污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術(shù)。這種處理法的實(shí)質(zhì)是使細(xì)菌和菌類相關(guān)的微生物和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物附著在濾料或某些載體上生長(zhǎng)繁育，并在其上形成膜狀生物污泥-生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機(jī)污染物，作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。污水的生物膜處理法既是古老的，又是發(fā)展中的污水生物處理技術(shù)。迄今為止，屬于生物膜處理法的工藝主要有生物濾池（普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池）、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化設(shè)備、生物流化床、曝氣生物濾池（BAF）及派生工藝、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）等。
生物膜處理法的基本原理
根據(jù)生物膜處理工藝系統(tǒng)內(nèi)微生物附著生長(zhǎng)載體的狀態(tài)，生物膜工藝可以劃分為固定床和流動(dòng)床兩大類。在固定床中，附著的生長(zhǎng)載體固定不動(dòng)，在反應(yīng)器內(nèi)的相對(duì)位置基本不變；而在流動(dòng)床中，附著生長(zhǎng)載體不固定，在反應(yīng)器內(nèi)處于連續(xù)流動(dòng)的狀態(tài)。基于操作時(shí)是否有氧氣的參與，各生物膜工藝或者處于好氧狀態(tài)，或者處于缺氧和厭氧狀態(tài)。
污水與濾料或某種載體流動(dòng)接觸，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，后者的表面將會(huì)為一種膜狀污泥-生物膜所覆蓋。隨后生物膜逐漸發(fā)展成熟，其標(biāo)志是：生物膜沿水流方向的分布，在其上由細(xì)菌及各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)以及其對(duì)有機(jī)物的降解功能都達(dá)到了平衡和穩(wěn)定的狀態(tài)。從開(kāi)始形成到成熟，生物膜要經(jīng)歷潛伏和生長(zhǎng)兩個(gè)階段，一般的城市污水，在20℃左右的條件下大致需要30d左右的時(shí)間。
生物膜是高度親水的物質(zhì)，在污水不斷在其表面更新的條件下，在其外側(cè)總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質(zhì)，在膜的表面和一定深度的內(nèi)部生長(zhǎng)繁殖著大量的各種類型的微生物和微型動(dòng)物，并形成有機(jī)污染物一細(xì)菌一原生動(dòng)物（后生動(dòng)物）的食物鏈。
生物膜在其形成與成熟后，由于微生物不斷增殖，生物膜的厚度不斷增加，在增厚到一定程度后，在氧不能透入的里側(cè)深部轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，形成厭氧性膜。這樣，生物膜便由好氧和厭氧兩層組成。好氧生物膜層厚度一般為2mm左右，有機(jī)物的降解主要是在好氧層內(nèi)進(jìn)行。
在生物膜內(nèi)、外，生物膜與水層之間進(jìn)行著多種物質(zhì)的傳遞過(guò)程。空氣中的氧溶解于流動(dòng)水層中，從那里通過(guò)附著水層傳遞給生物膜，供微生物用于呼吸；污水中的有機(jī)污染物則由流動(dòng)水層傳遞給附著水層，然后進(jìn)入生物膜，并通過(guò)細(xì)菌的代謝活動(dòng)而被降解，這樣就使污水在其流動(dòng)過(guò)程中逐步得到凈化。微生物的代謝產(chǎn)物如H2O等則通過(guò)附著水層進(jìn)入流動(dòng)水層，并隨其排走，而CO2及厭氧層分解產(chǎn)物如H2S、NH3以及CH1等氣態(tài)代謝產(chǎn)物則溶解于水中或從水層逸出進(jìn)入空氣中。
當(dāng)厭氧層還不厚時(shí)，它與好氧層保持著一定的平衡與穩(wěn)定關(guān)系。好氧層能夠維持正常的凈化功能，但當(dāng)厭氧層逐漸加厚并達(dá)到一定的程度后，其代謝產(chǎn)物也逐漸增多。這些產(chǎn)物向外側(cè)逸出，必然要透過(guò)好氧層，使好氧層的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)遭到破壞，從而失去了這兩種膜層之間的平衡關(guān)系；又因氣態(tài)代謝產(chǎn)物的不斷逸出，減弱了生物膜在載體、填料上的固著力，處于這種狀態(tài)的生物膜即為老化生物膜。老化生物膜凈化功能較差且易于脫落。生物膜脫落后生成新的生物膜，新生生物膜需在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才能充分發(fā)揮其凈化功能。生物膜在運(yùn)行過(guò)程中比較理想的情況是：減緩生物膜的老化進(jìn)程，不使厭氧層過(guò)分增長(zhǎng)，加快好氧膜的更新，而且盡量使生物膜不集中脫落。
生物膜處理方法的主要特征
1、微生物特征
（1）參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化
（2）生物的食物鏈長(zhǎng)
（3）能夠存活時(shí)間較長(zhǎng)的微生物
（4）分段運(yùn)行與優(yōu)占種屬
2、處理工藝方面的特征
（1）對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性
（2）污泥沉降性能良好，宜于固液分離
（3）能夠處理低濃度的污水
（4）易于維護(hù)運(yùn)行、節(jié)能。
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