BFBR技術主要應用于生活污水或類似的有機廢水處理，生化處理系統由連續串聯的6-12級(具體級數根據進出水水質要求確定)生物反應器組成。通過工程技術措施(包括布設曝氣系統、設置人工生物填料、種植挺水植物、配置回流泵及攪拌機等)，創造有利于微生物生長繁殖的良好環境，加速微生物繁殖及新陳代謝生理功能，利用反應池內存有的大量微生物，氧化分解污水中有機物，并將其轉化為穩定的無機物，從而實現去除污水中有機物污染物的目的。

BFBR反應池構造原理示意圖

BFBR處理系統屬典型的全固定生物膜反應器，具有固定生物膜所有優點。BFBR技術的不同點在于，在反應系統植入先進的生態工程技術，通過所嵌入挺水植物，即可利用植物生長去除部分有機物，又可利用植物根系構建生物載體，從而達到減少剩余污泥量和凈化污水處理過程所產生的臭味，改善生化單元小氣候和景觀環境的目的。

工程經驗表明，我國可供BFBR技術選用的挺水植物多達一百五十多種，是生態工程技術得以成功使用的堅實基礎。

三、植物凈化原理

(1)引入植物，構建生態系統

1、通過引入植物，分段分級構建適宜生物生長繁殖的生態系統，使等級較高和生命周期較長的微生物(如輪蟲，線蟲，熊蟲等)可在生物膜上附著生長，提高生物量。研究表明，該生態系統中微生物種類超過三千種，可分解部分難降解的有機物。

2、龐大的植物根系懸浮在反應器內，為高級動物和微生物提供健康的生長棲息地，所形成的生態系統不僅穩定，且非常有活力，在生物有機體自我合成和太陽光能的作用下，最大限度的降解污染物。

3、植物根系有著更高數量級的比表面積，能附著更多的生物量，所形成的生物膜結構疏松，在生物膜內層之間也能夠發生質量傳遞，這些疏松的結構能夠為高等獵食性生物提供棲息地。

4、沼生植物(蘆葦，莎草及香蒲等等)能夠將氧輸送到它們的根系，增加生物膜的活性。

5、植物在根部表面可分泌少量有機酸，作為生物膜的食物，這點很重要。因為貧營養階段，它能幫助細菌存活下來，使污水負荷重置時有大量的細菌保留在系統里，具有更好地靈活性。

(2)引入植物，構建除臭系統

1、BFBR技術通過引入植物，在生化池上部填充除臭填料和種植植物構建內置式立體生態生物除臭系統，對生化池惡臭進行脫臭處理。除臭填料選用多孔硅酸鹽材料或多孔陶瓷材料，屬填充式微生物脫臭法。植物選用適宜當地氣候特點，容易成活，喜溫和陽光，能利用污水中氮、磷有機物，根系長，能開花，花期長，氣味芳香的植物。

2、反應過程產生的臭味在微正壓條件下隨曝氣空氣向上移動，通過植物根系和除臭填料層時，被其上微生物吸附吸收，利用微生物細胞個體小、比表面積大、吸附性強、代謝類型多樣的特點，將惡臭物質轉化為無毒害的 CO2、H2O、H2SO4、HNO3等簡單無機物

3、BFBR立體生態除臭技術與傳統的生物過濾除臭技術比較，無需建設風機及管道等臭氣收集系統，無需配置加濕系統、循環液系統、濾液排放系統，無需控制凈化器的溫度、酸堿度和營養成分。

4、BFBR技術在生化池上種植植物，在光合作用下吸收CO2,產生O2，同時釋放出宜人的香味，使空氣更清新。在一定程度上實現了碳減排目的。

四、BFBR技術與其它處理技術的對比

BFBR立體生態污水處理技術在去除有機物、脫氮、除臭、污泥脫水方面具有明顯優勢，主要包括：

1、硝化反硝化效果好

氨氮去除率大于98%、總氮去除率大于85%，優于國內其他市政生活污水處理技術。工程實例證明，市政污水處理后出水氨氮指標可達到地表水Ⅱ類水質要求。

2、出水水質全面達標

出水水質可全面達到國家地表水Ⅴ類標準，直接作為生態景觀補充水或再生用水等，且可根據客戶要求，提高標準至地表水類Ⅳ類或Ⅲ類標準，真正實現出水資源化，有效緩解水資源短缺的突出矛盾。

