【正文】 速度流經載體床層時，載體處于靜止不動的狀態(tài)，床層的高度也基本維持不變，這時的床層稱固定床。當流速增大到某一數值，此時壓降的數值等于載體床層的浮重，流化床中的載體顆粒就由靜止開始向上運動，床層也由固定狀態(tài)開始膨脹。如果流速繼續(xù)增大，則床層進一步膨脹，直到載體顆粒之間互不接觸，懸浮在流體中，這一狀態(tài)稱為初始流態(tài)化，如果再繼續(xù)增大流速，載體顆粒床會進一步膨脹，但是壓降卻不再增加，此時對應的流速稱為臨界流化速度。在生物流化床的設計中，臨界流化速度是一個重要的校核參數，必須保證設計的流體上升流速大于臨界流化速度。由于載體顆粒的大小影響以及流化過程中氣體的參與，會使流化狀態(tài)的確定方法不同，臨界流化速度要采用對應的計算方法或試驗方法得到。另外，當流化床底部進入污水而使床斷面流速等于臨界流化速度時，濾床開始松動，載體開始流化，當進水量不斷增加而使床斷面流速大于臨界流化速度時，濾床高度不斷增加，載體流化程度加大，當濾床內載體顆粒不再為床底所承托而為液體流動對載體產生的上托力所承托，即在載體的下沉力和流體的上托力平衡時，整個濾床內顆粒出現(xiàn)流化狀態(tài)。如果流速繼續(xù)增加，使載體顆粒之間的空隙增大一定程度后，載體顆粒會隨著水流從流化床中流出，此時的流體速度稱為沖出速度。在流化床的操作應控制流體的流速介于臨界流化速度和沖出速度之間。載體床中的流體速度與載體間的孔隙率之間密切相關，二者之間的關系確定了膨脹的行為，這也是流化床工藝設計的關鍵。⑵生物流床的工藝類型按照使載體流化的動力來源的不同，生物流化床一般可分為以液流為動力的兩相流化床和以氣流為動力的三相流化床兩大類。①兩相生物流化床兩相流化床是以液流為動力使載體流化，在反應器內只有作為污水的液相和作為載體上附著生物膜的固相相互接觸。兩相流化床主要由床體、載體、布水裝置及脫膜裝置等組成。以氧氣（或空氣）為氧源的液固兩相流化床的流程為：廢水與回流水在充氧設備中與氧混合，然后進入流化床進行生物氧化反應，再由床頂排出。隨著床的操作，生物粒子直徑逐漸增大，定期用脫膜器對載體進行機械脫膜，脫膜后的載體返回流化床，脫除的生物膜則作為剩余污泥排出。②三相生物流化床三相流化床是以氣體為動力使載體流化，在流化床的反應器內有作為污水的液相、作為生物膜載體的固相和作為空氣或純氧的氣相三相相互接觸。與好氧的兩相流化床相比，由于空氣直接從床體底部引入流化床，所以不需另設充氧設備，又由于反應器內空氣的攪動，載體之間的摩擦較強烈，一些多余或老化的生物膜在流化過程中即已脫落，所以不需另設專門的脫膜裝置。三相流化床本身由床體、進出水裝置、進氣管和載體組成。床體內部通常內導流管，起到向上輸送載體的作用，床體上部為載體分離區(qū)，防止載體流出。由于空氣的攪動，也有可能使少部分載體從流化床中隨水流出，此時應考慮設置載體回流泵。當原污水的污染物濃度較高時，可以采用處理水回流的方式稀釋進水。在設計中，當已知污水的水質和水量時，需要確定一個合適的生物膜厚度，使其能滿足處理效率上的要求，由此再確定床層的膨脹高度。內循環(huán)式三相生物流化床是在傳統(tǒng)三相生物流化床的基礎上發(fā)展起來的，目前應用日趨成熟，它是通過在流化床中設置升流區(qū)和降流區(qū)，利用兩個區(qū)域之間的密度差，推動流體帶動載體的循環(huán)流動。這種流化床系統(tǒng)混合、傳質效果好，不易發(fā)生載體分層現(xiàn)象，對配水均勻性的要求低，易于做到流體的均勻流動，并且載體不易流失。⑶流化床的主要組成生物流化床主要由床體、載體、布水裝置、充氧裝置和脫膜裝置等部分組成。①床體一般呈圓形或方形，床體用鋼板焊制或鋼筋混凝土澆制，其有效高度按空床流速計算，高度與直徑比一般采用3:1～4:1。②布水裝置布水裝置通常位于濾床底部，它既起到了布水的作用，同時又要承托載體顆粒。目前，在生物流化床的試驗與應用中多采用多孔板，多孔板上設礫石粗砂承托層、圓錐布水結構及泡罩分布板的方式布水，另外，對于處理大水量的流化床，多采用管式大阻力布水器。③載體流化床所用的載體的比重略大于1，形狀盡量接近于球形。常用的載體有砂粒、無煙煤、陶粒、微粒硅膠及苯乙烯顆粒等。④脫膜裝置脫膜裝置對于生物流化床工藝也是至關重要的，有時單靠濾床內載體之間的相互摩擦還不夠，此時應考慮設有專門上的脫膜裝置，目前，主要應用葉輪攪拌器、振動篩和刷形脫膜機等。⑤沉淀區(qū)及三相分離器為了處理出水排出之前將載體顆粒與水分離，需要在流化床反應器頂部設置沉淀區(qū)，對于三相流化床，除了將載體與水分離外，還需要將氣泡從水中分離，這種常常區(qū)就是三相分離器。