构筑物中 填料的表面积超过3300m2/m3填料，填料上生长的生物膜很少脱落，可省去二次沉淀池。床中混合液悬浮固体浓 度达8000-mg/L，氧的利用率超过90%，根据半生产性试验结果，当空床停留时间为16-45分钟时BOD和氮的去除 率均大于90%，此时填料粒径为1mm，膨胀率为100%，BOD负荷16.6kg(BOD5)/( m3·d)。生物流化床工艺效率高、 占地少、投资省，在美、日等国已用于污水硝化、脱氮等深度处理和污水二级处理及其他含酚、制药等工业废水 处理。
养殖水环境工程学实验课件生物流化床
目 录
• 生物流化床概述 • 生物流化床的原理与技术 • 生物流化床的实验操作 • 生物流化床的案例分析 • 生物流化床的未来发展与挑战
生物流化床概述
01
定义与特点
定义
生物流化床是一种高效、低耗的废水处理技术，通过在流化床中填充生物填料， 使微生物在填料表面生长形成生物膜，实现对废水中污染物的降解。
案例三：某科研机构的生物流化床研究项目
研究目的
深入探究生物流化床在养殖水环境工程中的原理 和应用效果，为实际工程提供理论支持。
研究成果
该科研机构成功研发出新型生物流化床填料，提 高了生物膜的生长速率和污染物的降解效率；同 时，研究还发现了生物流化床在应对不同水质条 件下的优化运行策略。
研究方法
通过实验模拟、数值模拟和实际应用相结合的方 式，全面评估生物流化床的性能。
案例二：某污水处理厂的生物流化床处理工艺
污水处理类型
生活污水和工业废水
生物流化床设计
采用活性污泥法与生物膜法相结合的处理工艺，通过生物 流化床实现高效脱氮除磷。
处理效果
生物流化床能够显著提高污水处理效率，降低出水的总氮 、总磷等污染物指标，满足国家排放标准。
社会效益
该污水处理厂的生物流化床处理工艺有效改善了周边水环 境质量，减少了水体富营养化现象，为当地居民提供了良 好的生活环境。
未来展望
未来生物流化床技术将朝着高效、 低耗、环保的方向发展，同时与其 他废水处理技术的结合也将成为研 究热点。
生物流化床的原理与
02
技术
生物流化床的原理
01
生物流化床是一种利用生物技术处理废水的高效水处理设备，其原理基于微生 物在流化床中的生长和代谢，通过微生物的作用将废水中的有机物转化为无害 的物质，从而达到净化水质的目的。
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。
三相生物流化床原理
三相生物流化床原理三相生物流化床是一种有效的生物处理技术，广泛应用于废水处理、有机废物处理和气体处理等领域。
它利用微生物附着在高表面积的物质上，通过气体、液体和固体的三相流动来实现有机物质的降解和废物的去除。
三相生物流化床的原理可以简单描述为：废水或废物通过传送装置进入生物流化床，其中嵌入了高表面积的填料颗粒。
同时，通过气体进料装置，将气体通过流化床底部向上输送。
在流化床中微生物附着在填料表面，并与废水或废物中的有机物质发生反应。
这种反应是在气液固三相交互作用下进行的。
首先，废水中的有机物质与流化床中的微生物发生生物降解反应。
这些微生物可以是厌氧或好氧微生物，取决于废物的性质。
在降解过程中，微生物通过吸附、吸引和吸收等方式将有机物质转化为无机物质。
其次，气体的注入提供了供氧源。
例如，在废水处理中，通过空气或氧气的注入，氧气被微生物利用来促进废物的降解。
气体还帮助维持流化床填料的悬浮状态，保持适宜的反应条件。
最后，固体颗粒的运动确保了废物与微生物的充分接触。
流化床中的颗粒随气体流动而上升或下降，与废物中的有机物质反应后，再次进入反应区域。
这种颗粒的流动转移了废物和微生物，从而确保了反应的均匀和高效。
总体而言，三相生物流化床与传统的废物处理技术相比具有诸多优势。
首先，它可以提供更大的降解表面积，从而加速废物的降解速度。