目前已建設完成國內第一個利用生化處理工藝將市政污水處理達到地表水Ⅲ類標準的示范工程。

3、實現污泥源頭減量

BFBR技術的生態系統中會出現復雜的多等級食物鏈，處理污水的細菌被其他生物體捕食，其他生物體又被更高的捕食者捕食。傳統活性污泥法剩余污泥產量一般為處理水量的0.8‰，BFBR生態處理技術剩余污泥量為處理水量的0.4‰，是活性污泥法剩余污泥產量的40-50%，可減少污泥處置成本約一半一下，采用BFBR技術，可控制在0.1元，運行成本優勢明顯。

4、生態景觀環境優美

BFBR技術有別于其他污水處理技術設計理念，處理站就像一個充滿生機的花園，改變大眾對污水處理設施的傳統形象，可解決污水處理廠選址困難的難題，提升污水處理廠周邊土地的價值，實現人、自然和污水處理廠的和諧。

5、冬季保溫效果良好

由于處理系統采用全封閉方式，可大大延緩反應池內熱量的散發，可保持污水合適溫度，進水本身涵有的熱量、反應熱和曝氣空氣涵有熱量得到充分利用，可維持較高的污染物去除效率，在北方及南方的冬天其污染物去除效率明顯高于其他處理裝置。

6、工程投資合理，占地面積較小

生化反應單元生物膜上污泥濃度高，因此構筑物容積小于傳統活性污泥法及其他常規處理工藝，節約土建投資，同時也可減少占地面積約10-20%。

7、專業動態模型軟件輔助設計

目前針對生物膜法和高標準出水水質，尚無合適的計算軟件，公司在現有水處理模型基礎上，自行研究開發一套專有的動態模型軟件和流態最優化模型軟件進行計算和輔助設計。

8、專利填料壽命長易維護

自行開發的專利填料，徹底解決常規填料使用壽命短、脫掛膜困難、安裝復雜、檢修困難的不足，其具有以下特點：

使用壽命長：設計使用壽命達15年，徹底克服傳統固定式填料壽命短的難題。

生物量很大：傳統填料生物量3-5公斤，BFBR生物填料的生物量達到14-18公斤。

特殊的結構：立面看為板式結構，從剖面分析為管式或園形、菱形結構，可形成特殊流態。每一串填料有90-100個基本單元組成，每個基本單元在水中均形成立體結構，保證了生物膜在反應池的均布和生物膜量。

永不會堵塞：仿植物根系人工填料，有防止生物膜逐漸形成造成填塞反應區的解決措施;能確保生物量的轉移能發生在生物膜更深層上發生，因而可達到更高的處理效果。

維護較簡單：采用標準模塊設計，不但安裝簡單勞動強度低，而且容易維護，松開填料在池頂的固定繩，通過簡易吊架，即可將生物填料整塊吊出。

五、BFBR在市政污水處理廠提標升級改造的優勢及特點

1、利用既有生化池，改造無需新增占地

采用BFBR立體生態處理技術提標升級改造，，不需擴建生化池，新增占地面積，徹底解決提標升級工程征地困難。

2、土建工程量小，工程施工周期較短

采用BFBR立體生態處理技術提標升級改造，主要是增加生物填料，土建工程僅需優化現有生化池的分隔等，土建工程量小，施工周期短，可采用分線改造方式，減少對污水處理廠正常連續運行的影響。

3、污泥源頭減量，緩解污泥處置困難

采用BFBR立體生態處理技術進行提標升級，脫水污泥產量(污泥含水量相同)可削減40-60%，實現污泥源頭減量化，在一定程度上緩解目前脫水污泥處置非常困難的局面。

4、提升出水水質，并提升污水廠景觀

采用BFBR立體生態處理技術進行提標升級，可提高生化池保溫效果，在冬季水溫比其它污水處理工藝高5攝氏度左右，保證了冬季處理效果，且在生化池上部以無土栽培的方式種植挺水植物，不但可實現碳減排，完成生化池除臭，同時可大大提升污水處理廠的景觀，改善生化池上方的局部氣候環境，實現人與自然環境的和諧統一。

5、改造前后直接成本持平或略有降低

采用BFBR立體生態處理技術進行提標升級，污水廠電耗可持平或降低，污泥外運處置費減少40-60%，隨著自控水平的提高，可不增加操作人員，化學除磷費用增加0.04-0.06元/噸污水，故提標改造前后的電費、藥劑費、人工費、污泥處置費四項合計的直接運行費用不但不會增加，可保持在持平甚至略有降低。