一、概述

為了進(jìn)一步強(qiáng)化生物處理效果，提高微生物降解的功能，關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)是處理設(shè)備內(nèi)的單位容積的生物量或加強(qiáng)傳質(zhì)過程。生物流化床是以砂、活性炭、焦炭等顆粒材料為載體，其上附著生物膜，充氧廢水自下向上以一定速率流動(dòng)，載體處于流態(tài)化狀態(tài)，強(qiáng)化了生物膜和污水的接觸時(shí)間，生物膜與廢水充分接觸而降解有機(jī)物。濾床具有較大的比表面積，選擇小粒徑固體顆粒為載體并達(dá)到流態(tài)化，載體顆粒的流態(tài)化是由上升水流（有時(shí)還有氣流）經(jīng)過顆粒層產(chǎn)生壓力降而造成的，從而使單位體積濾床通過的載體面積提高很多，普通生物濾池的比表面積為40~70㎡/m3，而生物流化床的比表面積為1000~3000㎡/m3，因此具有很高的溶劑負(fù)荷率。

生物流化床中由于載體顆粒處于良好狀態(tài)，在床中不斷運(yùn)動(dòng)，顆粒間碰撞、摩擦，生物膜較薄且均勻，活性較好，污水從膜的下、左、右側(cè)流過，廣泛而頻繁地與生物膜接觸，載體顆粒小，再床內(nèi)比較密集。由于紊動(dòng)性強(qiáng)，顆粒與液面間的界面不斷更新，提高了氧的傳遞速率。

載體顆粒在流化床內(nèi)的狀態(tài)分為固定狀態(tài)、流態(tài)化狀態(tài)、流失狀態(tài)，均由廢水的上升流速?zèng)Q定。當(dāng)廢水流量很小且在床內(nèi)的上升流速小于臨界值umf時(shí)，床內(nèi)顆粒仍保持原來位置，顆粒層高度未發(fā)生變化，壓力降隨上升流速呈對(duì)數(shù)增加，此時(shí)的反應(yīng)器稱為固定床，顆粒為固定狀態(tài)。當(dāng)廢水流量增大使其流速增大到um時(shí)，載體顆粒被上升水流托起呈懸浮狀態(tài)，并在床內(nèi)不停地湍動(dòng)，此時(shí)的反應(yīng)器稱為流化床，載體顆粒為流態(tài)化，其上升流速umf是載體顆粒實(shí)現(xiàn)流態(tài)化的最小流速，與顆粒密度、大小及床內(nèi)液體的性質(zhì)有關(guān)。廢水流量繼續(xù)增大使其流速大于umax時(shí)，載體顆粒層的高度將達(dá)到流化床頂部而使載體隨水流失，此時(shí)進(jìn)入到流失狀態(tài)，因此，流化床內(nèi)的上升流速應(yīng)介于umf和umax之間。

生物流化床具有較高的耐沖擊負(fù)荷的能力，運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便。

二、生物流化床的工藝流程

按反應(yīng)器的形式分為傳統(tǒng)流化床和內(nèi)循環(huán)流化床，按載體流化的動(dòng)力分為液流動(dòng)力流化床、氣流動(dòng)力流化床和機(jī)械攪動(dòng)流化床，按其本身所處的狀態(tài)分為好氧流化床和厭氧流化床。

流化床的分類、充氧方式及其功能

1. 液流動(dòng)力硫化床

流動(dòng)力流化床，也稱二相流化床。床內(nèi)只有污水和載體目接觸，池外設(shè)有單獨(dú)的充氧設(shè)備。以空氣和純氧為氧源，充氧污水與回流水混合后從底音進(jìn)人，緩慢而均勻地沿橫斷面上升，推動(dòng)載體處于流態(tài)化，同時(shí)與載體上的生物膜接觸。理后的污水從上部流出床外，進(jìn)入二沉池，分離脫落的生物膜，處理水得到澄清。本工藝中設(shè)有脫膜設(shè)備以及時(shí)地脫除老化的生物膜。

液流動(dòng)力流化床內(nèi)的載體全為生物膜包裹，生物高度密集，往往對(duì)污水的一次充氧難以保證對(duì)氧的需求，而且原污水的流量不足以使載體流態(tài)化，因此采用部分處理水回流?；亓魉h(huán)率一般按流化床的需氧量確定。

2. 氣流動(dòng)力流化床

氣流動(dòng)力流化床即三相流化床。污水、氣體和載體同步進(jìn)入床體。池體外設(shè)輸送混合管，其外側(cè)為載體下降區(qū)，上部為載體分離區(qū)。輸送管內(nèi)形成氣、液、固三相混合體，空氣起到揚(yáng)水器的作用，混合液上升時(shí)，三相混合體產(chǎn)生強(qiáng)烈的混合與攪拌作用，載體間摩擦作用使外層生物膜脫落。一般不采用回流措施，而且不需脫膜設(shè)備。

本工藝的技術(shù)關(guān)鍵之一是防止氣泡在床內(nèi)合并，形成大氣泡，影響充氧效果，可采取加壓釋放充氧或射流曝氣充氧。高速去除有機(jī)物，占地少，在同一水量、水質(zhì)條件下和同樣去除率的要求下，設(shè)備占地僅為活性污泥法的(1/8)~(1/5)，便于維護(hù)管理，可適應(yīng)水質(zhì)水量的變化，在適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行條件下，具有硝化與脫氮的功能。存在的問題是脫落的生物膜顆粒細(xì)小，需加混凝沉淀或氣浮去除。

3.機(jī)械攪動(dòng)流化床

機(jī)械攪動(dòng)流化床工藝又稱懸浮粒子生物膜處理工藝。池內(nèi)分反應(yīng)室和固液分離室，池中央接近底部處安裝葉片攪動(dòng)器，由上部的電機(jī)帶動(dòng)載體使其呈流態(tài)化。可保證池內(nèi)載體流化與懸浮，反應(yīng)具有均一性，微生物濃度比較固定，不用通過運(yùn)行來加以調(diào)整。

4.厭氧-兼氧生物流化床

在處理城市污水中，管道中流動(dòng)的水形成表面復(fù)氧，常含有2mg/L左右的溶解氧，可由此流化床處理以去除一部分BOD之后再進(jìn)行好氧處理，這樣動(dòng)力消耗少，剩余污泥量少。

二、生物流化床的構(gòu)造

生物流化床由床體、布水裝置、充氧裝置和脫膜裝置等部分組成。

1.床體

床體呈圓形，多由鋼板焊接而成，也可用鋼筋混凝土砌筑。

2.載體

載體是流化床的核心部分，常用的載體有活性炭、焦炭、聚苯乙烯球、無言煤及細(xì)石英砂，每種載體的性能有所不同，載體的選擇可根據(jù)具體情況決定。

3.布水裝置

布水均勻性影響到功能的發(fā)揮。布水不均，可能導(dǎo)致部分載體沉積而不流態(tài)化，使其工作受到破壞。布水裝置又是填料的承托層，停水時(shí)，載體不流失，并易于重新啟動(dòng)。

4.脫膜裝置

及時(shí)脫掉老化的生物膜，保持膜的生物活性是流化床維持正常凈化功能的環(huán)節(jié)。該裝置主要用于流動(dòng)流化床，可單獨(dú)設(shè)立，也可設(shè)在池的上部。