其次，通过流化床的流动性质，可以实现废物和微生物的快速混合，进一步提高降解效率。
此外，三相生物流化床还具有较高的操作灵活性，可以适应不同负荷和废物特性的处理需求。
综上所述，三相生物流化床是一种创新的生物处理技术，通过气液固三相流动环境下微生物的附着和反应，实现废物降解和去除有机物质。
它的广泛应用有助于提高废物处理的效率和质量，推动环境保护和可持续发展。
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。
生物流化床的工作原理
生物流化床的工作原理
生物流化床是一种常用于环境保护领域的生物处理技术，其工作原理是通过微
生物的附着和生长来降解有机废物。
生物流化床以其高效、低能耗的特点被广泛应用于废水处理、废气处理和固体废物降解等领域。
生物流化床的工作原理基于微生物的活性和生物附着。
床内充满了与废物相同
大小或稍大的生物颗粒物或其他支撑物质，微生物在此表面生长并附着。
当有机废物通过床层时，微生物利用其附着在支撑物上的酶来将废物降解成无害的产物，如二氧化碳和水。
生物流化床的实现依赖于流化床的工作原理。
流化床是将固体颗粒物与气流共
同悬浮在气体或液体介质中的一种技术。
在生物流化床中，介质和微生物的颗粒物随着流体的运动而流动，并不断与废物接触，从而促进了废物的降解过程。
在生物流化床中，关键参数包括溶解氧浓度、温度、pH值和床层混合等。
适
宜的环境条件可以保证微生物的生长和废物的有效降解。
此外，床层颗粒物的大小和密度也对流化床的工作效果产生影响，适当选择合适的颗粒物可以提高废物与微生物的接触频率，增强废物的降解效果。
生物流化床通过微生物的附着和生长实现废物降解，具有高效、低能耗等优点。
在环境保护领域，它被广泛应用于废水处理、废气处理和固体废物降解等方面，为改善环境质量做出了重要贡献。
三相生物流化床的结构
三相生物流化床的结构
三相生物流化床是一种用于生物处理废水的装置。
它是通过在床体中同时应用气体、液体和固体相的流动来实现废水的生物降解和处理的。
三相生物流化床的结构通常由气体分配器、床体、填料和水平管道组成。
首先，气体分配器位于床体的底部，用于将进入床体的空气均匀分配到整个填料层。
气体分配器通常由多个小孔或孔板组成，使得气体能够在整个床体中均匀地分布。
其次，床体是三相生物流化床的主体部分，也是生物降解和处理废水的关键环节。
床体通常呈圆柱体或方形，具有一定的高度和直径。
床体的材料通常是耐腐蚀的金属或塑料。
床体内部的填料可以提供大量的表面积，以用作生物附着和生物膜的生长基质。
填料是三相生物流化床中的另一个重要组成部分。
填料的选择对床体的处理效果有很大影响。
填料应具有合适的孔隙度和比表面积，以便提供足够的空间供生物附着和微生物活动。
常用的填料包括环状塑料填料、玻璃珠等。
最后，水平管道用于收集和排出处理后的水。
水平管道位于床体的底部，并通过出水口将处理后的水排出。
水平管道的设计应该考虑到足够的流速，以避免生物附着和污泥堵塞。
总的来说，三相生物流化床的结构简单明了。
通过合理的气体分配、床体、填料和水平管道的设计与组合，可以实现废水的高效生物降解和处理。
这种床体具有处理效果好、运行稳定等优点，因此在废水处理领域得到广泛应用。
生物质的流化床利用
生物质的流化床利用生物质的流化床利用随着经济的发展,对能源的需求持续上升。
在化石燃料的利用过程中,人们很少考虑CO2的温室效应对环境的影响。
而化石燃料燃烧产生CO2尚无切实可行的解决办法,故减少化石燃料的使用是主要办法,也是我国能源与环境战略中一项十分重要的内容。
目前,各国都在开发各种新能源,试图使人类的能源利用走上可持续发展的道路,而生物质能的转化利用在整个新能源和可再生能源中占据着相当重要的地位。
