生物造粒流化床(fluidized-pellet-bed bioreactor, FPB)以造粒流化床技术为基础，将活性污泥水处理技术和造粒流化床高效固液分离技术有机结合，是课题组近年来研发的一种集混凝、造粒、生物降解、固液分离于一体的新型污水处理技术。以前期生物造粒流化床工艺研究为基础，应用吸附再生理论，构建了基于吸附再生的生物造粒流化床污水处理系统。该系统包括内筒、外筒和污泥筒三个功能区，内筒为造粒与固液分离区，外筒为生物活性再生区，由污泥回流设备将内筒、外筒和污泥筒进行连接，形成了循环回路。原污水进入外筒并与回流污泥混合、进行曝气，之后泥水混合物从外筒底部流出进入内筒，通过混凝造粒形成悬浮态颗粒污泥层。内筒上层颗粒污泥由筒壁中部开口落入污泥筒，在污泥筒中沉淀，部分回流至外筒，其余以剩余污泥排出。该系统的特点之一在于利用活性污泥巨大的比表面积，在内筒中完成污染物的快速吸附，以造粒混凝原理形成粒状污泥，并完成固液分离。而且，2mm左右粒径的粒状污泥提供了反硝化的环境条件，实现了脱氮目的。特点之二在于将粒状污泥以回流方式引入外筒，通过剧烈充氧曝气恢复生物活性，并将吸附的有机物解吸以释放吸附空间，在外筒中完成有机物去除和氨态氮的硝化。试验选取西安某高校的生活污水为原水，对其进出水质情况进行定期监测分析，并采用分形维数测定、变性梯度凝胶电泳分析、原位荧光杂交技术、微生物的培养与计数、比好氧速率和吸附量的测定等方法，分析探讨了系统的去除特性、污泥特性以及吸附再生机理。结果显示，生物造粒流化床对SS、COD、TP、TN和NH3B-BN的平均去除率分别为91.7%、88.3%、89.7%、56.7%和76.8%，出水水质达到了城镇污水处理厂污染物排放一级标准(GB18918-2002)。反应器内微生物多样性丰富，含有硝化细菌、反硝化细菌、有机磷细菌和无机磷细菌等多种功能菌，颗粒污泥粒径大、结构密实，外部以好氧菌为主，内部以兼性厌氧菌为主，有效地改善了以往生物造粒流化床的生物功能菌分布以及氮类营养物质的去除情况。对比内筒和外筒中比好氧速率和吸附量的变化，污泥的活性和吸附性能在外筒中得到了大幅度的恢复和再生，形成了以吸附再生为基础的生物造粒流化床污水处理系统。