污水中有机物怎么去除

　　申请日2015.05.25

　　公开(公告)日2015.09.30

　　IPC分类号C02F9/14

　　摘要

　　利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法及其设备：⑴.螺旋周丛生物反应器的设计：⑵.螺旋管预处理;⑶.周丛生物的固定过程;⑷.周丛生物处理系统设计;⑸.一体化螺旋周丛生物反应系统的设计;⑹.关键环境条件的控制。本发明的方法所使用的设备为一体化螺旋式周丛生物反应系统。本发明通过利用周丛生物的吸附、吸收、生物降解等机理，与传统的沉淀、过滤法结合，形成了一体化螺旋式周丛生物反应器，对污水中的有机污染物或低浓度低C/N比污水的净化具有高效、占地面积小、经济和环境效率好的特点。

　　权利要求书

　　1.一种利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤如下，

　　⑴. 螺旋周丛生物反应器的设计：所述螺旋周丛生物反应器由两部分构成，一是起支撑作用的主体，由空心透明材料制成，二是反应部分，由透明微直径管螺旋缠绕而成;

　　⑵. 螺旋管预处理：首先往管道内通入强碱或腐蚀液体，增大其比表面积，从而使周丛生物快速可靠的聚集和附着固定在管壁上，增加周丛生物在管中抗压、抗剪能力;

　　⑶.周丛生物的固定过程：往螺旋周丛生物反应器内通入富营养化水，并加入WC培养基，光合周丛生物在微直径管道内固定;

　　⑶-a.可在室外温度变化大或在光照强度2500-5000Lux、温度为15-45℃条件下培养和固定周丛生物，提高所培养周丛生物的适应能力，利于处理过程中温度变化时处理有机污染物的稳定性;

　　⑶-b.为使固定化时间变短并促进周丛生物富集均匀性，初期固定采用定期间歇进水和WC培养基，当管内可见点状绿色光合周丛生物即采用连续低速进水和WC培养基;17-20天后，管道内壁出现一层亮绿色粘稠状的光合周丛生物;

　　⑶-c.为了形成相对厌氧段，可在连续低速进水时对其进行遮光，进行黑暗培养;

　　⑷.周丛生物处理系统设计：进水装置，一体化螺旋周丛生物反应系统;其中进水装置包括进水池、进水管路、恒流泵;一体化螺旋周丛生物反应系统包含螺旋周丛生物反应器、反冲洗装置和沉淀溢流出水单元部分，并具有拦截较大颗粒污染物管、更换清洗的装置;

　　⑸.一体化螺旋周丛生物反应系统的设计：反应池中设有一个进水管、六个螺旋螺旋周丛生物反应器安装立柱、反冲洗接管、溢流沉淀部分、出水单元、清洗口;

　　⑸-a.在装置运行时，最多可安装六段螺旋式周丛生物反应器串联或者并联运行，每段之间可设三通调节水力条件;

　　⑸-b.从螺旋周丛生物反应器的出水进入具有截留脱落微生物颗粒的出水清洗管，出水后进入具有沉淀溢流功能部分，由下而上进水，分别经历砂滤层、棉滤层，最后经出水单元出水;

　　⑸-c.为了防止堵塞，定期进行反冲洗和更换清洗管;

　　⑹.关键环境条件的控制：充足的光照是管内周丛生物固定化成功与否以及周丛生物活性、生物量控制、厌氧段和好养段比例控制的关键：

　　⑹-a.在固定化阶段要尽量满足光合周丛生物生长所需的光照条件;

　　⑹-b.在污水净化阶段要适当选择光照条件，避免过程光照造成反应器堵塞、厌氧段或厌氧层过少;

　　⑹-c.合适的水力停留时间也很重要，一般根据进水的污水浓度进行调节;

　　⑹-d.本系统还可以对水体具有复氧功能，利于光合周丛生物的生长;如果运行溶解氧不足，可在进水池对污水进行曝气。

　　2.根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤⑴中所述螺旋周丛生物反应器的管道内径为1-4.0mm。

　　3.根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤⑴中所述螺旋周丛生物反应器的管道壁厚度为0.1mm-5.0mm;该管道选择透明的PE管。

　　4.根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤⑵中，往反应器管道通入1.7%-2.3%W/W的 HF/NH4F溶液，被溶液浸泡的时间为30-60分钟，然后用清水冲洗干净，晒干。

