一、基本原理

　　固定化高效微生物技術(shù)（G-BAF）是將固定化微生物技術(shù)與傳統(tǒng)生物濾池工藝有機(jī)結(jié)合，并吸收二者的優(yōu)點(diǎn)，使其成功應(yīng)用于高氨氮、高COD、高毒性廢水的處理。G-BAF技術(shù)吸收了傳統(tǒng)生物濾池（BAF）的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)傳統(tǒng)生物濾池水頭損失大，反沖洗頻繁，運(yùn)行控制較為復(fù)雜的缺陷，研制大孔網(wǎng)狀功能化懸浮載體，大幅度降低了水頭損失，不用反沖洗，優(yōu)化和簡(jiǎn)化了運(yùn)行控制的復(fù)雜程度；同時(shí)將高效微生物和固定化技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造厭氧-兼氧-好氧集成微環(huán)境，形成有利于脫氮菌群的微環(huán)境，選擇性地篩選脫氮優(yōu)勢(shì)菌并將之固定化于比表面大、生物相容性好、親水性強(qiáng)和機(jī)械性能優(yōu)良的高分子載體，可使高活性脫氮菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，提高微生物對(duì)游離氨毒性的耐受性，促進(jìn)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(jié)合生物濾池工藝，通過接種不同高效菌種，根據(jù)廢水水質(zhì)特點(diǎn)和污染物中有機(jī)物的具體組分，使各種特異性微生物依據(jù)污染物的降解次序順序排列。微生物在反應(yīng)器中呈現(xiàn)分級(jí)和分群現(xiàn)象，各種微生物處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定和適宜的大環(huán)境中，為降解各種污染物創(chuàng)造了較為優(yōu)化的條件，可有效提高目標(biāo)污染物的降解效果。G-BAF系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，空氣上升時(shí)與載體中的大孔反復(fù)多次碰撞、切割，并被好氧微生物快速吸收反應(yīng)，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(yīng)，進(jìn)入載體內(nèi)部的氧氣逐漸減少直至氧氣消耗完畢，這樣使每一個(gè)載體內(nèi)部生成良好的缺氧區(qū)、兼氧區(qū)和好氧區(qū)，使得載體的內(nèi)部形成無數(shù)個(gè)微型的硝化和反硝化反應(yīng)器，因而可在同一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)發(fā)生氨氧化、硝化和反硝化聯(lián)合作用，有力的保證了氨氮的高效去除和總氮的消減，同時(shí)節(jié)約反硝化脫氮所需的堿度和有機(jī)物。

　　工藝流程首先根據(jù)污水進(jìn)水水質(zhì)情況，確定是否對(duì)進(jìn)水進(jìn)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(jìn)入G-BAF池進(jìn)行生物處理，根據(jù)水質(zhì)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(guān)鍵技術(shù)

固定化微生物技術(shù)

　　四、水污染防治效果

　　目前以該技術(shù)為基礎(chǔ)，已建成特種工業(yè)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(xiàng)目均運(yùn)行良好，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

　　五、技術(shù) >
　?。?）一種制備聚氨脂基生物固定化載體的工藝

　?。?）聚氨酯基生物固定化載體及污水處理方法

　　六、技術(shù)創(chuàng)新

　　固定化微生物技術(shù)（G-BAF）是北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院十幾年來研發(fā)的針對(duì)高氨氮、難降解的有機(jī)廢水及河流污水的生物處理工藝。該技術(shù)將固定化微生物技術(shù)與傳統(tǒng)生物濾池工藝有機(jī)結(jié)合，并吸收二者的優(yōu)點(diǎn)，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(shù)等，使其成功應(yīng)用于高氨氮、高COD、難降解有機(jī)廢水及河道污水的處理，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外污水生物處理的多項(xiàng)空白，綜合技術(shù)水平達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　技術(shù)創(chuàng)新主要有以下兩點(diǎn)：

　　（1）利用分子生物學(xué)的手段強(qiáng)化、篩選的自然微生物，可降解一系列對(duì)于天然細(xì)菌有毒性的難降解化合物，并復(fù)合了纖維素酶、半纖維素酶、蛋白質(zhì)水解酶、淀粉酶及雜環(huán)物質(zhì)降解催化酶等酶制劑，故比自然微生物有更強(qiáng)的針對(duì)性與適應(yīng)性。細(xì)菌含量可達(dá)50億個(gè)/g。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　?、偻ㄟ^降解一些具有惡臭的有機(jī)物及含硫化合物，從而控制處理過程中產(chǎn)生的氣味

　　②無毒無腐蝕性，可降解一系列對(duì)于天然細(xì)菌有毒性的難降解化合物，對(duì)有機(jī)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(zhǎng)

　?、芸捎行Ы鉀Q處理過程中的COD反彈

　?、莺邢趸梢匀コ齆H3-N

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

　?、咻^好的pH值適應(yīng)范圍（6.0~9.0）

　?、嗍褂?、運(yùn)輸及儲(chǔ)存均安全

　　⑨污泥生成量少，不產(chǎn)生污泥膨脹的危害，能保證出水水質(zhì)

　　（2）使用帶有反應(yīng)性基團(tuán)的、大孔網(wǎng)狀、互慣型、親水性功能高分子材料。通過離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵等結(jié)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(shè)計(jì)，提高傳質(zhì)速度和生物負(fù)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(huán)境。載體孔結(jié)構(gòu)的屏蔽效應(yīng)可提高系統(tǒng)的耐沖擊性和運(yùn)行穩(wěn)定性。

　　優(yōu)點(diǎn)：

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

　?、诟叻肿泳W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，機(jī)械性能和化學(xué)性能優(yōu)良，使用壽命長(zhǎng)，耐磨損，性能穩(wěn)定

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

　?、苓m合好養(yǎng)、厭氧及兼性厭氧菌生長(zhǎng)繁殖，擴(kuò)大了微生物菌群，擴(kuò)展了處理不同污水水質(zhì)范圍

　　⑤使用簡(jiǎn)單，成本經(jīng)濟(jì)，一次投入可長(zhǎng)期使用，降低了污水處理的運(yùn)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(dǎo)和馴化出對(duì)難降解有機(jī)物有特異性的特殊菌群，使微生物依據(jù)有機(jī)物的降解速度和次序分級(jí)排列，實(shí)現(xiàn)難降解有機(jī)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(huán)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(shù)，微生物不易脫落，既提高了生物濃度，又避免了堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，可省去二沉池，大大簡(jiǎn)化了工藝流程，使操作管理更加簡(jiǎn)便和科學(xué)，易于控制。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　①采用高效專用微生物，對(duì)難降有機(jī)物的降解速度快

　?、谏锪扛撸磻?yīng)速度快，出水水質(zhì)好

　?、酆醚鹾蛥捬醴磻?yīng)同時(shí)進(jìn)行，微生物呈現(xiàn)分層和分群的現(xiàn)象

　?、苌镦滈L(zhǎng)，污泥量極少，除臭

　?、莶恍桀l繁反沖洗

　?、藁ㄍ顿Y、運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)工藝低30%以上，占地面積省50%以上

　　⑦可與其他工藝實(shí)現(xiàn)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(jī)污水處理、高氨氮污水處理和河道治理。

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