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摘要：作为一种高效、适应性广的污水处理技术，生物流化床相关研究近年来在我国取得了较为喜人的成果，基于此，本文简单介绍了生物流化床污水处理技术，并论述了生物流化床污水处理技术展望，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键字：生物流化床；污水处理技术；模糊控制
前言：
受长期以来的粗放型经济增长方式影响，我国曾长期存在较为严重的水污染问题，但随着国家重视、民众觉醒，近年来我国各地城市污水处理事业发展极为迅速，生物流化床污水处理技术因此实现了较为广泛应用，而为了进一步推动该技术的发展，正是本文围绕生物流化床污水处理技术进展与展望开展具体研究的原因所在。
1.生物流化床污水处理技术进展
1.1应用领域
近年来国内外在生物流化床污水处理技术研究领域取得了较为喜人的成果，这使得生物流化床污水处理技术的应用领域日渐广泛化，生物流化床污水处理技术在印染废水、含硫废水、含酚废水、生活污水、农药废水中的应用便较为直观说明了这一点，具体应用进展如下所示：（1）印染废水处理。作为水体主要的消耗者和污染源，印染废水因成分复杂、生物毒性严重、色度高、有机污染物含量高等特点往往难以进行处理，但在黎春香等人开展的生物流化床污水处理技术研究中，其通过生物流化床与Fenton反应的结合实现了甲基橙废水的处理，长期困扰印染废水处理的催化剂与污染物传质问题得以解决。而在刘德沛开展的研究中，其通过脉冲-循环流化床工艺实现了低于常规工艺造价、运行成本的高质量印染污水处理，印染污水的处理费用降至0.41元/m3。（2）含硫废水处理。制造业造成的硫化物使得含硫废水很容易对人体造成严重危害，但普通的污水处理往往难以实现高质量含硫废水处理，因此韩文清等人基于生物流化床污水处理技术开展了MSFB工艺的高硫酸盐废水处理，这一处理最终实现了98%的去除率。而在韦朝海等人的研究中，其开展的含硫废水处理采用了生物气射流内循环厌氧流化床工艺，该工艺应用下的色度、COD去除率分别达到了70.8%和26.2%，处理后的含硫废水ph值也稳定在了6~8，可见该工艺应用价值[1]。
1.2控制领域
在生物流化床污水处理技术研究中，近年来学界围绕该技术开展的一系列控制相关探索也应得到重视，这类探索主要体现在自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家系统控制等方面，具体应用进展如下所示：（1）自适应控制。作为时变、多工况对象，生物流化床的较高控制难度直接影响其在污水处理领域的应用，因此近年来学界围绕生物流化床自适应控制开展了大量研究，张秀玲等人开展的模糊控制与自适应机构相结合研究便属于其中代表，图1为多级自适应模糊控制系统结构图，该研究引入了残差、振荡度、衰减率等性能指标，由此实现了控制系统鲁棒性的大幅提升。而在牛培峰等人的研究中，该研究则提出一种COD自适应串级控制，该控制实现的实践应用也具备较高借鉴价值。此外，结合模糊PID整定算法的自适应控制也属于学界关注重点，李华芳等人属于该类研究的代表，该类算法具备稳定性好、调量小、适应能力强等优势。
（2）模糊控制。模糊控制近年来广泛应用于我国控制领域，很多学者也围绕生物流化床污水处理技术开展的模糊控制的相关研究，吕泽华等人开展的结合模糊控制和广义预测控制研究便属于其中典型，以此实现了生物流化床控制的动态预测。而在韦朝海等人的研究中，该研究则提出了一种带自整定因子的模糊控制器，该控制器同样可较好服务于污水处理的开展[2]。
1.3动力学领域
为更好满足污水处理需要，近年来学界还围绕生物流化床污水处理技术开展了大量动力学研究，生物流化床流化参数、流化床模拟均属于其中代表，具体研究进展如下所示：（1）生物流化床流化参数。参数测定、流化过程参数计算属于近年来学界关注的重点，Graham在研究中提出的初始流化速度三种算法则属于其中典型，该研究提出了围绕Ergun公式、流体力学关系、纯经验公式的三种算法，生物流化床污水处理技术的实践应用因此获得了有力理论支持。此外，聂向峰开展的循环流化床流动特性研究、Xu Jing等人开展的颗粒特性流化过程影响也属于其中典型。（2）生物流化床模拟。围绕生物流化床的模拟研究主要围绕欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型展开，其中CFX在这类研究基础上提出了多相流模型、代数滑移模型等多相流模型，而Anderson的研究则建立了描述流化床内两相流动的模型。此外，结合模型的生物流化床特性的研究也属于该领域关注重点，黄鑫等人开展的流化床水动力学过程研究、刘国栋开展的液固流化床内液固两相流动模拟属于其中代表。
图1 多级自适应模糊控制系统结构图
2.生物流化床污水处理技术展望
结合上文研究，本文总结了生物流化床污水处理技术展望，从应用领域出发不难发现，近年来生物流化床污水处理技术的实际应用范围日渐广泛化，因此本文认为下一阶段学界会将研究重点集中在该技术应用中急需解决的问题方面，如生物流化床结构的研究和优化、将实验室的小型试验扩大到实际工程、生物流化床能耗问题解决方面，这些研究将为我国资源节约型、环境友好型社会建设提供有力支持；基于控制领域开展分析不难发现，生物流化床的控制日渐成熟，但为了更好满足技术应用需要，本文认为智能控制将成为未来很长一段时间生物流化床控制领域研究的重点，由此即可为污水处理的出水指标稳定、生物流化床化学工艺效应放大提供有力支持；而从动力学领域出发，本文认为学界会将重点集中到影响生物流化床处理效果因素方面，生物流化床的载体、操作参数、结构均会因此成为研究关键点，近年来国内外学界已经取得的成果也将伴随这类研究进一步深化，如厌氧-好氧一体化流化床、内套筒循环流化床、新型漏斗形导流装置等，这些必须得到学界的高度关注。
结论：综上所述，围绕生物流化床污水处理技术开展的研究具备较高现实意义。而在此基础上，本文涉及的印染废水处理、含硫废水处理、自适应控制、模糊控制、生物流化床流化参数等内容，则证明了研究的实践价值。因此，在生物流化床污水处理技术相关的理论研究和实践探索中，本文内容能够发挥一定参考作用。
参考文献：
[1]Michael J.Nelson,George Nakhla,Jesse Zhu.流化床生物反应器在污水处理中的应用研究和进展综述[J].Engineering,2017,3(03):114-140.
[2]葛杰,宋永会,王毅力,钱锋,林郁.流化床工艺在水处理中的应用研究进展[J].环境工程技术学报,2014,4(01):46-52.
论文作者:许可铭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/5
标签：流化床论文; 污水处理论文; 生物论文; 技术论文; 等人论文; 废水处理论文; 学界论文; 《基层建设》2018年第9期论文;