　　5.根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤⑶中进水富营养化指数应大于50，用于固定和培养周丛生物的富营养化水需要含有藻类、细菌、真菌、原生动物和后生动物等微生物;初期5天换一次富营养化水和WC培养基，间歇培养两个周期，再用恒流泵进行连续低速进水7天，基本完成PE管内周丛生物的固定，总时间大为17-20天。

　　6.根据权利要求5所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤⑶中的WC培养基配方如下表：

　　序号组份用量(mL/L) 母液浓度(g/L) 最终浓度(mM) 1 NaNO3 1 85.1 1 2 CaCl2·2H2O 1 36.76 0.25 3 MgSO4·7H2O 1 36.97 0.15 4 NaHCO3 1 12.6 0.15 5 NaSiO3·9H2O 1 28.42 0.1 6 K2HPO4 1 8.71 0.05 7 H3BO3 1 24 0.39 8 WC微量元素溶液 1 ※ 9 VB12溶液 1 ※ 10 硫胺素溶液 1 ※ 11 生物素溶液 1 ※

　　其中WC微量元素溶液母液配方为： Na2EDTA·2H2O 4.36g、FeCl3·6H2O 3.15g、CuSO4·5H2O 2.5g、ZnSO4·7H2O 22g、CoCl2·6H2O 10g、MnCl2·4H2O 180g、Na3VO4 18g、Na2MoO4 ·2H2O 6.3g、蒸馏水1 L;VB12溶液母液、硫胺素溶液母液和生物素溶液母液分别为27mg VB12、67mg硫胺素和2400mg生物素分别溶于200mL HEPES缓冲液中。

　　7.根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤⑸-c中，运行1周到2周会观察到清洗管中的海绵由无色变为浅绿色，即应更换新的清洗管;为了防止周丛生物过度生长或者脱落，在清洗的同时以0.018-0.023 ml/s的速度进行反冲洗，时间为1-2h。

　　8.根据权利要求1所述的利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤⑹中，每一根周丛生物段长度为16m, 总共可安装6段，即总长可达96m;当污水有机污染浓度约为200-600 mgCOD/L时，污水在处理阶段的水力停留时间设置在6-12h之间;当污水有机污染物浓度在200 mgCOD/L 以下时，水力停留时间设置在3-6h之间。

　　9.权利要求1所述利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法所使用的一体化螺旋式周丛生物反应系统，设有反应池，该反应池中串联或者并联地设有若干根单段螺旋式周丛生物反应器;该螺旋式周丛生物反应器由透明材料制成;进水池通过进水恒流泵向该单段螺旋式周丛生物反应器的上端泵入待处理的污水，其特征在于，所述单段螺旋式周丛生物反应器的末端，连接出水清洗管，该水清洗管的出口设置在所述反应池的下部，该反应池中自下而上地设有沉淀区、砂滤层、棉滤层与出水单元。

　　10.根据权利要求9所述的一体化螺旋式周丛生物反应系统，其特征在于，所述反应池中还设有清洗口，以及与反冲洗泵连接的反冲洗管。

　　说明书

　　利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法及其设备

　　技术领域

　　本发明属于生物环境与污水处理技术领域，涉及一种新兴微生物水处理技术去除污水中各种有机污染物的方法，具体尤其涉及一种利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法;本发明还涉及这种方法所使用的设备：一体化螺旋式周丛生物反应系统。

　　背景技术

　　随着城市发展和资源的开发利用，目前我国有机污染日益加剧，如饮用水的微有机污染、农业面源有机药物污染、工业点源有机污染等。据报道，我国的污水厂处理水能力虽已经达到世界前列，然城市污水普遍出现C/N比较低、水温变化大、碳源不足、深度处理难度大等问题，处理后出水的COD变化大，导致95 % 以上的城镇污水厂处理后出水不能达到国家一级A 标准。如何快速、经济有效的净化水体中的有机污染物，特别是低C/N比污水中的各种有机物的去除，是我国污水处理领域亟待解决的问题。

