生物流化床是以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體充填在床內，載體表面被生物膜覆著，污水以一定流速從下向上流動，使載體顆粒處於流化狀態。廢水自下向上流過砂床使載體層呈流動狀態，從而在單位時間加大生物膜同廢水的接觸面積和充分供氧，並利用填料沸騰狀態強化廢水生物處理過程的構築物。構築物中填料的表面積超過3300m2/m3填料，填料上生長的生物膜很少脫落，可省去二次沉澱池。床中混合液懸浮固體濃度達8000-40000mg/L，氧的利用率超過90%，根據半生產性試驗結果，當空床停留時間為16-45分鐘時BOD和氮的去除率均大於90%，此時填料粒徑為1mm，膨脹率為100%，BOD負荷16.6kg(BOD5)/( m3·d)。生物流化床工藝效率高、占地少、投資省，在美、日等國已用於污水硝化、脫氮等深度處理和污水二級處理及其他含酚、製藥等工業廢水處理。
基本介紹
- 中文名：膜生物流化床
- 外文名：membrane biological fluidized bed（MBFB ）
- 定義：污水深度處理工藝
- 適用範圍：微污染水處理，污水深度處理等
- 學科：環境科學
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簡介
生物流化床是指充氧的廢水自下而上地通過細濾料床，利用布滿生物膜的濾料進行高效生物處理的裝置。載體顆粒小，總表面積大，單位容積內的生物量大，載體處於流化狀態，強化了生物膜與污水之間的接觸，加快了污水與生物膜之間的相對運動，加速有機物從污水向微生物細胞的傳遞過程。由於載體不停地在流動、還能夠有效防止堵塞現象。按使載體流化的動力來源，生物流化床可分為液流動力流化床、氣流動力流化床和機械攪動流化床等。
原理
先將對廢水中主要污染物有降解作用的微生物，通過一定的方式固定在一定粒度的載體（如砂、玻璃珠、活性炭等）上；空氣和待處理的廢水從反應器底部同向進入，通過控制氣、液兩相的流速，使流化床反應器內載有生物體的載體呈流化狀態；廢水中的污染物與生長在載體上的微生物接觸反應，從而將其從廢水中降解、去除。在反應器頂部，通過分離裝置實現三相分離，澄清的廢水從溢流槽排出。
膜生物流化床工藝
膜生物流化床工藝（membrane biological fluidized bed，簡稱MBFB）用於污水深度處理，能在原有污水達標排放的基礎上，經過生物流化床和陶瓷膜分離系統，進一步降低COD、NH-N、濁度等指標，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝，替代原有砂濾、保全過濾、超濾等冗長過濾流程，同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機陶瓷膜分離系統，是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統，和其它的有機膜、無機膜相比，具有膜通量大、可反衝、全自動操作等優勢。
MBFB工藝流程圖
MBFB工藝流程圖膜生物流化床工藝以生物流化床為基礎，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，簡稱PAC)為載體，結合膜生物反應器工藝(Membrane bioreactor,簡稱MBR)的固液分離技術，使反應器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分離作用為一體，使水體中難以降解的小分子有機物與在曝氣條件下處於流化狀態的活性炭粉末進行充分地傳質、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濃縮區域；粉末活性炭同時也為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，特別是以目標污染物為代謝底物的微生物菌群；同時，粉末活性碳對水體中溶解氧有很強的吸附能力，在高溶解氧條件下，微生物對富集在活性炭表面小分子有機物進行氧化分解，然後利用陶瓷膜分離系統將水和吸附了有機物的粉末活性炭等懸浮顆粒分開，通過錯流過濾，進一步淨化污水，使其達到中水回用標準。研究表明，MBFB能有效除去微污染水體中氨氮、COD和其它難降解小分子有毒有機物等。
MBFB機理
在MBFB反應系統中，粉末活性碳(PAC)由於吸附大量微生物，成為生物活性碳（BAC）,使PAC不僅存在著對小分子有機污染物的吸附和富集作用，還存在著PAC對微生物的吸附和保護作用、PAC對溶解氧的吸附作用、在局部高污染物濃度和高溶解氧條件下微生物對小分子有機物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高強度流化、混合、傳質、剪下作用下，實現對微污染小分子有機物的高效分解。
2、PAC對微生物的吸附和保護作用；
4、微生物對小分子有機物的分解作用，MBFB工藝通過PAC對微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通過PAC對微生物的保護作用，使微生物能有效利用微量的有機污染物為底物，以溶解氧為電子受體，分解微污染水體中有機物，實現水質深度淨化；
5、PAC的生物再生作用，活性炭表面生物膜對吸附的有機物具有氧化分解作用，可通過生物降解恢復活性炭吸附能力，實現PAC的生物再生，在MBFB系統中，高強度的三相傳質、混合、紊流、剪下和活性炭顆粒之間的摩擦作用，使活性炭表面老化生物膜不斷脫落，使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。
MBFB特點
1、活性炭粉長期使用，勿需更換或再生；
2、三相傳質混合，反應效率高；
3、載體不流失；
4、載體流化性能好；
5、氧的轉移效率高；
6、污染物高度富集，生物量大；
7、對微污染水處理效果好。
MBFB核心
美國西雅圖環境科技公司研發的滌餌DECLEAN無機陶瓷膜系統，是在普通陶瓷膜研究的基礎上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無機陶瓷膜在水處理中套用的兩個最大障礙（價格昂貴、膜通量小），使無機陶瓷膜套用於水處理成為可能。
