水污染控制工程
第 5章 污水的好氧生物处理（一）
—— 生物膜法
内蒙古科技大学
环境工程教研室
目录
? 第一节 概述
? 第二节生物滤池
? 第三节 生物转盘
? 第四节 生物接触氧化法
? 第五节 生物流化床
第一节 概述
? 一、定义
? 二、生物膜法优缺点
? 三、生物膜法基本原理
一、定义
? 生物膜法 是通过废水同固着于载体（如滤料）
表面的微生膜接触，生物膜吸附和氧化废水中
的有机物并同废水进行物质交换，从而使废水
得到净化的过程。
图 13-1 生物膜法基本流程
二、生物膜法优缺点
1.优点
? 生物膜法对污水水质、水量的变化有较强的适应性、
管理方便，不会发生污泥膨胀。
? 微生物固着于载体表面，时代周期长较长的高级微
生物也能增殖，生物更为丰富、稳定，产生的剩余
污泥少。
2.缺点
? 生物膜载体增加系统投资。
? 由于载体材料比表面积小，故设备容积负荷有限，
空间效率较低。
? 适用于中、小水量污水的处理且污水中 SS不太高。
三、生物膜法基本原理
1.生物膜的形成
污水通过填料时，填料截留下污水中悬浮物，并
将污水中的胶体物质吸附在表面上，在有氧的条件下，
其中有机物使微生物很快得到繁殖，这些微生物又进
一步吸附污水中的悬浮物、胶体和溶解态物质，逐渐
形成生物膜。
2.生物膜净化原理
由细菌、真菌和原生、后生动物组成的絮状结构
生物膜首先吸附废水中有机物，然后以它为营养物质
进行分解合成代谢，有机物变成无机物和生物相，生
物膜老化后在二沉池形成污泥，澄清水排出池外。
第二节 生物滤池
? 一、生物滤池构造
? 二、生物滤池法的流程
? 三、生物滤池的机理
? 四、生物滤池的设计计算
? 五、生物滤池的运行及其经验
一、生物滤池构造
滤床 布水 设备
排水
系统
生物
滤池
1.滤床：由固定的滤料组成，滤料是微生物生长栖
息的场所，理想滤料应具有以下功能,
?能为微生物附着提供大量的表面积。
?使污水以液膜状态流过生物膜。
?有足够的空隙率，保证通风供氧，并且脱落的生物膜能随
水流流出滤池。
?不与微生物和污水反应。
?有一定的机械强度、价格低廉。
最早的滤料是碎石、废钢渣和焦碳等,60年代
后出现了塑料滤料，滤池由原来 1-2.5m发展到现在
10m高。
2.布水设备,
?作用：使污水均匀地分布在
整个滤床表面。
?类型：回转式布水器和固定
式喷嘴布水系统
3.排水系统,
? 作用：收集滤床流
出的处理后水和生
物膜、保证通风、
支撑滤料。
? 组成：池底、排水
假底、集水沟
1.传统式低负荷生物滤池
2.交替式二级生物滤池法
流程
由滤池 1和滤池 2串
联而成，一段时间污水先
进滤池 1再到滤池 2，过
一段时间反过来，污水先
进滤池 2再到滤池 1，这
样可以防止滤池堵塞。
二、生物滤池法的流程
初沉池 生物 滤池 二沉池 进水 出水
3.回流式生物滤池工艺
三、生物滤池的机理
1.生物滤池的工作情况
? 挂膜阶段
? 工作阶段
滤
料
厌
氧
兼
性
好
氧
附
着
水
层
流
动
水
层
O2
O2 O
2
BOD
CO2,H2O
CO2,H20
NH3,H2S
空
气
生物膜
图 4-1生物膜净化污水示意图
污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到
滤床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形
式向下渗沥，或以波状薄膜的形式向下渗流。
最后，污水到达排水系统，流出滤池。污水流
过滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着
在滤料表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，
不久，形成一层充满微生物的粘膜，称为生物
膜。这个起始阶段称为挂膜，是生物滤池的成
熟期。
挂膜阶段
? 污水流过成熟滤床时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生
物吸附、降解，从而得到净化。
? 生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物，其厚度约 2mm。在
