生物流化床技術起始于20世紀70年代初，是一種新型的生物膜法工藝，生物流化床將普通的活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點有機結合在一起，并引入化工領域的流化技術處理有機廢水。生物流化床是以微粒狀填料如砂、活性炭、焦炭、多孔球等作為微生物載體，將空氣(或氧氣)、廢水同時泵入反應器，使載體處于流化狀態(tài)，反應器內固、液、氣充分傳質、混合，污水充氧和載體流化同時進行，通過載體表面上不斷生長的生物膜吸附、氧化 并分解廢水中的有機物，顆粒之間劇烈碰撞，生物膜表面不斷更新，微生物始終處于生長旺盛階段，高效地對廢水中污染物進行生物降解。
容積負荷高，占地面積小
由于BFB采用顆粒、甚至粉末填料，比表面積大，故流化床內能維持極高的微生物量(40-50g/l);由于生物膜表面不斷更新，微生物始終處于高活性狀態(tài)，加之良好的傳質條件，廢水中的基質在反應器中與均勻分散的生物膜充分接觸而被快速降解去除。BFB容積負荷可高達6-10kgBOD/m3.d，是一般活性污泥法高10,20倍。
耐沖擊負荷能力強，能適應各種污水
在BFB中，污水和填料之間充分循環(huán)流動、傳質混合，使反應器具有極大的稀釋擴散能力，廢水進入反應器后被迅速地混合和稀釋;BFB生物膜更新速度快，使其保持著良好的生物活性，廢水中的基質在反應器中與均勻分散的生物膜充分接觸而被迅速降解而被稀釋，從而對負荷突然變化的影響起到緩沖作用;微生物主要以生物膜形式存在，對原水中毒性物質抵抗能力強，從而使系統(tǒng)具有很強的抗沖擊復合能力，當出現沖擊負荷時，COD去除率開始可能會下降，但很快就恢復正常，通常情況下不需要設調節(jié)池。
氧傳質效率高:
氧是一種難溶性氣體，其從氣相向液相轉移過程中，傳質阻力主要來自于液膜，液膜厚度是氧向水相轉移的主要限制因素，BFB通過填料對氣體切割，大氣泡被切割成無數的小氣泡或微小氣泡，增加接觸比表面積，延長氣體在水相停留時間，明顯壓縮液膜和氣膜厚度，大大提高氧船只效率;和普通接觸氧化生物膜相比，BFB載體表面的生物膜較薄，有利于氧氣和有機物等的傳質，提高氧利用率;和活性污泥法相比，載體的投加降低反應器懸浮污泥濃度和粘度，使系統(tǒng)氧轉化效率提高。在正常的載體填充量范圍內，隨著載體填充量及生物濃度增加微生物耗氧速率加快，可隨氧氣向水中的傳遞系數增大得到補償，避免由于生物濃度增加而造成好氧廢水生物處理中溶解氧不足的不利影響。但如果填料投放量過大，填料在水中流化效果差，紊動程度也降低，使得氧傳遞速率下降，氧利用率降低，加上填料本身對水中溶解氧的有一定吸附作用，這會造成水中溶解氧減少。
生物膜厚度可控，系統(tǒng)更穩(wěn)定:
BFB可通過曝氣量控制填料剪切力，而控制生物膜厚度，而接觸氧化生物膜厚度不可控;
BFB結合了載體的流化機理、吸附機理、生物化學機理，將傳統(tǒng)的活性污泥法和生物膜法優(yōu)勢結合起來，使系統(tǒng)既具有接觸氧化法高生物量和微生物活性、高容積負荷、強抗沖擊負荷能力、占地面積小，又具有活性污泥法的高傳質效率，系統(tǒng)穩(wěn)定，同時還具有氧轉化效率高，生物膜厚度可控等優(yōu)點，可適應不同濃度，不同種類的污水處理。
BFB始于70年代初，推廣遠不如活性污泥和接觸氧化，原因在于其自身的一些瓶頸問題:如能耗大，雖然氧傳質效率高，但曝氣不僅是要生物降解提供溶氧，還必須保持載體流化狀態(tài);流化床內部的流態(tài)化特性十分復雜，對其流體力學特征研究嚴重不足，給放大設計造成了困難;泥水分離靠重力作用，載體易流失，出水水質較差。
