Application and Development of Biological
Fluidized-Bed Technology in Wastewater Treatment
FANG Pei-zhen，PAN Yong-liang，YANG Ping，GUO yong
（Chemical Engineering College of Sichuan University，Chengdu 610065，China）

　　Abstract：History of application and development of biological fluidization technology in waste water treatment are briefly described，while an introduction is made to the operating principles and design features of some new-type biological fluidized-bed reactors developed in recent years．It is pointed out that biological fluidized-bed technology should be developed in such a direction that it will result in lower energy consumption and meet the requirements for the treatment of different waters．
　　Key words：wastewater；biological treatment；fluidized bed

　　流化床反应器是一种实现固体颗粒与气相、液相、气液相之间的混合传质、传热的设备。它与传统的固定床反应器不同，床内固体微粒始终悬浮于液（气）体中并剧烈运动，具有类似液体的自由流动性，从而大大强化了物质的扩散过程，提高了反应速度，对于催化剂寿命较短或频繁再生的场合更具优越性，这使流态化得以在工业上广泛应用。

1 生物流化床的应用简况

　　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^[1]。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Jeris Johns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^[2]，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^[3]，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^[4]。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^[5]，以纯氧为氧源的生物流化床降解含多氯代酚的地下水^[6-7]，生物流化床处理酵母废水^[8]，垃圾填埋场浸出液中难降解有机污染物的处理^[9]，在颗粒活性炭流化床中2，4，6-三氯代酚的厌氧降解^[10]，流化床生物膜反应器系统处理湖水中的藻类^[11]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^[12]、印染废水^[13]、制药废水^[14]等的试验中均取得了良好的效果。

2 新型生物流化床反应器

　　随着废水处理技术的不断发展，高效、低耗和处理难降解有机物废水是生物流化床的发展方向之一。下面介绍几种近几年来出现的新型生物流化床反应器。
　　2.1 环流生物半流化床
　　北京化工研究院开发了一种全混型和置换叠加的环流生物半流化床，如图1所示。环流生物半流化床实现了流化床和固定床的串联操作，它不但具有良好循环特性，而且克服了全混型反应对一些较难降解的有机物去除效率低的困难。试验用于淀粉废水处理，水力停留时间（HRT）小于4h，最大CODcr负荷为4.2kg/(m

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