这里，有机污染物经微生物好氧代谢而降解，终点产物是 H2O、
CO2,NH3等。
? 由于氧在生物膜表层已耗尽，生物膜内层的微生物处于厌氧状
态。在这里，进行的是有机物的厌氧代谢，终点产物是有机酸，
乙醇、醛和 H2S等。
? 由于微生物的不断繁殖，生物膜不断加厚，超过一定厚度后，
吸附有机物在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉。
此时，内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢，失去
其黏附在滤料上的性质，脱落下来随水流出滤池，滤料表面再
重新长出新的生物膜。
工作阶段
2.影响生物滤池性能的主要因素
? 滤池高度
? 负荷率
? 回流
? 供氧
（ 1）滤池高度
随着滤床深度增加，微生物
从低级趋向高级，种类逐渐
增多，生物膜量从多到少，
去除有机物的速率降低。
滤床的上层和下层相比，生物膜量、微生物种类和去
除有机物的速率均不相同。
滤床上层，污水中有机物
浓度较高，微生物繁殖速
率高，种属较低级，以细
菌为主，生物膜量较多，
有机物去除速率较高。
所以生物滤池的处理率，在一定条件下随着滤床高度的
增加而增加，在滤床高度超过某一数值后，处理效率提高慢，
在增加高度则不经济。适宜的滤床高度与污水水质有关，与
去除的污水污染物有关。
（ 2）负荷率
? 水力负荷率：以流量为准,m3（水） /m3（滤料） ·d ；
? 表面水力负荷率,m3（水） /m2·d又称平均滤率,m/d ；
? 有机负荷率：以 BOD5为准,kg（ BOD5或特定污染物质）
/m3·d。
在 低负荷 条件下，
随着滤率的提高，
污水中有机物的传
质速率加快，生物
膜量增多，滤床特
别是它的表面很容
易堵塞；
在 高负荷 条件下，
随着滤率的提高，
污水在生物滤床
中停留的时间缩
短，出水水质将
相应下降。
为解决这对矛盾，可以
采用,
?利用出水回流，既提高
滤速又改变堵塞现象。
?提高滤速，增加滤床高
度，保证出水水质。
（ 3）回流
回流 — 利用污水厂的出水，或生物滤池出水稀释进水的做
法称回流，回流水量与进水量之比叫回流比。
回流对生物滤池性能有下述影响,
?回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物滤池由低负荷率
演变为高负荷率的方法之一；
?提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭；
?当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或有害物质时，回流可
改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度；
?进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。
(4)供氧
生物滤池中，微生物所需的氧一般直接来自大气，靠自然
通风供给。影响生物滤池通风的主要因素是滤床自然拨风
和风速。自然拨风的推动力是池内温度与气温之差，以及
滤池的高度。温度差越大，通风条件越好。
?当水温较低，滤池内的温度低于水温时（夏季），池内气
流向下流动；
?当水温较高，池内温度高于气温时（冬季），气流向上流
动。
?若池内外无温度差时，则停止通风。
?正常运行的生物滤池，自然通风可以提供生物降解所需的
氧量，自然通风不能满足时，应考虑强制通风。
四、生物滤池的设计计算
1.滤床总体积
2.滤床高度
（ 1）试验计算法
?无回流
?有回流
V
V0
N
qSV ?
n
V
m
0
'
e0
)A/q(SK
)S/Sln (h ?
nVmei'
e
ei
]
A
q)r1(
[)
r1
rSS
(K
)r1(S
rSS
ln
h
?
?
?
?
?
?
（ 2）经验取值法
? 低负荷生物滤池,h=2m左右；
? 两级回流滤池,h=1.0-1.8m；
? 塔式生物滤池,h取 8m以上。
3.滤床面积
4.核算水力负荷
5.回转式布水器的计算
h
VA ?
