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)生物濾池工藝有機結(jié)合，并吸收二者的優(yōu)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(shù)吸收了傳統(tǒng)生物濾池（BAF）的優(yōu)勢，針對傳統(tǒng)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(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(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(yōu)良的高分子載體，可使高活性脫氮菌成為優(yōu)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(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)特點和污染物中有機物的具體組分，使各種特異性微生物依據(jù)污染物的降解次序順序排列。微生物在反應器中呈現(xiàn)分級和分群現(xiàn)象，各種微生物處于一個相對穩(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，可有效提高目標污染物的降解效果。G-BAF系統(tǒng)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(nèi)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(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(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，同時節(jié)約反硝化脫氮所需的堿度和有機物。
工藝流程首先根據(jù)污水進水水質(zhì)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(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，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。已建項目均運行良好，出水水質(zhì)達標。
五、技術(shù)
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?。?）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(shù)創(chuàng)新
固定化微生物技術(shù)（G-BAF）是北京大學環(huán)境科學與工程學院十幾年來研發(fā)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(shù)將固定化微生物技術(shù)與傳統(tǒng)生物濾池工藝有機結(jié)合，并吸收二者的優(yōu)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(shù)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(nèi)外污水生物處理的多項空白，綜合技術(shù)水平達國際領先水平。
技術(shù)創(chuàng)新主要有以下兩點：
?。?）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(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的針對性與適應性。細菌含量可達50億個/g。
優(yōu)點：
?、偻ㄟ^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(chǎn)生的氣味
?、跓o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
?、墼诤醚跫叭毖鯒l件下均可生長
④可有效解決處理過程中的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(qū)使用
?、咻^好的pH值適應范圍（6.0~9.0）
⑧使用、運輸及儲存均安全
?、嵛勰嗌闪可?，不產(chǎn)生污泥膨脹的危害，能保證出水水質(zhì)
（2）使用帶有反應性基團的、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，并通過大孔設計，提高傳質(zhì)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(huán)境。載體孔結(jié)構(gòu)的屏蔽效應可提高系統(tǒng)的耐沖擊性和運行穩(wěn)定性。
優(yōu)點：
?、傥芏冉咏?，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
?、诟叻肿泳W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，機械性能和化學性能優(yōu)良，使用壽命長，耐磨損，性能穩(wěn)定
?、凵锞撦d量大，平均可達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繁殖，擴大了微生物菌群，擴展了處理不同污水水質(zhì)范圍
?、菔褂煤唵?，成本經(jīng)濟，一次投入可長期使用，降低了污水處理的運行成本
?。?）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(jù)有機物的降解速度和次序分級排列，實現(xiàn)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(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，大大簡化了工藝流程，使操作管理更加簡便和科學，易于控制。
優(yōu)點：
?、俨捎酶咝Ｓ梦⑸?，對難降有機物的降解速度快
?、谏锪扛?，反應速度快，出水水質(zhì)好
?、酆醚鹾蛥捬醴磻瑫r進行，微生物呈現(xiàn)分層和分群的現(xiàn)象
?、苌镦滈L，污泥量極少，除臭
?、莶恍桀l繁反沖洗
?、藁ㄍ顿Y、運行費用比傳統(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，包括高難度有機污水處理、高氨氮污水處理和河道治理。
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