一、基本原理

　　固定化高效微生物技術（G-BAF）是將固定化微生物技術與傳統生物濾池工藝有機結合，并吸收二者的優點，使其成功應用于高氨氮、高COD、高毒性廢水的處理。G-BAF技術吸收了傳統生物濾池（BAF）的優勢，針對傳統生物濾池水頭損失大，反沖洗頻繁，運行控制較為復雜的缺陷，研制大孔網狀功能化懸浮載體，大幅度降低了水頭損失，不用反沖洗，優化和簡化了運行控制的復雜程度；同時將高效微生物和固定化技術相結合，創造厭氧-兼氧-好氧集成微環境，形成有利于脫氮菌群的微環境，選擇性地篩選脫氮優勢菌并將之固定化于比表面大、生物相容性好、親水性強和機械性能優良的高分子載體，可使高活性脫氮菌成為優勢菌群，提高微生物對游離氨毒性的耐受性，促進同步硝化反硝化。

　　二、工藝流程

　　在G-BAF中投加占曝氣池有效容積50-60%的大孔生物載體，將高效微生物固定其上。結合生物濾池工藝，通過接種不同高效菌種，根據廢水水質特點和污染物中有機物的具體組分，使各種特異性微生物依據污染物的降解次序順序排列。微生物在反應器中呈現分級和分群現象，各種微生物處于一個相對穩定和適宜的大環境中，為降解各種污染物創造了較為優化的條件，可有效提高目標污染物的降解效果。G-BAF系統在運行過程中，空氣上升時與載體中的大孔反復多次碰撞、切割，并被好氧微生物快速吸收反應，從而提高了空氣的利用率。隨著氧氣的碰撞、切割和吸收反應，進入載體內部的氧氣逐漸減少直至氧氣消耗完畢，這樣使每一個載體內部生成良好的缺氧區、兼氧區和好氧區，使得載體的內部形成無數個微型的硝化和反硝化反應器，因而可在同一個反應器中同時發生氨氧化、硝化和反硝化聯合作用，有力的保證了氨氮的高效去除和總氮的消減，同時節約反硝化脫氮所需的堿度和有機物。

　　工藝流程首先根據污水進水水質情況，確定是否對進水進行初步處理，一般處理方式有過濾、沉淀等。初步處理后的污水由提升泵提升進入G-BAF池進行生物處理，根據水質情況確定投加碳源和曝氣量。由于固定化微生物具有過濾作用，因此可省去二次沉淀池，生物處理后出水可直接排放。

　　三、關鍵技術

固定化微生物技術

　　四、水污染防治效果

　　目前以該技術為基礎，已建成特種工業廢水處理工程60多座，處理總水量180000噸/天；建成生活污水、河湖微污染水治理工程8座，處理水量200000噸/天。已建項目均運行良好，出水水質達標。

　　五、技術 >
　　（1）一種制備聚氨脂基生物固定化載體的工藝

　　（2）聚氨酯基生物固定化載體及污水處理方法

　　六、技術創新

　　固定化微生物技術（G-BAF）是北京大學環境科學與工程學院十幾年來研發的針對高氨氮、難降解的有機廢水及河流污水的生物處理工藝。該技術將固定化微生物技術與傳統生物濾池工藝有機結合，并吸收二者的優點，采用的高效微生物、生物酶制劑以及生物活性分子載體固定化技術等，使其成功應用于高氨氮、高COD、難降解有機廢水及河道污水的處理，填補了國內外污水生物處理的多項空白，綜合技術水平達國際領先水平。

　　技術創新主要有以下兩點：

　　（1）利用分子生物學的手段強化、篩選的自然微生物，可降解一系列對于天然細菌有毒性的難降解化合物，并復合了纖維素酶、半纖維素酶、蛋白質水解酶、淀粉酶及雜環物質降解催化酶等酶制劑，故比自然微生物有更強的針對性與適應性。細菌含量可達50億個/g。

　　優點：

　　①通過降解一些具有惡臭的有機物及含硫化合物，從而控制處理過程中產生的氣味

　　②無毒無腐蝕性，可降解一系列對于天然細菌有毒性的難降解化合物，對有機物降解速度是普通活性污泥的100倍

　　③在好氧及缺氧條件下均可生長

　　④可有效解決處理過程中的COD反彈

　　⑤含有硝化菌可以去除NH3-N

　　⑥較寬的溫度適應范圍（5~55℃），可提高廢水場冬季生物活性，保證處理效果，故可在高寒地區使用

　　⑦較好的pH值適應范圍（6.0~9.0）

　　⑧使用、運輸及儲存均安全

　　⑨污泥生成量少，不產生污泥膨脹的危害，能保證出水水質

　　（2）使用帶有反應性基團的、大孔網狀、互慣型、親水性功能高分子材料。通過離子鍵、共價鍵、氫鍵等結合方式將微生物和酶固定在載體上，防止微生物尤其是酶的流失，并通過大孔設計，提高傳質速度和生物負載量，可大大提高污染物降解速度，并自然形成厭氧、缺氧和好氧的微環境。載體孔結構的屏蔽效應可提高系統的耐沖擊性和運行穩定性。

　　優點：

　　①吸水密度接近水，在水中呈流化狀態，孔隙度高（98%），比表面積大（120m2/g），固定生物菌能力強

　　②高分子網狀結構，機械性能和化學性能優良，使用壽命長，耐磨損，性能穩定

　　③生物菌負載量大，平均可達60g/L，是傳統生物處理工藝的10~20倍，增加污水處理量1倍以上

　　④適合好養、厭氧及兼性厭氧菌生長繁殖，擴大了微生物菌群，擴展了處理不同污水水質范圍

　　⑤使用簡單，成本經濟，一次投入可長期使用，降低了污水處理的運行成本

　　（3）固定化微生物—高效微生物濾池（G-BAF）

　　G-BAF通過生物活性高分子載體固定、誘導和馴化出對難降解有機物有特異性的特殊菌群，使微生物依據有機物的降解速度和次序分級排列，實現難降解有機物的高效去除；高分子載體能夠提供適宜微生物生存的微環境，提高微生物的耐毒性能，和游離微生物相比，固定化微生物的耐毒性能可提高10倍以上。由于采用固定化技術，微生物不易脫落，既提高了生物濃度，又避免了堵塞現象的發生，可省去二沉池，大大簡化了工藝流程，使操作管理更加簡便和科學，易于控制。

　　優點：

　　①采用高效專用微生物，對難降有機物的降解速度快

　　②生物量高，反應速度快，出水水質好

　　③好氧和厭氧反應同時進行，微生物呈現分層和分群的現象

　　④生物鏈長，污泥量極少，除臭

　　⑤不需頻繁反沖洗

　　⑥基建投資、運行費用比傳統工藝低30%以上，占地面積省50%以上

　　⑦可與其他工藝實現組合

　　七、適用范圍

　　適合于各種生化法污水處理工程，包括高難度有機污水處理、高氨氮污水處理和河道治理。

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