A
qq V?
五、生物滤池的运行和经验
1.挂膜的方法,
?接种同步培养驯化
?异步培养驯化
2.适用范围：小城镇、边远地区；工业废水；含
醛类、氰、酚、丙烯腈等有毒污染物的废水。
第三节 生物转盘
? 一、生物转盘的构造和净化机理
? 二、生物转盘的设计计算
? 三、生物转盘的进展和应用
一、生物转盘的构造和净化机理
图 13-21 生物转盘构造及工作示意图
生物膜
废水 BOD
O2 O2
CO2 CO2
进
水
出
水
转动抽
废水处理槽
转盘
二、生物转盘的设计计算
1.转盘总面积
2.转盘结构设计
? 盘片：平板或波纹板，材质为聚乙烯硬质塑料、玻璃钢、
铝合金等，直径 D=2.0-3.6m，厚度 1-5mm。
? 盘片间距：进水段 25-35mm，出水段 10-20mm。
? 盘片周边与反应槽内壁的距离,0.1D，不小于 150mm。
? 转轴中心与水面距离不小于 150mm。
? 转盘侵湿率 40-45%
? 转盘转速,0.8-3.0r/min,15-18m/min
q
qA
N
SqA V0V ?? 或
三、生物转盘的进展和应用
1.发展：用空气驱动的生物转盘、与沉淀池合建
的生物转盘、与曝气池合建的生物转盘、藻类转
盘等。
2.应用：在我国主要用于处理工业废水。
3.优点：动力消耗低、抗冲击负荷能力强、无需
回流污泥、管理运行方便。
4.缺点：占地面积大、散发臭气、在寒冷地区需
作保温处理。
第四节 生物接触氧化法
? 一、概述
? 二、生物接触氧化池的构造
? 三、生物接触氧化池的设计计算
一、概述
图 13-32 生物接触氧化法基本流程示意图
进水 出水
初次沉淀池 生物接触氧化池 二次沉淀池
排泥
二、生物接触氧化池的构造
图 13-34 接触氧化池构造示意图
稳定水层 空气
进水
进水装置
排泥
布气装置
格栅支架
填料
出水
出水渠
池体
三、生物接触氧化池的设计计算
1.生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）
2.生物接触氧化池的总面积 A和座数 n
3.池深 h
V
e0V
N
)SS(qV ??
0h
VA?
1A
An?
3210 hhhhh ????
4.有效停留时间 t
5.空气量 D和空气管道系统计算（同活性污泥法）
Vq
vt?
V0qDD ?
第五节 生物流化床
? 一、生物流化床技术
? 二、流态化原理
? 三、生物流化床的类型
? 四、生物流化床的优缺点
? 五、生物流化床的进展
一、生物流化床技术
? 生物流化床技术,借助流体（液体、气体）使
表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈
流化态，同时进行去除和降解有机污染物的生
物膜法处理技术。
二、流态化原理
图 13-38生物流化床示意图
压差计
△ P
出水管
液 体
分布板
进水管
当液体流过床层
时，随着流体流速
的不同，床层会出
现三种不同的状态,
1.固定床阶段
2.流化床阶段
3.液体输送阶段
1.固定床阶段
当液体以很小的速度流经床层时，固体颗粒处于静止不动的状
态，床层高度也基本维持不变，这时的床层称固定床。
图 13－ 40中的 ab段：液体通
过床层的压力降△ p随空塔速
度 v的上升而增加，呈幂函数
关系，在双对数坐标图纸上呈
直线。
图 13－ 40中的 b点：液体滤速增
大到压力降△ p大致等于单位面积
床层重量，固体颗粒间的相对位
置略有变化，床层开始膨胀，固
体颗粒仍保持接触且不流态化。
2.流化床阶段
当液体流速大于 b点流速，床层不再维持于固定状态，颗粒被
液体托起而呈悬浮状态，且在床层各个方向流动，在床层上部有一
个水平界面，此时由颗粒所形成的床层完全处于流化态状态，这类
床层称流化床。
图 13-40中的 bc段：流化层的高度 h是随流速上升而增大，床层压
力降△ p则基本不随流速改变。 b点的流速 vmin是达到流态化的起始
速度，称临界流态化速度。临界速度值随颗粒的大小、密度和液体
的物理性质而异。
%100)1VV(k e ???