最大問題還是在于流化本身，載體在反應器內，依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài)， 其床體膨脹行為、載體顆粒特征、反應器中流體力學特征等，對反應器設計和運行關系重大，否則就會出現填料堆積、局部流化不均等問題。目前 對表征流化床性能的反應器流體力學混合特征、傳遞特征，反應器布氣、三相分離、導流區(qū)、膨脹特征、流化填料及掛膜特征、操作系統(tǒng)優(yōu)化控制等參數研究不足，設備設計放大的基本參數嚴重不足，實際工程設計時還必須通過大量試驗來優(yōu)化反應器的構造和水力特性，降低能耗。這嚴重限制了BFB在污水處理領域的應用。
從池體結構上看，目前BFB主要包括圓筒式、錐筒式、導流筒式、逆導流筒式、側循環(huán)式、外循環(huán)式等。其中導流筒式流化床(或稱內循環(huán)流化床)是應用較為廣泛的生物流化床結構，它在傳統(tǒng)三相流化床內設置了導流筒，提高了反應器內反應介質的混合程度，目前，對其流體力學特征研究較為深入，近年來，已有生活污水、印染廢水等領域成功的工程案例，但導流筒式流化床結構十分復雜，必須要在工廠預先加工，其加工、運輸、安裝等均存在一定難度，這在一定程度上也限制了BFB在污水處理中應用。
解決BFB流化問題，關鍵在載體，載體生物膜的核心，也是生物流化床工藝運行的關鍵，
優(yōu)良的BFB載體，必須具備良好的生物相容性有利于生物膜附著;化學穩(wěn)定性，能夠抵抗廢水和微生物的侵蝕，不溶出有害物質;還必須具有良好的水利學特性、足夠的機械強度、表面粗糙、比表面積大、孔徑分布合理、成本低廉等。
載體比表面積決定反應器生物量，是BFB運行效率的重要參數，比表面積與載體的粒徑和表面粗糙度有關，粒徑愈小，比表面積愈大，表面多孔粗糙載體比表面積比相同粒徑的實心載體大，從這個意義上說，載體粒徑越小，其生化處理效率越高。
載體的流化特征決定反應器混合傳質效率，載體的流化動力與載體密度和粒徑有關，密度和粒徑越大，流化所需動力大，導致運行費用高;密度和粒徑越小，球形度越好的載體，其動力學特征越接近活性污泥，流化所需動力越小，而且可以降低水力剪切力，有利于載體的掛膜。從這個意義上說，載體粒徑越小，密度越低，其混合傳質效率越高，只要載體比重接近廢水，其粒徑足夠小，反應器流體力學特征就可以接近于活性污泥，反應器設計就無需及其復雜的結構，而采用普通活性污泥池取而代之。
小粒徑和密度載體，雖然解決了反應器流化、能耗等問題，但載體掛膜后易隨出水流失，出水水質較差，固液分離成為小粒徑和密度載體BFB應用瓶頸。
二、膜生物反應器優(yōu)缺點:
膜生物反應器是將膜分離技術與活性污泥工藝相結合的污水處理工藝，由于MBR采用膜分離系統(tǒng)，固液分離效率高，無需二沉池，出水懸浮物和濁度接近零;微生物完全保留在反應器中，實現了反應器水力停留時間( HRT) 和污泥齡(SRT) 的完全分離，無污泥膨脹的風險，和普通活性污泥法相比，其運行控制更加靈活、穩(wěn)定;由于運行過程中排泥少，微生物濃度高，有機物分解效率高，降低了F/ M 值(kgBOD5/(kgMLSS.d)，使系統(tǒng)耐沖擊負荷，特別是針對難降解有機物，由于污泥吸附和膜截留作用，強化氧化分解;膜的截留能將世代時間長、增值緩慢的硝化菌截留在反應器中，減弱了異養(yǎng)菌與硝化菌對溶解氧的競爭，提高了硝化效率;系統(tǒng)占地面積小，工藝設備集中，可采用PLC 控制，可實現全程自動化控制。 MBR主要問題是膜污染和能耗高。
膜污染縮短了膜的使用壽命，提高運行成本;
MBR工藝中，曝氣不僅要保持活性污泥的充分傳質混合、為生物降解提供溶解氧，還需要保持穩(wěn)定的膜驅動壓力，以減緩膜污染，而后者所需的曝氣動力遠大于前者，而且MBR中 ML SS高，粘度大，水中氧的傳質效果差，必須加大曝氣量以滿足要求，MBR要求的氣水比往往為25:1以上，有時甚至高達40:1，造成運行過程中能耗大，成本高。