　　通常情况下，污水厂出水的三级处理系统，如氧化塘、人工湿地等虽然可以解决上述问题，但投资和运行成本高，应用和推广并不非常成功。生物修复 (bioremediation)指在污染点利用微生物物吸附、吸收、生物降解污染物，实现生态恢复、环境净化的生物技术。具有快速、高效及费用低的优点，是本世纪环境生物技术的重要研究方向之一。随着生物修复相关研究的开展，人们越来越重视各种微生物(包括藻类)的作用，因这类微型生物在地表水修复过程中具有环境可持续，其光合作用在初级环境生产力和生物食物链上具有举足轻重的作用，已引起广泛的关注和开发应用。实践证明，以微生物(包括藻类)为基础的生物修复技术，具有建设周期短、占地面积小、能耗低、产生污泥量少等优点。

　　周丛生物是生长在淹水基质表面且在自然环境条件下形成的微生物聚集体及其交织的非生物物质的集合体，其有机成分包括细菌、真菌、藻类、浮游动物，是一个半稳定的、开放的动力学系统。周丛生物在水体原位生物修复和非原位生物修复上都有相应的应用实例，对水体中各种有机污染物具有吸附、吸收、生物降解等单独或相结合的作用机制。研究和实践表明，虽然关于周丛生物净化污水上的研究尚处起步阶段，但是周丛生物可以高效快速净化污水中污染物，在污水处理领域具有巨大的应用潜能。

　　本单位早前发明的同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法及其装置，提供了一种利用周丛生物反应器去除农业面源污水中的多种重金属的方法。该工艺为单级周丛生物反应器，仅以周丛生物的作用机理来去除重金属，虽然对农业污水中重金属具有较高的去除效率，但对各种浓度有机污水，特别是低C/N比污水的净化过程启动慢，而且去除效果不稳定。即对城市或者工业上的有机污水净化上的应用，还需要结合相应水处理工艺进行优化提升，使之适应日益严峻的有机处理需求。

　　本单位早前发明的利用周丛生物处理系统去除面源污水中铜的方法及其设备，提供了一种利用周丛生物系统去除农业面源污水中铜的方法。该系统包含了过滤池、反应池与沉淀池，可以实现有效去除农业污水中的铜，但不适合各种浓度有机污水及低C/N比污水的净化。一方面其装置需要进一步完善，其设计时并未考虑到反应池脱落周丛生物及螺旋圈管道内周丛生物量控制的问题，使出水受生物及管道内生物量变化影响大，难以应用到有机污水的净化上。另一方面其装置难以形成厌氧段及好氧段相结合的处理方式，不适合于低C/N比污水的净化，而且该周丛生物处理系统需要进一步提高结合度，降低占地面积，提高推广应用的可行性。目前，也有一些新兴微生物技术或微生物(包括藻类)联合其它技术处理有机污染物的去除，例如：

　　一体化处理微污染原水的工艺组合系统及其方法(申请公布号CN104445821A)提供了一种一体化处理微污染原水的工艺处理系统及方法。该工艺基本集合了化学氧化法、曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、沉降分离法、快滤法于一体，经处理后的水可以达到国家相关饮用水水质标准。

　　该工艺针对饮用水中的氨氮、有机物、嗅味、藻类、浊度以及脱落生物体的去除具有较好效果。但是该工艺集成的方法太多，处理对象针对性不强，一旦某一环节出现问题，容易引起处理出水水质不稳定。

　　微生物菌群母液培殖发生器及其微生物污水处理方法(申请公布号：CN104556411A)提供了一种微生物菌群母液培殖发生器及其污水生物净化方法，该工艺可以大幅度提高装置内微生物的活性，培育出生物量更多的微生物菌群，包括微生物发生箱、生物填料仓、生物填料、进水装置、排渣装置、水气同步切割配送装置和自动控制装置。该工艺虽然能够有利于各种微生物的培养和生长，但是操作可控性不强，出水的二次污染或生物膜的脱落问题考虑还不够周全，需要进一步的改进。

　　组装式好氧厌氧固定化微生物污水处理装置(申请公布号：CN104098179A)公开了一种组装式好氧厌氧固定化微生物污水处理装置，包括人工湿地池、进水管路、曝气装置、出水单元和固定化微生物板这些相关装置和设备，人工湿地池从上到下以次为：砾石层、好氧固定化微生物层、煤渣层、厌氧固定化微生物层和糠醛渣层，即该装置的最大特点是将装置固定化微生物、微生物好氧厌氧处理与人工湿地有机结合，具有一定的实验运行意义，但是出水处理效果的高效和稳定性需要进一步的商榷，该工艺的实际应用也在初步探索阶段。