生物流化床中的载体颗粒表面有一层微生物膜，因此其流化特
性与普通的流化床不同。流化床床层的膨胀程度可以用膨胀率 K或
膨胀比 R表示,
h
hR e?
式中,v,ve－分别为固定床层
和流化床层体积。
h,he－分别为固定床层和流化
床层高度。
在生物流化床中，相同的流
速下，膨胀率随着生物膜厚度的
增加而增大，如图 13－ 41所示。
一般 K采用 50％～ 200％。
3.液体输送阶段
图 13-40中的 C点的流速 vmax称颗粒带出速度或最大流化速度。
流化床的正常操作应控制在 vmin和 vmax之间。
当液体流速提高至超过 c点后，床层不再保持流化，床层上部的界
面消失，载体随液体从流化床带出，这阶段称液体输送阶段。在水
处理工艺中，这种床称, 移动床, 或, 流动床,
三、生物流化床的类型
根据生物流
化床的供氧、脱
膜和床体结构等
方面的不同，好
氧生物流化床主
要有两类,
?两相生物流化
床
?三相生物流化
床
四、生物流化床的优缺点
1.优点
? 容积负荷高，抗冲击负荷能力强；
? 微生物活性强；
? 传质效果好；
2.缺点
? 由于生物颗粒处于流化态，对于池体和载体
的磨损较严重。
五、生物流化床的进展及应用
?载体的发展,
砂粒 颗粒活性炭 空心塑料体
?应用：主要用于高浓度有机污水的预处理和低 BOD5值的污水处
理。
? 作业,P134 1,2,3,4,5,9,11,12
第 5章 污水的好氧生物处理（一）
—— 生物膜法
内蒙古科技大学
环境工程教研室
目录
? 第一节 概述
? 第二节生物滤池
? 第三节 生物转盘
? 第四节 生物接触氧化法
? 第五节 生物流化床
第一节 概述
? 一、定义
? 二、生物膜法优缺点
? 三、生物膜法基本原理
一、定义
? 生物膜法 是通过废水同固着于载体（如滤料）
表面的微生膜接触，生物膜吸附和氧化废水中
的有机物并同废水进行物质交换，从而使废水
得到净化的过程。
图 13-1 生物膜法基本流程
二、生物膜法优缺点
1.优点
? 生物膜法对污水水质、水量的变化有较强的适应性、
管理方便，不会发生污泥膨胀。
? 微生物固着于载体表面，时代周期长较长的高级微
生物也能增殖，生物更为丰富、稳定，产生的剩余
污泥少。
2.缺点
? 生物膜载体增加系统投资。
? 由于载体材料比表面积小，故设备容积负荷有限，
空间效率较低。
? 适用于中、小水量污水的处理且污水中 SS不太高。
三、生物膜法基本原理
1.生物膜的形成
污水通过填料时，填料截留下污水中悬浮物，并
将污水中的胶体物质吸附在表面上，在有氧的条件下，
其中有机物使微生物很快得到繁殖，这些微生物又进
一步吸附污水中的悬浮物、胶体和溶解态物质，逐渐
形成生物膜。
2.生物膜净化原理
由细菌、真菌和原生、后生动物组成的絮状结构
生物膜首先吸附废水中有机物，然后以它为营养物质
进行分解合成代谢，有机物变成无机物和生物相，生
物膜老化后在二沉池形成污泥，澄清水排出池外。
第二节 生物滤池
? 一、生物滤池构造
? 二、生物滤池法的流程
? 三、生物滤池的机理
? 四、生物滤池的设计计算
? 五、生物滤池的运行及其经验
一、生物滤池构造
滤床 布水 设备
排水
系统
生物
滤池
1.滤床：由固定的滤料组成，滤料是微生物生长栖
息的场所，理想滤料应具有以下功能,
?能为微生物附着提供大量的表面积。
?使污水以液膜状态流过生物膜。
?有足够的空隙率，保证通风供氧，并且脱落的生物膜能随
水流流出滤池。
?不与微生物和污水反应。
?有一定的机械强度、价格低廉。
最早的滤料是碎石、废钢渣和焦碳等,60年代
后出现了塑料滤料，滤池由原来 1-2.5m发展到现在
10m高。
2.布水设备,
?作用：使污水均匀地分布在
整个滤床表面。
?类型：回转式布水器和固定
式喷嘴布水系统
3.排水系统,
? 作用：收集滤床流
出的处理后水和生
物膜、保证通风、
支撑滤料。
? 组成：池底、排水
假底、集水沟
1.传统式低负荷生物滤池
2.交替式二级生物滤池法
流程
由滤池 1和滤池 2串
联而成，一段时间污水先