三、膜生物流化床工藝:
膜生物流化床是將膜分離技術與流化床工藝相結合的一項新型污水處理工藝，它既保留了普通膜生物反應器固液分離效率高、反應器設計簡單、產泥量少優(yōu)點，而載體的投加使著生微生物(生物膜)遠大于懸浮態(tài)微生物量(活性污泥)，從而降低混合液粘度，大大提高反應器氧轉化效率;載體可吸附EPS(胞外聚合物)，使懸浮液中EPS 濃度的減小，從而減緩膜污染，延長膜組件的反沖洗周期，提高膜的使用壽命。膜生物流化床也保留了生物流化床生物量大、容積負荷率高，耐沖擊負荷能力強、氧轉化效率高的優(yōu)點，由于采用粒徑和比重小的載體，其流體力學特征就可以接近于活性污泥，因此和普通的BFB相比，反應器結構簡單、能耗小;由于載體比表面積大，反應器生物量更大、生物多樣性更高，更有利于提高生化反應效率;由于采用膜分離系統(tǒng)，徹底解決了BFB載體流失、出水水質差的問題。 MBFB主要優(yōu)點:
容積負荷率高、耐沖擊負荷能力強
由于采用高比表面積載體，生物量大;反應器中載體之間充分傳質混合，摩擦碰撞，活力高，載體表面的老化生物膜及時脫落可保持微生物的較高活性，解決了MBR 中由于長泥齡的維持而致污泥活性逐步降低的問題，提高了生物反應器的降解效率;載體、污泥間傳質混合，使污水在反應器中很快的到稀釋降解，使反應器容積負荷率高、耐沖擊負荷能力強。
出水水質好，不存在載體流失
由于采用膜分離系統(tǒng)，出水SS和濁度幾乎為零，載體也不會因為排泥而流失。 膜的截留在有效提高流化床
中的污泥濃度的同時而不需要考慮混合液的泥水分
離效果會影響出水水質。
硝化效率高，具有反硝化脫氮功能
載體的導入和膜的截留能將世代時間長、增值緩慢的硝化菌截留在反應器中，而具有吸附氨氮功能的特種載體應用，強化硝化細菌的生長，減弱了異養(yǎng)菌與硝化菌對溶解氧的競爭，提高了硝化效率。載體表面按好氧層、缺氧層、厭氧層依次分層的生物膜結構，增加了反應器中的缺氧和厭氧的體積，為反應器中同步硝化反硝化的進行提供了條件。
針對低濃度有機物，降解更徹底
對于低濃度有機廢水，由于活性污泥濃度過低，容易解絮，懸浮污泥不易沉降，不適合采用活性污泥法處理，保持一定生物量和強化微生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)功能是低濃度有機廢水處理的關鍵，MBFB中膜的截留作用和載體生物膜功能使系統(tǒng)能維持一定生物量;載體對有機物、微生物和溶氧的吸附，提高載體-液界面基質濃度，使反應器中形成大量以載體為核心的有機物(底物)、微生物(反應主體)和溶氧(電子受體)富集區(qū)，形成局部生物氧化分解高效反應系統(tǒng)，有利于微生物獲得底物和氧氣，促進微生物對微量有機物快速分解，同時載體的吸附作用有利于生物膜的穩(wěn)定性;載體的存在為原生動物、后生動物提供很好的附著條件，使系統(tǒng)食物鏈長，營養(yǎng)級增加，原生動物會捕食游離細菌，后生動物捕食原生動物，每一級的能量傳遞過程都會有能量損耗，使系統(tǒng)有機物降解的更加徹底，同時降低剩余污泥，減少游離微生物，對減少膜污染、維持膜通量穩(wěn)定性有一定幫助。
氧傳質效率高，能耗低
載體的加入降低了活性污泥的粘度，有利于氧氣高效傳質;曝氣的作用下，填料條件下，載體在反應器內流化，對氣泡有切割作用，大氣泡被切割成無數的小氣泡或微小氣泡，加大了氣液的接觸面積，從而提高了體積傳質系數，對氧的傳遞也起著促進作用;載體表面的生物膜較薄,有利于氧氣和有機物等的傳質;MBFB中采用低粒徑、低密度的輕質粉末材料，無需強烈曝氣即可實現系統(tǒng)流化，故能耗遠低于普通MBR和BFB工藝;懸浮微生物濃度較低,減小了MBR 中通過加大曝氣量來解決MBR 中ML SS高傳質較差而消耗的能量。
