新型流化床填料的特点和作用

概述：
好氧生物流化床工艺中采用立体空心填料为好氧生物载体，填料为中空结构，正常运行进，填料悬浮在水中。

填料内部生长厌氧菌，产生反硝化作用可以脱氮；外部生长好氧菌，去除有机物，整个处理过程中同时存在硝化与反硝化过程。

特点：
1、用优质的共聚材料，长时间浸泡在废水不会降解，也不会对微生物有毒害作用，优于采用其它诸如聚氯乙烯等材料。

2、特殊的结构，空心填料结构为内外共有三层空心圆,每个圆内有1条棱,外有36条棱，经多次研究开发成功，采用一次成型。

3、高的比表面积，普通微生物比表面积为90-180，空心填料的比表面积可达600，双比面积高达860以上，由于具有高的比表面积，则单位容积内生物量就高，可以达到水力停留时间短的目的。

4、微生物的高活性。

在填料的表面生长的微生物膜由于填料流化碰撞。

曝气冲刷使微生物处于高活性的对数增长期，处理效率高。

5、空心填料为飘浮型，更换方便，使用寿命长。

6、脱氮、分解有机物能力强，达到去除氨氮目的。

流化床填料在生物脱氮工艺中的利用研究作者：吴金来源：《现代农业科技》2016年第23期摘要试验使用一种新型流化床载体填料，研究表明运行效果良好。

新型流化床填料投加率为30%、水力停留时间为7 h时，DO在1.5～2.0 mg/L范围内，可以作为流化床生物膜反应器最佳氮磷去除的控制参数。

新型流化床填料对本试验模拟废水中有机物及氨氮具有良好的去除效果，COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为83.1%、93.8%、67.7%和57.1%。

关键词流化床；填料；生物脱氮；废水处理中图分类号 X703.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）23-0175-02生物流化床（biological fluidized beds，BFBs）废水处理技术是20世纪70年代初期由美国首先开始进行研究和应用的，它以生物膜法为基础，吸取了化工操作中的流态化技术，形成了一种高效的废水处理工艺，是生物膜法的重要突破[1]。

以砂、活性炭、焦炭、陶粒、沸石、磁环、玻璃珠、多孔球等一类较小惰性颗粒为载体，微生物栖息于载体表面，形成薄层。

生物膜废水或废水和空气的混合液由下而上以一定的速度通过床层，使载体流化，污染物在与悬浮相生物和附着相生物的不断接触中得以降解。

从原理上讲，生物流化床通过载体表面的生物膜发挥去除作用，但在反应器内部生物膜随载体颗粒在水中呈悬浮态。

因此，生物流化床同时具备悬浮生长法的一些特征，是一类既具有固定生长法特征又有悬浮生长法特征的反应器，克服了固定床生物膜法中固定床操作存在的易堵塞问题[2-3]。

目前，阻碍该技术实用化和工业化的主要问题是高效的固定化反应器及运行方式、生物相容性载体的使用寿命及物理特性、高效且有竞争力的微生物种群的选择[4]。

本文试验使用一种新型流化床载体填料，研究表明运行效果良好。

1 材料与方法1.1 载体填料的形式结构与特性本工艺设计用的新型流化床载体填料为一种有机高分子聚合物材料，具有如海绵一样疏松多孔的立体结构，比表面积大（9 100 m2/m3），粒料尺寸结构均一（10 mm×10 mm×10 mm），无生物毒性，不易生物降解，具有较高的生物亲和性和亲水性，同时抗磨损性能强。

生物流化床一、简述生物流化床，也简称MBBR，也称移动床生物膜反应器。

因其兼有生物接触氧化法和传统的流化床技术的优点而得名。

MBBR工艺原理是：通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，采用机械搅拌、曝气或者回流水作为动力，使流体内的载体流化，载体上附着大量微生物，这样微生物与水中的营养物质就能充分接触，从而达到高效率的去除的效果。

生物流化床工艺有两大技术点：反应器，填料。

二、生物流化床反应器MBBR根据生物膜特性可分为好氧和厌氧两大类；按循环方式分为内循环和外循环；按床内物相分为两相和三相。

1、厌氧生物流化床（AFB）厌氧生物流化床（AFB）与UASB同属于第二代厌氧反应器，依靠载体表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，提高反应器内的生物量。

反应器内载体呈流化状态，可以有效避免滤料堵塞。

载体的流化状态可采用两种方式维持：①机械搅拌；②通过回流提高废水的上升流速。

缺点：①维持载体流化的能耗较大；②系统的设计及运行要求较高。

厌氧生物流化床工艺图2、好氧生物流化床——内循环式三相生物流化床关于好氧生物流化床目前开发和应用较多的是带导流筒的三相生物流化床反应器，也称内循环式三相生物流化床。

为规范其应用，环保部已经制定了内循环好氧生物流化床污水处理工程技术规范（HJ 2021-2012）。

三相生物流化床工艺流程图表1 内循环好氧生物流化床处理工艺的污染物去除率3、曝气生物流化池在固定床的基础上改变而来，所选用的固定微生物的载体平均密度与水十分接近，载体在水中呈悬浮状态。