⑷生物流化床法的工藝特點①因生物流化床內的載體顆粒較小，總表面積大，提高了單位容積反應器內的微生物量；②載體處于流化狀態(tài)，污水可與其表面的生物膜充分接觸；③載體在床內的互相摩擦碰撞作用，使生物膜的活性提高并加速了有機污染物由污水中向微生物細胞內的傳質過程；④抗沖擊能力強、占地面積小、運行穩(wěn)定，不存在污泥膨脹問題，污泥產量少；⑤管理比其他生物膜法復雜。也稱為移動床生物膜反應器（MBBR）是近年來在生物接觸氧化法和生物流化床的基礎上開發(fā)的一種新型高效的生物膜法廢水處理裝置。它既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長和剩余污泥量少的特點，又具有活性污泥法的高效和運轉靈活的特點，它是為解決固定床生物反應器需定期反沖洗、流化床需使載體流化、淹沒式生物濾池易堵塞需清洗濾料和更換曝氣頭的復雜操作而發(fā)展起來的，適合于中小型生活污水和工業(yè)有機廢水的處理。⑴基本工藝流程污水經過初沉池處理后，進入生物移動床反應器，處理后的水，從反應器上方設有格柵網的溢流口流出，進入二沉池進行泥水分離。⑵生物移動床反應器的組成生物移動床反應器主要由池體、載體、出水裝置、曝氣系統(tǒng)或攪拌系統(tǒng)等組成。①池體由鋼制或鋼筋混凝土制成，形狀為圓形或長方形等。在應用中可以利用現(xiàn)有活性污泥的池體或其他廢棄池體改建，因此該工藝比較適用于污水廠的改造。②載體（填料）載體的密度略小于1，這些漂浮的載體隨反應器內混合液的回旋翻轉作用而自由移動。目前，移動床生物膜反應器采用的填料多為聚乙烯、聚丙烯塑料等，填料的容積表面積大，可達200～500m2/m3。③出水裝置出水裝置要求把載體攔截在反應器中，同時不為出流的生物膜或活性污泥堵塞。出水裝置的孔徑取決于生物填料的外觀尺寸。④曝氣或攪拌系統(tǒng)一般采用中小孔曝氣管，要求布氣均勻，采用曝氣可以達到供氧和流化的雙重功能。⑶生物移動床反應器主要工藝特征①反應速率高②水頭損失小、不易堵塞、無須反沖洗，一般不需回流。③污水處理廠改造升級方便。④系統(tǒng)控制管理較方便。朱文亭等人對一般移動床生物膜反應器的池型和內部結構進行改造，開發(fā)了循環(huán)移動載體生物膜反應器。在上升氣流的推動下，填料在循環(huán)移動載體生物膜反應器的反應區(qū)形成了良好的循環(huán)移動，混合液從隔板底部的圓孔注入到右側沉淀區(qū)，沉淀后的澄清水經上部的溢流孔溢流出水。反應器的導流板在此起到了很好的導流作用，底角設計成斜面也是為了改善反應器的流動特征進行強制循環(huán)。微孔生物膜反應器是近年來引起研究者極大關注的一種新型生物膜反應器，該反應器主要用來處理有機工業(yè)廢水中毒性或揮發(fā)性的有機污染物，如酚、二氯乙烷和芳香族氯代物等。在微孔生物膜反應器凈化有機污染物的過程中，采用逆向擴散的操作方式，即進水與曝氣分開，揮發(fā)性有機物從微孔膜內側向生物膜方向擴散，而氧氣則從微孔膜外側向生物膜擴散，兩者在生物膜內相聚并在微生物的作用下氧化分解有機污染物。生物膜的培養(yǎng)常稱為掛膜。掛膜方法一般有兩種，一種是閉路循環(huán)法，另一種掛膜方法是連續(xù)法。掛膜后應對生物膜進行馴化，使之適應所處理工業(yè)廢水的環(huán)境。掛膜過程中，應經常采樣進行顯微鏡檢驗，觀察生物相的變化。掛膜馴化后，即可進入運行，測定生物膜反應設備的最佳工作運行條件，并在最佳條件轉入正常運行。生物膜法的操作簡單，一般只要控制好進水量、濃度、溫度及所需投加的營養(yǎng)等，處理效果一般比較穩(wěn)定，微生物生長情況良好。在廢水水質變化，形成負荷沖擊的情況下，出水水質惡化，但很快就能恢復。生物濾池的運行中還應注意檢查布水裝置及濾料是否有堵塞現(xiàn)象。生物膜的設備檢修或停產時，應保持膜的活性。對生物濾池，只要保持自然通風，或打開各層的觀察孔，保持池內空氣流動；對生物轉盤，可以將氧化槽放空，或用人工營養(yǎng)液循環(huán)。停產后，膜的水分會大量蒸發(fā)，一量重新開車，可能有大量膜質脫落，因此，開始投入工作時，水量應逐步增加，防止干化生物膜脫落過多，一量微生物適應后，即可得到恢復?！緫门e例】（ ）處理技術。A厭氧生物 B厭氧微生物 C好氧生物 D兼氧生物【答案】C，下列不屬于這三種特征的是（ ）。A參與凈化反應的微生物多樣化 B生物的食物鏈長C分段運行 D泥齡較短，能抑制絲狀菌生長【答案】D【解析】生物膜法中微生物以附著的狀態(tài)存在，泥齡長，有利于世代周期長的微生物種群的生長，因此選項D是錯誤的，ABC三個選項均是關于生物膜法微生物相方面的特征的正確說法。16 /