1生物质燃料简介生物质是指通过光合作用产生的有机物,在地球上储量及其丰富,它是一种可再生资源,当它们被利用时,构成生物的基本元素(C、O、H、N等)又为新生生物所用,而储存在其化学键中的能量被释放出来或转化成其他形式的能量。
可谓取之不尽,用之不竭。
和煤相比它具有含碳量少、挥发分高、密度小、含硫量低、含氮量低的特点。
我国是一个农业国家,生物质种类多,数量巨大,较常见的有薪材、稻壳、秸杆、锯末、甘蔗渣、生活垃圾等。
据统计，我国农作物秸杆可收集量约为每年4.5亿t,折合标准煤1.8亿t;稻壳5000万t,折合标准煤2000万t;林业加工过程产生的木质废弃物约2400万m3,折合标准煤150万t;各种天然薪材的合理提供量为1.4亿t,折合标准煤0.74亿t。
但与我国一次能源中的化石燃料的消费量相比,生物质能所占份额并不大,生物质占1998年一次能源比重约16%,而在商业用能结构中却不到1%。
许多生物质在农村以直接燃烧的方式被低效率利用或直接丢弃,不仅浪费了宝贵的能源资源,同时也对环境造成了一定的污染。
显然,如此巨量的能源如能充分加以利用,完全可以在很大程度上满足人类的能源需要。
生物质在传统的层状燃烧技术中转化利用存在种种的不足,而流化床燃烧技术作为一种新型清洁高效燃烧技术,具有燃烧效率高、燃料适应性广和有害气体排放量少等优点。
中国、美国、德国、瑞典等许多国家非常注重流化床生物质能源化利用技术的开发和研究。
美国从1979年就开始采用直接燃烧生物质燃料发电,近几年大力研制采用循环流化床技术的生物质能源化利用路线。
生物流化床名词解释
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。
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。
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。
第五节、生物流化床
五、流化床的特点
1、容积负荷高——呈流态，比表面极大 2、抗冲击能力强——废水很快被混合稀释 3、生物活性好 4、传质好 5、设备易磨损 6、载体流失严重 7、试验阶段
四、床体计算
1、床体体积
V=W/Y 其中：V—膨胀后体积 W—COD去除量，kgCOD/d Y—床层氧化能力，kgCOD/m3.d 取10-13kg/m3.d
2、床体高度 H=（1+K）HO
其中： HO—固定床高度 3、流化床直径 D=（4V/nπH）1/2
4、回流比r
qv（ρso-ρs）N=（1+r） qv （Oi-Oe） 其中： N—每kg有机物的需氧量 ρso-ρs r=——— - 1 Oi-Oe
第五节、生物流化床
生物流化床技术是 借助废水的流动， 使生长着微生物的 固体颗粒呈流态， 以改善固体颗粒与 废水的接触，有效 降解有机物污染的 生物膜技术。70年 代开始应用。
一、流态化原理
固定床阶段 流化床阶段 流动床阶段
二、载体的水力学参数
1、临界流化速度 2、终端流速 3、膨胀率 K=（VE/V-1）100%（50-200%）
三、生物流化床的类型
1、以纯氧为氧源 DO= 32-40mg/l
一次充氧不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，需 回流
2、以空气为氧 源 DO<9mg/l 回流量很大 动力消耗高
3、三相生物流化床
由于空气的搅动不需要 脱膜机 载体需回流
四、布水、脱膜、载体
1、布水
2、脱膜
3、载体
沙粒——耐磨，比重大，不易流化 活性碳——不耐磨 空心塑料
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。
城市污水处理-生物流化床
2.气流动力流化床
此工艺亦称为三相生物流化床，即污水(液)、 载体（固）及空气（气）三相同步进入床体.