　　可见，无论是传统的水处理技术和新型微生物方法相结合的应用，还是主要以一些新兴微生物水处理技术净化污水，都不能够一劳永逸的去除污水中的污染物，更难以去除低浓度、低C/N比污水中的各种有机污染物，因为，亟待需要发展新的微生物水处理技术。

　　发明内容

　　本发明的目的在于克服之前周丛生物反应器不足，并解决现有技术的不足：提供一种利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法;本发明还涉及这种方法所使用的设备：一体化螺旋式周丛生物反应系统。这是一种以周丛生物为技术核心，有效结合过滤、澄清工艺的污水净化方法，主要针对的污水类型为：有机污染的污水或低C/N比的污水。

　　完成上述发明任务的技术方案是，一种利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法，其特征在于，步骤如下，

　　⑴. 螺旋周丛生物反应器的设计：所述螺旋周丛生物反应器由两部分构成，一是起支撑作用的主体，由空心透明材料制成(例如，有机玻璃)，二是反应部分，由透明微直径管(φ=0.5-8.0 mm，透明、可塑性、有一定机械强度如PE材料)按一定规律螺旋缠绕而成(图1);

　　⑵. 螺旋PE管预处理：首先往管道内通入强碱或腐蚀液体，如通入HF/NH4F(1.7%/2.3%，W/W)，增大其比表面积，从而使周丛生物快速可靠的聚集和附着固定在管壁上上，增加周丛生物在PE管中抗压、抗剪能力;

　　⑶.周丛生物的固定过程：往螺旋周丛生物反应器内通入富营养化水，并加入WC培养基，光合周丛生物在微直径管道内固定;

　　⑶-c.为了形成相对厌氧段，可在连续低速进水时对其进行遮光，进行黑暗培养;

　　⑷.周丛生物处理系统设计：进水装置，一体化螺旋周丛生物反应系统;其中进水装置包括进水池、进水管路、恒流泵;一体化螺旋周丛生物反应系统包含螺旋周丛生物反应器(也称为周丛生物螺旋管)、反冲洗装置和沉淀溢流出水单元部分，并具有拦截较大颗粒污染物管、更换清洗的装置(图2);

　　⑸.一体化螺旋周丛生物反应系统的设计：

　　反应池中设有一个进水管、六个螺旋螺旋周丛生物反应器安装立柱、反冲洗接管、溢流沉淀部分、出水单元、清洗口;

　　⑸-a.在装置运行时，最多可安装六段螺旋式周丛生物反应器串联或者并联运行，每段之间可设三通调节水力条件;

　　⑸-c.为了防止堵塞，定期进行反冲洗和更换清洗管;

　　⑹.关键环境条件的控制：充足的光照是管内周丛生物固定化成功与否以及周丛生物活性、生物量控制、厌氧段和好养段比例控制的关键：

　　⑹-a.在固定化阶段要尽量满足光合周丛生物生长所需的光照条件;

　　⑹-b.在污水净化阶段要适当选择光照条件，避免过程光照造成反应器堵塞、厌氧段或厌氧层过少;

　　⑹-c.合适的水力停留时间也很重要，一般根据进水的污水浓度进行调节;

　　⑹-d.本系统还可以对水体具有复氧功能，利于光合周丛生物的生长;如果运行溶解氧不足，可在进水池对污水进行曝气。

　　本发明不仅提供了针对有机污染物的利用周丛生物进行净化的方法与设备，而且改进了周丛生物固定化的方法，增加了反向冲洗、砂滤、棉滤、沉淀等步骤，设备也更加紧凑、高效。

　　本发明方法的灵活性在于：可以依据规模的大小，配置相应数量的处理系统;也可根据污水中污染性质的不同，调节反应器厌氧、好氧段比例，采取串联或者并联方式进行污水净化，并因地制宜，合理布置，既可应用于污水厂二级出水等集中污水处理点，也可用于难以集中收集的面源污水的净化。

　　应用结果表明：一体化螺旋式周丛生物反应系统具有很好的污水净化效能，特别是对污水中的各种有机污染物具有很好的去除效果，并适应目前难以处理的低C/N比污水、低浓度有机污染污水的处理。进一步的技术方案包括：