进滤池 1再到滤池 2，过
一段时间反过来，污水先
进滤池 2再到滤池 1，这
样可以防止滤池堵塞。
二、生物滤池法的流程
初沉池 生物 滤池 二沉池 进水 出水
3.回流式生物滤池工艺
三、生物滤池的机理
1.生物滤池的工作情况
? 挂膜阶段
? 工作阶段
滤
料
厌
氧
兼
性
好
氧
附
着
水
层
流
动
水
层
O2
O2 O
2
BOD
CO2,H2O
CO2,H20
NH3,H2S
空
气
生物膜
图 4-1生物膜净化污水示意图
污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到
滤床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形
式向下渗沥，或以波状薄膜的形式向下渗流。
最后，污水到达排水系统，流出滤池。污水流
过滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着
在滤料表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，
不久，形成一层充满微生物的粘膜，称为生物
膜。这个起始阶段称为挂膜，是生物滤池的成
熟期。
挂膜阶段
? 污水流过成熟滤床时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生
物吸附、降解，从而得到净化。
? 生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物，其厚度约 2mm。在
这里，有机污染物经微生物好氧代谢而降解，终点产物是 H2O、
CO2,NH3等。
? 由于氧在生物膜表层已耗尽，生物膜内层的微生物处于厌氧状
态。在这里，进行的是有机物的厌氧代谢，终点产物是有机酸，
乙醇、醛和 H2S等。
? 由于微生物的不断繁殖，生物膜不断加厚，超过一定厚度后，
吸附有机物在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉。
此时，内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢，失去
其黏附在滤料上的性质，脱落下来随水流出滤池，滤料表面再
重新长出新的生物膜。
工作阶段
2.影响生物滤池性能的主要因素
? 滤池高度
? 负荷率
? 回流
? 供氧
（ 1）滤池高度
随着滤床深度增加，微生物
从低级趋向高级，种类逐渐
增多，生物膜量从多到少，
去除有机物的速率降低。
滤床的上层和下层相比，生物膜量、微生物种类和去
除有机物的速率均不相同。
滤床上层，污水中有机物
浓度较高，微生物繁殖速
率高，种属较低级，以细
菌为主，生物膜量较多，
有机物去除速率较高。
所以生物滤池的处理率，在一定条件下随着滤床高度的
增加而增加，在滤床高度超过某一数值后，处理效率提高慢，
在增加高度则不经济。适宜的滤床高度与污水水质有关，与
去除的污水污染物有关。
（ 2）负荷率
? 水力负荷率：以流量为准,m3（水） /m3（滤料） ·d ；
? 表面水力负荷率,m3（水） /m2·d又称平均滤率,m/d ；
? 有机负荷率：以 BOD5为准,kg（ BOD5或特定污染物质）
/m3·d。
在 低负荷 条件下，
随着滤率的提高，
污水中有机物的传
质速率加快，生物
膜量增多，滤床特
别是它的表面很容
易堵塞；
在 高负荷 条件下，
随着滤率的提高，
污水在生物滤床
中停留的时间缩
短，出水水质将
相应下降。
为解决这对矛盾，可以
采用,
?利用出水回流，既提高
滤速又改变堵塞现象。
?提高滤速，增加滤床高
度，保证出水水质。
（ 3）回流
回流 — 利用污水厂的出水，或生物滤池出水稀释进水的做
法称回流，回流水量与进水量之比叫回流比。
回流对生物滤池性能有下述影响,
?回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物滤池由低负荷率
演变为高负荷率的方法之一；
