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根據(jù)曝氣池內(nèi)微生物生長環(huán)境、集結(jié)形態(tài)等的不同來分類，好氧生物處理方法基本可以分為兩大類。第一類方法可以稱為懸浮污泥法，主要包括傳統(tǒng)活性污泥法和其變種，如階段曝氣法、漸減曝氣法、完全混合活性污泥法、序批式活性污泥法(SBR)、生物吸附氧化法(AB法)、延時曝氣法、氧化溝等。該方法中微生物與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)等混雜在一起形成具有較強吸附分解有機物能力的絮狀體顆粒。第二類方法為生物膜法(或稱附著污泥法)，如生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化法等。該方法生物或固定生長，或附著生長于固體填料(或稱載體)表面。其中接觸氧化法因具有BOD負荷高、處理時間短、耐負荷沖擊等有點近年來有了很多工程應(yīng)用。

流動床生物膜(內(nèi)循環(huán)生物流化床)處理方法是活性污泥法和生物膜法的結(jié)合，在生物流化床中，空氣-污水-帶生物膜的載體在流化床中進行生物反應(yīng)，可以有很高的BOD負荷。近年來，關(guān)于生物流化床國內(nèi)做了很多實驗研究，證明該方法確實是效率很高的一種處理方法，但因氧利用率低、載體流失等問題而很少推廣到工程應(yīng)用當(dāng)中。

2. 流動床生物膜處理技術(shù)的原理

流動床生物膜處理方法屬于三相生物流化床處理方法，其技術(shù)核心為利用獨特載體的具有獨特構(gòu)筑結(jié)構(gòu)的生物反應(yīng)池，便于載體和污泥中微生物循環(huán)。載體的循環(huán)有效防止了氣泡在反應(yīng)池內(nèi)的合并，提高了氧利用率，并且反應(yīng)池的獨特構(gòu)造能有效防止載體流失。

生物反應(yīng)池體積的10-20%被直徑為5—10mm的載體顆粒填充，該載體的有效比表面積比國內(nèi)常規(guī)載體的比表面積要大得多，超過4500m2/m3，并具有很好的彈性、耐磨損和化學(xué)穩(wěn)定性，由于其密度較小，所以流化床能耗較小。

在生物反應(yīng)池內(nèi)，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質(zhì)，MLSS中為短生長期的微生物，生物膜表面為長生長期的微生物。微生物對有機物的分解可以分為如下幾種形式：

易降解有機物-MLSS中的生物(活性污泥);

不易降解有機物-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。

圖1為生物流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。

3. 流動床生物膜處理工藝流程

流動床生物膜處理工藝流程如圖2所示。

4. 流動床生物膜處理工藝的特點

獨特的生物載體

載體由廢輪胎粉和粘合劑等加工而成，具有高耐磨性、高彈性和很好的化學(xué)穩(wěn)定性，使用壽命長，只需一次添加。

表面經(jīng)過處理，易于掛膜。

有效比表面積>4500m2/m3。

孔隙率高(視密度0.45)，密度小，流化床能耗小。

生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流裝置和防止填料流失的裝置，載體、污泥和污水在池內(nèi)循環(huán)流動，老化的生物膜得以脫落，保持生物膜的高活性。另外流化狀態(tài)使氧的利用率得以提高。

水力停留時間短，占地面積小：由于在生物反應(yīng)池內(nèi)，混合液中的微生物污泥和載體表面的生物膜一般可達20000mg/L以上，使BOD處理量達到4.0—20kg/(m3·d)，是活性污泥法處理量的10倍以上。由于處理效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，使生物反應(yīng)設(shè)備的占地面積僅為傳統(tǒng)活性污泥法的1/4~1/8，從而也節(jié)省了基建投資。

基本不需要預(yù)處理：進水懸浮固體濃度可以達到5000mg/L,油濃度可以達到50mg/L。

生物反應(yīng)池內(nèi)好氧、厭氧和兼氧微生物共同存在分解有機物，使處理效率更高，并且耐負荷沖擊的性能特別好。

在某縣城區(qū)污水處理中型實驗中，當(dāng)CODCr在200mg/L到600mg/L之間變化時，出水CODCr=30mg/L～45mg/L，均滿足出水≤60mg/L的要求。

電廠生活污水同市政污水相比，一般CODCr的濃度都不超過100mg/L，有些廠生活污水與廠前區(qū)廢水混排，CODCr的濃度低于50mg/L，可生化性較差。另外水質(zhì)和水量的波動都非常大。有些電廠采用活性污泥法系統(tǒng)進行處理，系統(tǒng)無法運轉(zhuǎn)。采用該系統(tǒng)后，出水CODCr的濃度一直低于15mg/L。

污泥泥齡長，剩余污泥排放量小，減小了污泥處理系統(tǒng)的投資和占地面積。

硝化反應(yīng)能在短時間內(nèi)完成， NH3-N的去除率>95%。

5. 山東莒南城區(qū)污水處理工程實例

5.1 項目簡介

莒南縣位于山東省東南部，西距臨沂55公里，東離日照83公里，北與莒縣、沂南接壤，西南與臨沭縣為鄰，南與江蘇省的贛榆縣接壤。近些年來，隨著莒南縣社會、經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城區(qū)人口的不斷增加，城區(qū)用水量不斷增大，因而工業(yè)廢水和生活污水排放量也日趨加大，由于城區(qū)排水系統(tǒng)不完善，全縣尚無一座污水處理廠;同時莒南縣作為淮河流域的上游地區(qū)，由于大量的生活污水和工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入淮河，對下游水體環(huán)境及人民生活造成的影響，引起了莒南縣各級政府領(lǐng)導(dǎo)高度的重視，為此特指定縣有關(guān)部門就建設(shè)城市污水處理廠進行了大量的前期調(diào)研工作，最終確定采用生物流化床生物處理技術(shù)建設(shè)該工程，該工程處理規(guī)模為2萬噸/天，出水要求達到國家一級排放要求。

5.2 工程規(guī)模及工藝流程

處理水量為20000m3/天，工程流程如下：

5.3 實際運行結(jié)果

污水在流動床生物膜反應(yīng)器的停留時間為2.5h。實際運行的典型水質(zhì)見下表。

5.4 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

5.5 工程現(xiàn)場照片

第一作者簡介：張文虎，男，北京國電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司工程師，曾主持莒南縣污水處理廠工程設(shè)計和調(diào)試，現(xiàn)從事廢水處理工藝研究和工程實施。