(1)构造及工作原理 (2) 三相流化床的特征
二、生物流化床基本构造 1.床体：平面多呈圆形，多有钢板焊制，也
可以由钢筋混凝土浇灌砌制。
2.载体：是生物流化床的核心部件。 3.布水装置：对生物流化床能够发挥正常的
净化功能的重要环节，又是填料的承托层。
4.充氧装置 5.脱膜装置
三、 生物流化床操作系统
1.液流动力流化床
也称为二相流化床，即在流化床内只有 污水（液相）与载体（固相）相接触。而由 单独的充氧设备对污水进行充氧。
§6-5 生物流化床
一、工作原理 二、基本构造 三、 生物流化床操作系统
Hale Waihona Puke 提高处理效率的关键技术
提高单位容积内的生物量 强化传质作用
一、生物流化床工作原理（p253）
流化床是以砂、活性炭、焦炭一类的较 小的惰性颗粒为载体充填在床内，载体表面 被覆着生物膜，其质变轻，污水以一定流速 从下向上流动，使载体处于流化状态。
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。
5.7 生物流化床
反应器的启动
反应器的启动就是让微生物固定在载体上 ：
1. 较短的水力停留时间和较少的接种污泥量有利于流化床的快 速启动挂膜。
2. 另外，空气流量的大小对反应器的启动也有很重要的影响。 空气流量过大，会产生较大剪切力，对挂膜不利；空气流量 小，虽然对挂膜有利，但太小则不能保证反应器内的需氧要 求。因此，合适气量的选择尤显重要。
几种生物处理法容积负荷率比较
容积负荷率
普通生物滤 池
低负荷 高负荷
kgBOD5m-3d-1 0.2 0.8
生物 转盘
1.0
塔式生 物滤池
2.0
工艺名称
接触 普通活性 氧化池 污泥法
3.5
0.5
纯氧曝气活 性污泥法
3.0
生物 流化床
10.0
工艺类型
普通生物滤 池 生物转盘
塔式生物滤 池 生物流化床
几种生物膜法载体比表面积的比较
2. 载体： 一般是砂、活性炭、焦炭等较小的颗粒物质、直径为0.6— 1.0mm，能提供的表面积十分大。
3. 布水装置： 对于液流动力流化床，载体的流化主要由底部进入的废水 造成，因此要求布水装置能均匀布水，常用的布水设备如图。
4. 充氧设备：池内充氧一般采用射流充氧或扩散曝气装置；池外充氧装 置有迭水式和曝气锥式两种。
h aV bV 2 欧根公式
临界流态化速度是指示固定床与 流化床之间状态的关键参数，它 是实际上是使颗粒流化的最小流 化速度。
床层的三个阶段：
1. 固定阶段： 2. 流化阶段：当流体流速大于临界流化速度时，颗粒被流体托起呈悬浮状
态，且在床层内各个方向流动的阶段。这个状态的床层，称为流化床。 3. 流体输送阶段：
载体研究
生物流化床流态化原理和工艺
生物流化床流态化原理和工艺生物流化床流态化原理和工艺废水的生物流化床新工艺是继流化床技术在化工领域广泛应用之后发展起来的。
下面店铺为大家整理了生物流化床流态化原理和工艺，一起来看看吧。
⑴流化床载体流态化的原理当液体以很小的速度流经载体床层时，载体处于静止不动的状态，床层的高度也基本维持不变，这时的床层称固定床。
当流速增大到某一数值，此时压降的数值等于载体床层的浮重，流化床中的载体颗粒就由静止开始向上运动，床层也由固定状态开始膨胀。
如果流速继续增大，则床层进一步膨胀，直到载体颗粒之间互不接触，悬浮在流体中，这一状态称为初始流态化，如果再继续增大流速，载体颗粒床会进一步膨胀，但是压降却不再增加，此时对应的流速称为临界流化速度。
在生物流化床的设计中，临界流化速度是一个重要的校核参数，必须保证设计的流体上升流速大于临界流化速度。