?提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭；
?当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或有害物质时，回流可
改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度；
?进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。
(4)供氧
生物滤池中，微生物所需的氧一般直接来自大气，靠自然
通风供给。影响生物滤池通风的主要因素是滤床自然拨风
和风速。自然拨风的推动力是池内温度与气温之差，以及
滤池的高度。温度差越大，通风条件越好。
?当水温较低，滤池内的温度低于水温时（夏季），池内气
流向下流动；
?当水温较高，池内温度高于气温时（冬季），气流向上流
动。
?若池内外无温度差时，则停止通风。
?正常运行的生物滤池，自然通风可以提供生物降解所需的
氧量，自然通风不能满足时，应考虑强制通风。
四、生物滤池的设计计算
1.滤床总体积
2.滤床高度
（ 1）试验计算法
?无回流
?有回流
V
V0
N
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（ 2）经验取值法
? 低负荷生物滤池,h=2m左右；
? 两级回流滤池,h=1.0-1.8m；
? 塔式生物滤池,h取 8m以上。
3.滤床面积
4.核算水力负荷
5.回转式布水器的计算
h
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A
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五、生物滤池的运行和经验
1.挂膜的方法,
?接种同步培养驯化
?异步培养驯化
2.适用范围：小城镇、边远地区；工业废水；含
醛类、氰、酚、丙烯腈等有毒污染物的废水。
第三节 生物转盘
? 一、生物转盘的构造和净化机理
? 二、生物转盘的设计计算
? 三、生物转盘的进展和应用
一、生物转盘的构造和净化机理
图 13-21 生物转盘构造及工作示意图
生物膜
废水 BOD
O2 O2
CO2 CO2
进
水
出
水
转动抽
废水处理槽
转盘
二、生物转盘的设计计算
1.转盘总面积
2.转盘结构设计
? 盘片：平板或波纹板，材质为聚乙烯硬质塑料、玻璃钢、
铝合金等，直径 D=2.0-3.6m，厚度 1-5mm。
? 盘片间距：进水段 25-35mm，出水段 10-20mm。
? 盘片周边与反应槽内壁的距离,0.1D，不小于 150mm。
? 转轴中心与水面距离不小于 150mm。
? 转盘侵湿率 40-45%
? 转盘转速,0.8-3.0r/min,15-18m/min
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三、生物转盘的进展和应用
1.发展：用空气驱动的生物转盘、与沉淀池合建
的生物转盘、与曝气池合建的生物转盘、藻类转
盘等。
2.应用：在我国主要用于处理工业废水。
3.优点：动力消耗低、抗冲击负荷能力强、无需
回流污泥、管理运行方便。
4.缺点：占地面积大、散发臭气、在寒冷地区需
作保温处理。
第四节 生物接触氧化法
? 一、概述
? 二、生物接触氧化池的构造
? 三、生物接触氧化池的设计计算
一、概述
图 13-32 生物接触氧化法基本流程示意图
进水 出水
初次沉淀池 生物接触氧化池 二次沉淀池
排泥
二、生物接触氧化池的构造
图 13-34 接触氧化池构造示意图
稳定水层 空气
进水
进水装置
排泥
布气装置
格栅支架
填料
出水
出水渠
池体
三、生物接触氧化池的设计计算
1.生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）
2.生物接触氧化池的总面积 A和座数 n
3.池深 h
V
e0V
N
)SS(qV ??