该成果列入2002年国家重大科技成果推广计划、2002年国家技术创新计划。

适用范围：炼油、化工、煤化工、印染、酿造波革和造纸等高浓度有机废水(合高中浓度有机物、氨氮、硫化物等污染物和城市生活污水处理、旧城市与工业污水厂出水水质不达标的改造以及河湖微污染水体的就地修复。

三、生物流化床反应器内构件目前，在废水处理过程中要尽可能地保留生物量、提高氧转移效率、改善流化质量是此领域的研究热点之一。

流化床特征
流化床是一种常见的化工反应器，其特点是在床内通过气体流动使固
体颗粒悬浮并呈现流态，从而实现反应。

流化床具有以下几个特征：1. 高传质性能
流化床内气体与固体颗粒的接触面积大，气体流动速度快，因此传质
性能高。

这使得流化床在催化反应、吸附分离等领域有着广泛的应用。

2. 良好的混合性能
流化床内固体颗粒呈现流态，使得反应物质在床内能够充分混合，从
而提高反应效率。

此外，流化床内气体流动速度可调，可根据反应需
要进行调整，从而实现更好的混合效果。

3. 热量传递效果好
流化床内气体流动速度快，使得热量能够快速传递到固体颗粒中，从
而实现高效的热量传递。

这使得流化床在高温反应、热解等领域有着
广泛的应用。

4. 操作灵活性高
流化床内气体流动速度可调，固体颗粒的添加和取出也比较方便，因
此流化床的操作灵活性较高。

此外，流化床内的反应物质可以进行连
续加入和连续取出，从而实现连续生产。

5. 可以实现多相反应
流化床内气体和固体颗粒的接触面积大，使得流化床可以实现多相反应。

例如，在催化反应中，催化剂可以与反应物质一起加入流化床中，从而实现高效的反应。

总之，流化床具有高传质性能、良好的混合性能、热量传递效果好、
操作灵活性高以及可以实现多相反应等特点。

这些特点使得流化床在
化工反应、催化反应、吸附分离等领域有着广泛的应用。

流化床特征
流化床技术是一种广泛应用于化工、制药、食品等行业的高效反应器。

其特点在于将固体颗粒床浸泡在气体或液体中，流化床内的颗粒不断地运动和混合，使反应物质与催化剂之间的接触面积增大，反应速度加快。

流化床特征主要包括以下几点：
1. 气体或液体均匀分布：在流化床中，气体或液体会通过床层，并使颗粒呈现出流动状态，使其均匀分布。

2. 颗粒运动状态稳定：流化床内的颗粒因气体或液体的作用，呈现出流动状态，流化床内颗粒的运动状态更加稳定。

3. 传质效率高：在流化床内，颗粒之间的接触面积较大，使得反应物质更易于与催化剂之间发生反应，传质效率更高。

4. 温度均匀：流化床内气体或液体的运动状态使得温度分布更加均匀，减少了局部过热或过冷的可能性。

5. 抗堵塞能力强：由于流化床内颗粒运动状态稳定，不易出现堵塞的情况，使其具有很强的抗堵塞能力。

总之，流化床技术由于其高效能、高传质效率、温度均匀、抗堵塞能力强等特点，成为化工、制药、食品等行业的重要反应器。

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关于MBBR的工艺特点及填料性能的判别指标！所属行业: 水处理关键词：MBBR工艺生物膜法硝化细菌MBBR工艺原理是运用生物膜法的基本原理，通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。

由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。

图：运行中的MBBR载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。

另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好氧菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。

一、MBBR工艺的原理和特点1、MBBR工艺的原理MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。

由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。

载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。

另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。

MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态, 进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。

与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。

2、MBBR的优点与活性污泥法和固定填料生物膜法相比，MBBR既具有活性污泥法的高效性和运转灵活性，又具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少的特点。

（1）填料特点填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的，比重接近于水，以圆柱状和球状为主，易于挂膜，不结团、不堵塞、脱膜容易。

一、生物流化床工艺优缺点生物流化床技术起始于20世纪70年代初，是一种新型的生物膜法工艺，生物流化床将普通的活性污泥法和生物膜法的优点有机结合在一起，并引入化工领域的流化技术处理有机废水。

生物流化床是以微粒状填料如砂、活性炭、焦炭、多孔球等作为微生物载体，将空气（或氧气）、废水同时泵入反应器，使载体处于流化状态，反应器内固、液、气充分传质、混合，污水充氧和载体流化同时进行，通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段，高效地对废水中污染物进行生物降解。

容积负荷高，占地面积小由于BFB采用颗粒、甚至粉末填料，比表面积大，故流化床内能维持极高的微生物量（40-50g/l）；由于生物膜表面不断更新，微生物始终处于高活性状态，加之良好的传质条件，废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被快速降解去除。