大大減緩膜污染，降低膜更換頻率
由于載體的投加和掛膜，反應器中附著性微生物濃度遠大于懸浮微生物濃度，降低了混合液的粘度;載體的吸附作用使懸浮液中EPS(胞外聚合物) 的含量減少，降低EPS或其他可溶性有機物對膜污染;反應器中載體的流態(tài)化使得載體之間、載體和膜組件之間互相摩擦，沖刷膜組件，抑制膜組件表面沉積層的形成;載體的掛膜增大了混合液中污泥的粒徑，解決了MBR 隨著運行時間的延長，污泥粒徑逐漸減小，膜污染加重的問題。從而減緩膜污染，延長膜組件的反沖洗周期，提高膜的使用壽命。
結構簡單，投資和運行費用低
由于系統(tǒng)采用小粒徑、低密度粉末載體材料，在反應器中流體力學特征接近于活性污泥，反應器設計就無需極其復雜的結構，而采用普通活性污泥池即可，投資費用大大降低;反應器中載體的流化無需強烈曝氣和推流，而載體投加降低了反應器中懸浮物粘度，提高氧傳質轉化效率，運行費用也大大降低。
四、MBFB適應性:
MBFB適應性強，可處理高、中、低濃度有機廢水，也可適應有毒廢水、可生化性差的廢水，特別是針對低濃度有機廢水MBFB具有獨特優(yōu)勢。MBFB反應器中，載體和懸浮污泥并存，隨著原水COD降低，懸浮污泥濃度越來越低，原水COD降至100mg/l以下時，反應器中生物量以載體生物膜為主，這種反應器稱為生物流化粉末反應器(bio-fluidized powder reactor，簡稱MBFPR)，MBFPR是MBFB的一種特殊形式，
MBFPR主要針對低濃度有機廢水，主要用于:
工業(yè)水回用
目前我國中水回用主要用于生活雜用水和景觀水補給，其標準略有差異，但工業(yè)水如果僅用于園林綠化澆灌、沖洗廁所、景觀水池補給等用途，用量太少，不能滿足減排要求，必須要進行深度處理，以滿足部分工業(yè)用水，如清洗用水的要求。
一般工業(yè)水排放標準為COD110mg/l，通過深度處理，將COD降至50mg/l，甚至20mg/l以下，對工業(yè)水回用是十分有利的，采用MBFPR工藝，能充分滿足這一要求。 RO預處理
RO系統(tǒng)能否正常運行，瓶頸在于膜污染控制，其核心在于原水與處理技術，若無合適的預處理技術，反滲透系統(tǒng)就無法達到高產率、高效率，無法延長膜壽命，降低操作費用。 RO預處理主要目標是除去原水中懸浮物、膠體化合物和可溶性有機物，而傳統(tǒng)的反滲透系統(tǒng)預處理流程主要為絮凝、沉淀、砂濾、多介質過濾、活性碳過濾、超濾等，這些工藝能有效除去原水中懸浮物、膠體化合物，但對可溶性小分子有機物，去除率甚低，而原水中小分子有機物是RO膜重要污染源，嚴重影響RO壽命。MBFPR工藝專門針對原水中低濃度小分子有機物，能將原水COD降至20mg/l以下;采用MBFPR工藝，只是在污水增加微絮凝AFF過濾，而后通過MBFPR，產水直接進RO，省去了砂濾、多介質過濾、活性碳過濾、超濾等過程，使RO預處理工藝流程變得簡單、流暢，投資和運行費用也有一定節(jié)省。
絮凝劑
原水 沉淀池 多介質過濾 活性炭過濾 超濾 RO
傳統(tǒng)RO預處理工藝流程
絮凝劑
AFF微絮凝過濾 MBFPR RO 原水
新型RO預處理工藝流程
該預處理工藝優(yōu)點:
工藝簡單、流暢;
能有效除去原水中小分子可溶性有機物，延長RO使用壽命
投資和運行費用低
占地面積小
五、MBFB工藝核心技術:
粉末載體技術
膜分離技術
震蕩推流曝氣技術
不同增氧機動力效率:羅茨風機加曝氣盤:2.1kgO2/kw.h
射流式:0.8-1 kgO2/kw.h
水車式:1.0-1.5 kgO2/kw.h
葉輪式:1.2-2 kgO2/kw.h
噴水式:1.0 kgO2/kw.h