0h
VA?
1A
An?
3210 hhhhh ????
4.有效停留时间 t
5.空气量 D和空气管道系统计算（同活性污泥法）
Vq
vt?
V0qDD ?
第五节 生物流化床
? 一、生物流化床技术
? 二、流态化原理
? 三、生物流化床的类型
? 四、生物流化床的优缺点
? 五、生物流化床的进展
一、生物流化床技术
? 生物流化床技术,借助流体（液体、气体）使
表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈
流化态，同时进行去除和降解有机污染物的生
物膜法处理技术。
二、流态化原理
图 13-38生物流化床示意图
压差计
△ P
出水管
液 体
分布板
进水管
当液体流过床层
时，随着流体流速
的不同，床层会出
现三种不同的状态,
1.固定床阶段
2.流化床阶段
3.液体输送阶段
1.固定床阶段
当液体以很小的速度流经床层时，固体颗粒处于静止不动的状
态，床层高度也基本维持不变，这时的床层称固定床。
图 13－ 40中的 ab段：液体通
过床层的压力降△ p随空塔速
度 v的上升而增加，呈幂函数
关系，在双对数坐标图纸上呈
直线。
图 13－ 40中的 b点：液体滤速增
大到压力降△ p大致等于单位面积
床层重量，固体颗粒间的相对位
置略有变化，床层开始膨胀，固
体颗粒仍保持接触且不流态化。
2.流化床阶段
当液体流速大于 b点流速，床层不再维持于固定状态，颗粒被
液体托起而呈悬浮状态，且在床层各个方向流动，在床层上部有一
个水平界面，此时由颗粒所形成的床层完全处于流化态状态，这类
床层称流化床。
图 13-40中的 bc段：流化层的高度 h是随流速上升而增大，床层压
力降△ p则基本不随流速改变。 b点的流速 vmin是达到流态化的起始
速度，称临界流态化速度。临界速度值随颗粒的大小、密度和液体
的物理性质而异。
%100)1VV(k e ???
生物流化床中的载体颗粒表面有一层微生物膜，因此其流化特
性与普通的流化床不同。流化床床层的膨胀程度可以用膨胀率 K或
膨胀比 R表示,
h
hR e?
式中,v,ve－分别为固定床层
和流化床层体积。
h,he－分别为固定床层和流化
床层高度。
在生物流化床中，相同的流
速下，膨胀率随着生物膜厚度的
增加而增大，如图 13－ 41所示。
一般 K采用 50％～ 200％。
3.液体输送阶段
图 13-40中的 C点的流速 vmax称颗粒带出速度或最大流化速度。
流化床的正常操作应控制在 vmin和 vmax之间。
当液体流速提高至超过 c点后，床层不再保持流化，床层上部的界
面消失，载体随液体从流化床带出，这阶段称液体输送阶段。在水
处理工艺中，这种床称, 移动床, 或, 流动床,
三、生物流化床的类型
根据生物流
化床的供氧、脱
膜和床体结构等
方面的不同，好
氧生物流化床主
要有两类,
?两相生物流化
床
?三相生物流化
床
四、生物流化床的优缺点
1.优点
? 容积负荷高，抗冲击负荷能力强；
? 微生物活性强；
? 传质效果好；
2.缺点
? 由于生物颗粒处于流化态，对于池体和载体
的磨损较严重。
五、生物流化床的进展及应用
?载体的发展,
砂粒 颗粒活性炭 空心塑料体
?应用：主要用于高浓度有机污水的预处理和低 BOD5值的污水处
理。
? 作业,P134 1,2,3,4,5,9,11,12
