流化床反应器(Fluidizedbedreactors，FBR)是利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，实现载体流态化的生物反应器。废水流经沸石、活性炭及多孔高分子聚合物等载体经吸附解吸作用去除其中的有机污染物，实现污水净化。自20世纪70年代以来，有近2000篇关于FBR的科学论文发表，尤其是从1990年左右开始进入快速发展期。其中，FBR作为一种废水处理的重要技术得到广泛应用。曼哈顿学院(纽约)、美国环保署俄亥俄州辛辛那提市环境研究实验室(MERL)和英国梅德梅纳姆水研究中心合作开发了用于废水处理的FBR技术。1980年，英国曼彻斯特举行的WRC/UMIST会议上把FBR技术誉为近50年来废水处理领域重要的进步之一。20世纪80年代初，美国生产性规模流化床反应器在雷诺-斯巴克斯废水处理厂成功投产。
此后的10年，通用汽车公司使用了DorrOliver公司开发的12套好氧FBR工艺设备。与此同时，1982年厌氧FBR在美国马斯卡汀一家大豆蛋白工厂应运而生。1999年，DorrOliver提供两座直径9m、高8.5m的反应塔，采用FBR法处理酚醛负荷为1120kg/d的工业废水。此后，BiothaneB。V。建立了多个二级厌氧FBR装置。Degremont.S.A公司开发了基于FBR的ANAFLUX工艺，由于污泥浓度可高达30～90kg/m3，表观升流液速可达10m/h，从而产生高效气液传质速率，使得系统非常高效。
根据2010年的WEF实践手册和ASCE报告，1999年建成的80多台生产性规模FBR中有三分之二用于工业废水处理;其余三分之一处理城市污水。Nicollela等认为，使用颗粒生物膜反应器是一项成熟的技术，具有成熟的设计和放大指南。实验室和中试规模工厂研究了FBR对各种废水的处理，能让工厂未来在扩建或升级时满足更严格的排放标准。
目前FBR系统已应用于各种废水的处理处置。其主要优点，一是通过提供固液两相的高强度混合，大限度地减少传质限制；二是能够提供微生物生长和富集的载体和介质。因此，FBR可通过高基质负荷来富集生长缓慢的微生物。特别是对于含有毒物质废水的处理有巨大优势，液相中溶液的循环稀释了进水浓度，使其对细菌达到无毒水平，并提供了完全混合的条件。FBR系统的突出优势包括污泥浓度高、附着表面积大、稀释进水浓度能减少毒物峰值的冲击效应、更高的负荷以及适用于各种处理系统的有效传质。
同样地，集成系统也用于从模拟含砷酸性废水中去除砷。通过研究pH3.0～1.6范围对砷去除效率和沉淀物稳定性的影响，结果表明，该系统具有从生物浸出废水和强酸性矿山废水中去除砷、铁和硫酸盐的潜力。
2、降流式流化床：逆流化床反应器(IFBR)和逆流湍动床反应器(ITBR)
传统的流化床反应器采用比重大于1且能够呈向上流态化的载体材料。Nikolov和Karamanev探讨了理想生物膜反应器的特性，并在此基础上提出了一种用于生物膜研究的逆流化床反应器(Inversefluidizedbedreactor，IFBR)。Nikolov和Karamanev根据气升原理开发的IFBR内部有一个导流筒，液体能够在反应器中循环流动，或者可以通过将液体从反应器底部再循环到顶部来实现。逆流化的另一种类型为逆流湍动床(inverseturbulentbedreactor，ITBR)，它利用从反应器顶部到底部的沼气循环来实现床层膨胀
逆流化已被用于好氧和厌氧生物过程，例如啤酒厂废水和葡萄酒酿酒厂废水的厌氧处理、硒酸盐生物还原、酸性硫酸盐和含金属废水、好氧淀粉废水、苯酚好氧生物降解以及生物表面活性剂和青霉素的生产等。
相比传统的升流式流化床，降流式流化床的优势在于反应器底部可用于沉淀。Sahinkaya和Gungor提出，降流式流化床中形成的金属硫化物可以通过沉淀，在反应器底部与细胞分离。然而，研究还发现生物还原硫酸盐和金属沉淀时，在升流式流化床反应器中利用电子供体还原硫酸盐的效率更高，而在降流式流化床反应器中会产生较多的甲烷。
3、流化床膜生物反应器
将流化床与超/微滤膜相结合，形成流化床膜生物反应器(Fluidized-bedmembranebioreactor，FB-MR)，综合了传统活性污泥法和生物膜法的优点，通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，改善生长缓慢的微生物的细胞停留时间，提高反应器性能。
Yoo等采用小试分级厌氧FBMR处理生活污水。该过程由两个独立的FBR组成，级是传统厌氧流化床，第二级是FBMR。反应器利用初沉后的生活污水为进水。颗粒活性炭(GAC)的流态化可减弱膜污染，使得在25℃，水力停留时间(HRT)为2.3h的条件下，连续运行192d，废水的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)平均浓度分别为25mg/L和7mg/L。反应器内所产生的甲烷生物质能大于实际能耗，具有巨大的产能潜力。
在另一项研究中，Bae等通过对单级和多级厌氧FBMR的比较(图2)，认为单级厌氧FBR可代替多级厌氧FBR以降低施工和运维成本。在小试取得成功后，该团队又在中试中评价了在不同温度(8～30℃)下处理生活污水的多级厌氧FBMR的工作性能，其出水COD和BOD浓度分别为23mg/L和7mg/L。在这一过程中，仅需0.23kWh/m3的运行电耗。Evans等通过对GAC载体与气相分散厌氧膜生物反应器(AnMBR)的比较，提出了一种由一级GAC载体流化床生物反应器和二级含超滤膜的气相分散AnMBR组成的新型混合式膜反应器(MBR)。该反应器兼具GAC载体流化床能够缩短65%HRT和气相分散AnMBR中膜的性能更加稳定的优点，使得处理方法更加经济、有效。