生物流化床

一、概述为了进一步强化生物处理效果，提高微生物降解的功能，关键的技术点是处理设备内的单位容积的生物量或加强传质过程。生物流化

一、概述

为了进一步强化生物处理效果，提高微生物降解的功能，关键的技术点是处理设备内的单位容积的生物量或加强传质过程。生物流化床是以砂、活性炭、焦炭等颗粒材料为载体，其上附着生物膜，充氧废水自下向上以一定速率流动，载体处于流态化状态，强化了生物膜和污水的接触时间，生物膜与废水充分接触而降解有机物。滤床具有较大的比表面积，选择小粒径固体颗粒为载体并达到流态化，载体颗粒的流态化是由上升水流（有时还有气流）经过颗粒层产生压力降而造成的，从而使单位体积滤床通过的载体面积提高很多，普通生物滤池的比表面积为40~70㎡/m³，而生物流化床的比表面积为1000~3000㎡/m³，因此具有很高的溶剂负荷率。

生物流化床中由于载体颗粒处于良好状态，在床中不断运动，颗粒间碰撞、摩擦，生物膜较薄且均匀，活性较好，污水从膜的下、左、右侧流过，广泛而频繁地与生物膜接触，载体颗粒小，再床内比较密集。由于紊动性强，颗粒与液面间的界面不断更新，提高了氧的传递速率。

载体颗粒在流化床内的状态分为固定状态、流态化状态、流失状态，均由废水的上升流速决定。当废水流量很小且在床内的上升流速小于临界值umf时，床内颗粒仍保持原来位置，颗粒层高度未发生变化，压力降随上升流速呈对数增加，此时的反应器称为固定床，颗粒为固定状态。当废水流量增大使其流速增大到um时，载体颗粒被上升水流托起呈悬浮状态，并在床内不停地湍动，此时的反应器称为流化床，载体颗粒为流态化，其上升流速umf是载体颗粒实现流态化的最小流速，与颗粒密度、大小及床内液体的性质有关。废水流量继续增大使其流速大于umax时，载体颗粒层的高度将达到流化床顶部而使载体随水流失，此时进入到流失状态，因此，流化床内的上升流速应介于umf和umax之间。

生物流化床具有较高的耐冲击负荷的能力，运行稳定，管理方便。

二、生物流化床的工艺流程

按反应器的形式分为传统流化床和内循环流化床，按载体流化的动力分为液流动力流化床、气流动力流化床和机械搅动流化床，按其本身所处的状态分为好氧流化床和厌氧流化床。

流化床的分类、充氧方式及其功能

1. 液流动力硫化床

流动力流化床，也称二相流化床。床内只有污水和载体目接触，池外设有单独的充氧设备。以空气和纯氧为氧源，充氧污水与回流水混合后从底音进人，缓慢而均匀地沿横断面上升，推动载体处于流态化，同时与载体上的生物膜接触。理后的污水从上部流出床外，进入二沉池，分离脱落的生物膜，处理水得到澄清。本工艺中设有脱膜设备以及时地脱除老化的生物膜。

液流动力流化床内的载体全为生物膜包裹，生物高度密集，往往对污水的一次充氧难以保证对氧的需求，而且原污水的流量不足以使载体流态化，因此采用部分处理水回流。回流水循环率一般按流化床的需氧量确定。

2. 气流动力流化床

气流动力流化床即三相流化床。污水、气体和载体同步进入床体。池体外设输送混合管，其外侧为载体下降区，上部为载体分离区。输送管内形成气、液、固三相混合体，空气起到扬水器的作用，混合液上升时，三相混合体产生强烈的混合与搅拌作用，载体间摩擦作用使外层生物膜脱落。一般不采用回流措施，而且不需脱膜设备。

本工艺的技术关键之一是防止气泡在床内合并，形成大气泡，影响充氧效果，可采取加压释放充氧或射流曝气充氧。高速去除有机物，占地少，在同一水量、水质条件下和同样去除率的要求下，设备占地仅为活性污泥法的(1/8)~(1/5)，便于维护管理，可适应水质水量的变化，在适当的运行条件下，具有硝化与脱氮的功能。存在的问题是脱落的生物膜颗粒细小，需加混凝沉淀或气浮去除。

3.机械搅动流化床

机械搅动流化床工艺又称悬浮粒子生物膜处理工艺。池内分反应室和固液分离室，池中央接近底部处安装叶片搅动器，由上部的电机带动载体使其呈流态化。可保证池内载体流化与悬浮，反应具有均一性，微生物浓度比较固定，不用通过运行来加以调整。

4.厌氧-兼氧生物流化床

在处理城市污水中，管道中流动的水形成表面复氧，常含有2mg/L左右的溶解氧，可由此流化床处理以去除一部分BOD之后再进行好氧处理，这样动力消耗少，剩余污泥量少。

二、生物流化床的构造

生物流化床由床体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等部分组成。

1.床体

床体呈圆形，多由钢板焊接而成，也可用钢筋混凝土砌筑。

2.载体

载体是流化床的核心部分，常用的载体有活性炭、焦炭、聚苯乙烯球、无言煤及细石英砂，每种载体的性能有所不同，载体的选择可根据具体情况决定。

3.布水装置

布水均匀性影响到功能的发挥。布水不均，可能导致部分载体沉积而不流态化，使其工作受到破坏。布水装置又是填料的承托层，停水时，载体不流失，并易于重新启动。

4.脱膜装置

及时脱掉老化的生物膜，保持膜的生物活性是流化床维持正常净化功能的环节。该装置主要用于流动流化床，可单独设立，也可设在池的上部。