由于载体颗粒的大小影响以及流化过程中气体的参与，会使流化状态的确定方法不同，临界流化速度要采用对应的计算方法或试验方法得到。
另外，当流化床底部进入污水而使床断面流速等于临界流化速度时，滤床开始松动，载体开始流化，当进水量不断增加而使床断面流速大于临界流化速度时，滤床高度不断增加，载体流化程度加大，当滤床内载体颗粒不再为床底所承托而为液体流动对载体产生的上托力所承托，即在载体的下沉力和流体的上托力平衡时，整个滤床内颗粒出现流化状态。
如果流速继续增加，使载体颗粒之间的空隙增大一定程度后，载体颗粒会随着水流从流化床中流出，此时的流体速度称为冲出速度。
在流化床的操作应控制流体的流速介于临界流化速度和冲出速度之间。
载体床中的流体速度与载体间的孔隙率之间密切相关，二者之间的关系确定了膨胀的行为，这也是流化床工艺设计的关键。
⑵生物流床的工艺类型按照使载体流化的动力来源的不同，生物流化床一般可分为以液流为动力的两相流化床和以气流为动力的三相流化床两大类。
①两相生物流化床两相流化床是以液流为动力使载体流化，在反应器内只有作为污水的液相和作为载体上附着生物膜的固相相互接触。
三相生物流化床的运行原理
三相生物流化床的运行原理三相生物流化床是一种生物处理技术，主要用于废水和废气的处理。
它可以有效地降解和去除有机废物和污染物，同时也具有较高的运行稳定性和处理效率。
其运行原理主要包括床层流化、微生物附着和生物催化反应。
三相生物流化床的运行原理如下所述：1.床层流化：床层流化是三相生物流化床的核心原理，指的是通过气体的上升流动使床层内的颗粒物质悬浮起来形成流态床。
床层流化的关键参数之一是气体流速，气体流速过大会导致颗粒物质被带走，流速过小则不足以使床层流化。
通常采用的气体是压缩空气或氮气，通过床层底部的气体分布板进入床层。
2.微生物附着：在床层流化的基础上，微生物通过床层内颗粒物质的附着生长，形成床层生物膜。
这种生物膜可以增大床层内的接触面积，提高了对溶解有机物的负荷能力，从而增强了处理效果。
同时，生物膜还具有较好的生物稳定性和耐冲击负荷能力，可以适应较大范围的进水负荷变化。
3.生物催化反应：微生物附着在颗粒物质上形成的生物膜，是进行生物催化反应的场所。
床层内的微生物通过吸附、降解和转化等生化作用，将有机废物和污染物转化为较低级的产物，如二氧化碳、水和无机物质等。
这些低级产物通常具有较低的毒性和较高的可溶解性，有利于后续的处理和排放。
三相生物流化床的运行原理中，微生物附着和生物催化反应是相互作用的过程。
微生物附着提供了良好的床层生物膜，为生物催化反应提供了良好的生物载体。
而生物催化反应则通过微生物的代谢作用，转化和降解床层内的有机物质。
这两个过程相互依存，互为前后关系，共同参与了三相生物流化床的废物处理过程。
总的来说，三相生物流化床的运行原理是通过床层流化、微生物附着和生物催化反应等过程，将废水和废气中的有机物质转化为无害的产物。
它具有处理效果好、运行稳定、操作简便等特点，因此在废物处理领域得到广泛应用。
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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。
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。
常用的方法是在反应器内设置不同形式和结构的内构件，如挡板、多孔筛板、静态混合器等方法。
不同内构件的使用甚至衍生出一系列新型的反应器。
如三重环流生物流化床反应器（将内部导流筒分为三段），螺旋式自循环厌氧反应器等。
漏斗形导流内构件漏斗形导流内构件结构
十字形挡板内构件螺旋式自循环厌氧反应器（SPAC）（专