　　步骤⑴中，经大量试验证明，管道内径为1-4.0mm时，管内固定周丛生物效果及污水净化条件最好。内径太小，水流很慢周丛生物很难固定完成，且管道容易堵塞，对污水的水流条件也不利，产生压力过大;内径太大，水流量大，容易将富集的周丛生物冲走，并且污水和周丛生物的接触面太小，处理效果较差，需要更长的管道材料和更慢的进水速度。管道壁厚度一般为0.1mm-5.0mm，管道壁太薄，不耐酸腐蚀，经HF与NH4F混合溶液处理后，容易穿孔;厚度太厚，经济成本大，浪费材料。由于运行过程中每段管内必然产生一定的压力，这要求管道必须有一定的机械性，使管内固定的周丛生物抗压性增强并减少非正常性脱落。为了便于光照、观察管内周丛生物固定化和运行情况，需要采用透明的管道，一般选择透明的PE管。

　　步骤⑵中，往反应器管道通入HF/NH4F(1.7%/2.3%，W/W)溶液，被溶液浸泡的时间为30-60分钟，然后用清水冲洗干净，晒干。

　　步骤⑶中进水富营养化指数应大于50，用于固定和培养周丛生物的富营养化水需要含有藻类、细菌、真菌、原生动物和后生动物等微生物，因此，在富集的周丛生物其“种源”实际上来源于所取的富营养水。初期5天换一次富营养化水和WC培养基，间歇培养两个周期，再用恒流泵进行连续低速进水7天，这样基本完成PE管内周丛生物的固定，总时间大约为17-20天。

　　WC培养基配方表

　　步骤⑸中，固定化的周丛生物具有很强的粘附能力，一般不会发生大量非正常性脱落。装置运行中，一般1周到2周会观察到清洗管中的海绵由无色变为浅绿色，即应更换新的清洗管。为了防止周丛生物过度生长或者脱落，在清洗的同时以0.018-0.023 ml/s的速度进行反冲洗，时间为1-2h。

　　步骤⑹中，每一根周丛生物段长度为16m, 总共可安装6段，即总长可达96m。所需周丛生物段数根据污水的污染性质、污染程度确定。对于一般有机污染污水，首先采用的是遮光段、正常光照段(一天12h)比例为1:1进行，实践证明该运行方式对污水中的各种有机污染物去除率可达98.4%，出水效果稳定达到国家污水排放一级A 标准。对于低C/N比污水，为了增加短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化等对水中氮的去除效果，首先采用的是遮光段、正常光照段(一天12h)比例为2:1或3:1进行，实验证明该运行方式对污水中的各种有机污染物去除率基本保持在69.5%及以上，并对水中的含氮污染物等成分复杂的混合污染物也具有较好的处理效能。

　　步骤⑹中，螺旋式周丛生物反应器的水力停留时间根据污水的污染性质、污染程度确定。当污水有机污染浓度约为200-600 mgCOD/L时，污水在处理阶段的水力停留时间一般设置在6-12h之间，当污水有机污染物浓度在200 mgCOD/L 以下时，水力停留时间一般设置在3-6h之间。

　　本发明生产实现以自我生存与自我修复的周丛生物为净化核心，这种被快速驯化、启动的周丛生物可以有效对污水中有机污染物进行吸附、吸收、生物降解等作用。这种新的设计与建设模式，一方面可以利用周丛生物中的自养微生物(如藻类)等进行光合作用提供足够的氧气，优化有机污染物去除环境。另一方面又可以利用异养微生物实现对水中各种电子供体(如各种有机污染物)进行吸收和转化，在自然生物膜不同层间形成厌氧、好氧和兼氧区，还可根据需要对光照、黑暗段进行人工控制。可以有效达到净化污水的作用，对污水中各种有机污染物的去除具有启动快速、出水效果好的优点，既达到环境修复目的，又实现经济利益。本发明以净化各种浓度的有机污染物污水或低C/N比污水为目标，采用“分区、分段、一体化”的工作思路，依据“进水-初滤-处理-过滤-澄清-出水”的工艺路线进行设计。总体而言，本发明是一种占地面积小、运行成本低、操作灵活简便、净化污水效果好的周丛生物净化污水方法。富集与固定的周丛生物膜不仅具有很强的生长能力，而且可以快速有效的适应环境(如温度)的变化。另外，本发明也配套提供了一种在细微PE管或玻璃管管内培养和固定周丛生物的方法。

