摘要：本文介绍了生物流化床技术在废水处理方面的应用历史与发展概况，阐述生物流化床处理工艺的原理、工艺流程及工程应用情况。
关键词：生物流化床；废水处理；填料
1生物流化床工艺在废水处理中的应用简况
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JerisJohns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。1993年日本Hokkaido大学的学者报道了一种由颗粒流化床分离器、好氧生物滤床和薄膜过滤器组成的新型处理系统。在工程实践中，以好氧流化床降解含22种酚和氮杂环、芳香胺的废水，以纯氧为氧源的生物流化床降解含多氯代酚的地下水，生物流化床处理酵母废水，垃圾填埋场浸出液中难降解有机污染物的处理，在颗粒活性炭流化床中2，4，6-三氯代酚的厌氧降解，流化床生物膜反应器系统处理湖水中的藻类等均取得了满意的效果。
近年来，我国也对生物流化床进行了不少的试验研究工作，在石化废水、印染废水、制药废水等的试验中均取得了良好的效果。
2生物流化床处理技术的主要原理
生物流化床处理方法属于三相生物处理方法，其技术核心为利用独特载体的具有独特构筑结构的生物反应池，便于载体和污泥中微生物循环。载体的循环有效防止了气泡在反应池内的合并，提高了氧利用率，并且反应池的独特构造能有效防止载体流失。
生物反应池体积的10－20%被直径为5-10mm的载体颗粒填充，该载体的有效比表面积比国内常规载体的比表面积要大得多，超过4500m2/m3，并具有很好的弹性、耐磨损和化学稳定性，由于其密度较小，所以流化床能耗较小。
在生物反应池内，混合液中的微生物（MLSS中的微生物或活性污泥）和生物膜微生物共同分解污染物质，MLSS中为短生长期的微生物，生物表面为生长长期的微生物。微生物对有机物的分解可以分为如下几种形式：
易降解有机物－MLSS中的生物（活性污泥）；
不易降解有机物－生物膜中的生物；
磷的去除－MLSS中的生物（活性污泥）；
硝化－生物膜中的生物；
反硝化－MLSS和生物膜中的生物。
3生物流化床处理工艺流程
生物流化床处理工艺流程如图2所示。
4生物流化床处理工艺的主要特点
独特的生物载体
载体由废轮胎粉和粘合剂等加工而成，具有高耐磨性、高弹性和很好的化学稳定性，使用寿命长，只需一次添加。
表面经过处理，易于挂膜。
有效比表面积＞4500m2／m3。
孔隙率高（视密度0.45），密度小，流化床能耗小。
生物反应器内设有导流装置和防止填料流失的装置，载体、污泥和污水在池内循环流动，老化的生物膜得以脱落，保持生物膜的高活性。另外流化状态使氧的利用率得以提高。
水力停留时间短，占地面积小：由于在生物反应池内，混合液中的微生物污泥和载体表面的生物膜一般可达20000mg/L以上，使BOD处理量达到4.0-20kg/（m3d），是活性污泥法处理量的10倍以上。由于处理效率高，结构紧凑，使生物反应设备的占地面积仅为传统活性污泥法的1/4--1/8，从而也节省了基建投资。