利号：CN2.6）
上流式分段污泥流化床反应器(USSB)三重环流生物流化床反应器上述形式的内构件有些是已经应用于实践的，部分尚处于研究和试验阶段。
合理添加内构件是抑制生物床内返混、短流、节涌、聚团等现象的有效方法。
四、载体填料
载体作为流化床生物反应器中微生物附着生长的主体，起着决定反应器能耗和处理效率的关键作用。
其费用一般约占生物流化床总投资的30％～40％。
应用于生物流化床的载体的种类很多，按其组成成分主要分为无机类载体、有机类载体和复合型载体3类。
一般认为优良的载体应具备以下的性质：载体形状以球形或近似球形为最佳；密度应接近于生物膜密度（一般假设生物膜密度为1.1g/cm3）；粒径较小，一般无机载体的粒径介于0.2～0.8mm；孔径分布合理，空隙率高，比表面积大，具有良好的亲水性，生物亲和力强，化学稳定性，机械性能好，价格便宜等。
部分载体的物理性质对比
无机类载体如砂、沸石、火山岩、珍珠岩、陶瓷具有天然易得、价格便宜、比表面积大及很强的微生物亲和性等优点，但是由于这些载体颗粒小，普遍存在流态化能耗高、孔隙率低、易发生板结和堵塞等缺点，影响了流化床工艺的推广使用。
颗粒活性炭焦炭
细石英砂沸石
有机合成载体及复合载体因其可塑性强，可以按照使用需要进行载体的合成与载体性能的改造，以使其性能更加优越，目前此类载体已经有多种成果可供选择。
1、聚乙烯/聚丙烯流化床填料
A：聚乙烯材质B：聚丙烯材质A填料为立体中空结构，外表外周边带齿，齿深≮1mm，内外共有三层空心圆。
B填料由聚丙烯材料注塑而成，分内外双层球体，外部为中空鱼网状球体，内部为旋转球体。
下表为某厂家的产品技术参数。
指标A材质使用年限（年）比重（g/cm2）比表面积（m2/m3）规格（mm）参数聚乙烯＞300.94~0.99＞700
Φ10、Φ12、
Φ25、Φ28指标B材质内芯比重（g/cm2）比表面积（m2/m3）规格（mm）参数聚丙烯
纤维球、海绵、
弹性立体、组
合式
0.92380～800
Φ80、Φ100、
Φ150
2、BIO-FORM®纳米载体填料（碧沃丰）
生物活性泡沫载体填料，由聚氨酯泡沫改性后制成的海绵立方状填料，通过聚氨酯海绵材料与纳米粒子的复合，改善了聚氨酯泡沫塑料的力学性能、化学稳定性能、抗老化性能等。
3、LEV APOR®悬浮填料（德国拜耳公司）
用于处理废水和废气的高效微生物载体。
通过将有表面活性能力的颜料涂层在泡沫物质上形成一种改性物质，其拥有新的物理化学特性：①微孔和粗孔的发泡体；
①比表面积增大，很强的表面吸附能力和吸水性；①可调节的密度、沉淀速度、带
电负荷以及导电性。
五、小结及建议
采用生物流动床处理食品、造纸、化工、炼油厂等生产废水，在国内外已广泛应用，许多工程实例表明该法有很好的处理效果。
总的来说，生物流动床在实际应用中具有下列特点：
① 占地面积小：在相同污染负荷的条件下，MBBR反应器所需要的空间更小，池容约为常规生物反应器的20-40%。
① 不会堵塞：载体生物在紊流中不断脱落，避免堵塞，但为了防止载体流失，一般在出水口处安装格网拦截。
① 适合用于现有污水厂的提标升级改造：
提标要求都涉及到总氮和总磷指标，需要强化脱氮除磷、增加反硝化和化学除磷工段，常规污水处理系统提标扩容改造工程一般是以生物系统改造为核心，往往需要扩建生物池和二沉池，土建工程投资大，占地面积增大，而且受到污水处理厂场地限制，这对污水系统提标改造工程增加困难。
流化床生物膜工艺灵活简单，适应不同类型的池型，而且与其它工艺的兼容性很强，可以与已建污水处理厂的大部分工艺相组合。
① MBBR法的不足之处是载体的投资，可通过挑选经济适用的载体加以补偿。