BFB容积负荷可高达6-10kgBOD/m3.d，是一般活性污泥法高10～20倍。

耐冲击负荷能力强，能适应各种污水在BFB中，污水和填料之间充分循环流动、传质混合，使反应器具有极大的稀释扩散能力，废水进入反应器后被迅速地混合和稀释；BFB生物膜更新速度快，使其保持着良好的生物活性，废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被迅速降解而被稀释，从而对负荷突然变化的影响起到缓冲作用；微生物主要以生物膜形式存在，对原水中毒性物质抵抗能力强，从而使系统具有很强的抗冲击复合能力，当出现冲击负荷时，COD去除率开始可能会下降，但很快就恢复正常，通常情况下不需要设调节池。

氧传质效率高：氧是一种难溶性气体，其从气相向液相转移过程中，传质阻力主要来自于液膜，液膜厚度是氧向水相转移的主要限制因素，BFB通过填料对气体切割，大气泡被切割成无数的小气泡或微小气泡，增加接触比表面积，延长气体在水相停留时间，明显压缩液膜和气膜厚度，大大提高氧船只效率；和普通接触氧化生物膜相比，BFB载体表面的生物膜较薄，有利于氧气和有机物等的传质，提高氧利用率；和活性污泥法相比，载体的投加降低反应器悬浮污泥浓度和粘度，使系统氧转化效率提高。

三相生物流化床的结构
三相生物流化床是一种用于生物处理废水的装置。

它是通过在床体中同时应用气体、液体和固体相的流动来实现废水的生物降解和处理的。

三相生物流化床的结构通常由气体分配器、床体、填料和水平管道组成。

首先，气体分配器位于床体的底部，用于将进入床体的空气均匀分配到整个填料层。

气体分配器通常由多个小孔或孔板组成，使得气体能够在整个床体中均匀地分布。

其次，床体是三相生物流化床的主体部分，也是生物降解和处理废水的关键环节。

床体通常呈圆柱体或方形，具有一定的高度和直径。

床体的材料通常是耐腐蚀的金属或塑料。

床体内部的填料可以提供大量的表面积，以用作生物附着和生物膜的生长基质。

填料是三相生物流化床中的另一个重要组成部分。

填料的选择对床体的处理效果有很大影响。

填料应具有合适的孔隙度和比表面积，以便提供足够的空间供生物附着和微生物活动。

常用的填料包括环状塑料填料、玻璃珠等。

最后，水平管道用于收集和排出处理后的水。

水平管道位于床体的底部，并通过出水口将处理后的水排出。

水平管道的设计应该考虑到足够的流速，以避免生物附着和污泥堵塞。

总的来说，三相生物流化床的结构简单明了。

通过合理的气体分配、床体、填料和水平管道的设计与组合，可以实现废水的高效生物降解和处理。

这种床体具有处理效果好、运行稳定等优点，因此在废水处理领域得到广泛应用。

流化床基本原理及其工业应用1. 流化床的基本原理流化床是一种广泛应用于化工、石化、生化和能源等领域的重要设备，其基本原理是在气体流动的情况下，通过调节气体流速和颗粒物料的性质，使颗粒物料像流体一样表现。

流化床具有以下几个基本特点： - 颗粒物料在床内呈现流体化的状态；- 颗粒物料与气体之间存在有效的固、气两相传质和传热； - 颗粒物料间的运动由气体带动。

流化床的基本原理可归结为压力平衡原理、流体力学原理和传质传热原理。

1.1 压力平衡原理在流化床中，床层内气固两相之间存在一定的压力差，称为床层压降。

当气体向上流动时，床层的固体颗粒会因重力作用下沉，形成颗粒床；而当气体的速度增加，颗粒床会呈现流化的状态，颗粒床内颗粒的上升速度与气体的速度相等。

此时，气固两相的压降达到平衡，称为床层压降平衡，也即流化床的压力平衡。

1.2 流体力学原理流化床的流体力学原理主要包括床层内颗粒的运动规律和气固两相之间的相互作用。

颗粒的运动形式主要有下沉、上升和运动流动三种模式，其中上升和运动流动是流化床的两种基本状态。

气固两相之间的相互作用通过气体流速、颗粒物料的粒径、密度和形状等参数来调节，从而实现颗粒物料的流化。

1.3 传质传热原理在流化床中，气固两相之间的传质传热是流化床工艺中的重要问题。

颗粒床内的颗粒表面提供了大量的传质传热面积，这对传质传热过程非常有利。

此外，颗粒物料间的颗粒流动还可通过对流和扩散等现象加强传质传热作用。

传质传热的过程受到气体流速、颗粒物料性质和温度差等因素的影响，可以通过调节这些参数来优化传质传热效果。

2. 流化床的工业应用流化床由于其独特的性质和优势，在各个领域都有着广泛的工业应用。

以下是流化床的一些典型应用：2.1 颗粒物料的干燥在化工和制药等领域，颗粒物料的干燥是一个常见的工艺过程。

利用流化床的特点，可以将颗粒物料置于流化床中，通过在气体中加热和颗粒物料的流动，实现物料的快速干燥。

流化床干燥设备具有干燥速度快、温度均匀、产品质量稳定等优点。