　　综上所述，一体化螺旋式周丛生物反应器能够快速稳定地固定化周丛生物，并很快启动对污水的处理。根据实际工程所需，设计相应规模、尺度和面积的处理系统，在受污水体中进行布置，从而达到污水净化的目的。

　　完成本申请第二个发明任务的技术方案是，上述利用周丛生物高效去除污水中有机物的方法所使用的设备：一体化螺旋式周丛生物反应系统。设有反应池，该反应池中串联或者并联地设有若干根单段螺旋式周丛生物反应器;该螺旋式周丛生物反应器由透明材料(例如有机玻璃)制成;进水池通过进水恒流泵向该单段螺旋式周丛生物反应器的上端泵入待处理的污水，其特征在于，所述单段螺旋式周丛生物反应器的末端，连接出水清洗管，该水清洗管的出口设置在所述反应池的下部，该反应池中自下而上地设有沉淀区、砂滤层、棉滤层与出水单元。

　　在优化方案中，所述反应池中还设有清洗口，以及与反冲洗泵连接的反冲洗管。

　　若干根单段螺旋式周丛生物反应器并联时，各螺旋管的出口经出水清洗管通入沉淀区。

　　若干根单段螺旋式周丛生物反应器串联时，最后一根螺旋管的出口经出水清洗管通入沉淀区。

　　更具体和更优化地说，本发明的装置具体结构如下。

　　一体化螺旋周丛生物反应系统的设计：

　　反应池中设有一个进水管、六个螺旋螺旋周丛生物反应器安装立柱、反冲洗接管、溢流沉淀部分、出水单元、清洗口;

　　在装置运行时，最多可安装六段螺旋式周丛生物反应器串联或者并联运行，每段之间可设三通调节水力条件;

　　从螺旋周丛生物反应器的出水进入具有截留脱落微生物颗粒的出水清洗管，出水后进入具有沉淀溢流功能部分，由下而上进水，分别经历砂滤层、棉滤层，最后经出水单元出水;

　　较之于先前周丛生物反应器相比，该一体化螺旋式周丛生物反应器具有突出的创新点及实际意义，在于：

　　(1).将周丛生物处理与其他水处理工艺进行合理结合。本发明提供一种一体化装置，将螺旋式周丛生物反应器进行优化改进，采用“分区、分段、一体化”的工作思路，并与过滤、澄清技术想结合。实践证明，该装置对污水中各种污染物具有较强去除效率，适合于城市或工业污水的净化，特别是对于目前难处理的各种浓度有机污水及低C/N比污水，具有启动较快、处理效果好、适用性广等优点。

　　(2).解决周丛生物脱落对出水的不良影响的技术难题。对于各种新型微生物(包括藻类)技术，一个重要的难点在于能否消除生物膜正常、非正常性脱落的影响。本发明一方面选用的是微直径管固定周丛生物，便于其后连接一段可定期更换的清洗管消除生物膜脱落的影响，在更换清洗管同时对其进行反冲洗，控制其管内的周丛生物量。另一方面选择的周丛生物固定化载体具有一定的抗压性、可塑性，小直径螺旋缠绕具有良好的水力运行条件，且管内壁经过改良。使得管内周丛生物的非正常性脱落的周丛生物大大降低。

　　(3).提供一种新的管内固定周丛生物的方法。本发明改进了周丛生物的固定化方法，使得固定更有效、且附着更均匀，并且通过改变光照、生物膜厚度形成厌氧区、兼氧区和好氧区。

　　较之于传统的污水生物净化技术(如人工湿地、氧化塘等)，本发明的装置具有占地面积小、效果稳定、处理效率高、建设成本低的特点，适用于中小水量的各种浓度的有机污染物污水或低C/N比污水的净化，可解决面源污染分散收集处理难或者污水厂的二级出水处理低污染浓度污水成本高的问题。发明的周丛生物反应器具有一次投入、多年使用的特点，周丛生物具有很强恢复能力，便于运行管理。此外，该一体化螺旋式周丛生物反应器能够根据相应有机污染污水进行周丛生物的驯化，启动过程具有高效快速的特点，便于大范围推广应用。本发明对污水中的各种有机污染物去除率基本保持在69.5%及以上，并对水中的含氮污染物等成分复杂的混合污染物也具有较好的处理效能。