目录生物膜法的工艺流程 生物膜法净水的机理是什么 什么是生物膜法，有哪几种类型 什么是生物膜法 生物膜法的基本原理是什么?
生物膜法与活性污泥法并列的一类敏液缺废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法。主要用于去除废水中溶解性桥辩的和胶埋陪体状的有机污染物。
生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纤维）为载体，在其表面形成一种特殊的生物膜，生物膜表面积大，可为微生物提供较大的附着表面，有利于加强对污染物的降解作用。其反应过程是：①基质向生物膜表面扩散，②在生物膜内部扩散，③微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应，④代谢生成物排出生物膜。
生物膜法主要工艺方法有生物廊道、生物滤池、生物接触氧化池等。生物膜法具有较高的处理效率，对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果。它的有机岁困负荷较高，接触停留时间短，减少占地面积，节省投资。此外，运行管理时没有污泥膨胀和污泥回流问题，且耐冲击负荷。日本、韩国等都有对江河大水体修复的工程实例。
生物膜水解塌携酸化—生物膜接触氧化工艺在稳定性、抗冲击性、生物菌种耐温性等团雀伏方面均能满足实际需要，并且处理装置易维护，技术可靠。
生物膜法的工艺流程
生物膜法有多种分类，按照微生物附着的载体存在状态可分为固定床生物膜法和流动床生物膜法。固定床生物膜分为生物滤池和生物接触氧化法等，流动床生物膜法包括生物流化床和移动床等。
按照生物膜被污水浸没的程度生物膜法又可分为浸没式生物膜法、半浸没式生物膜法和非浸没式生物膜法。常见的浸没式生物膜法包括生物接触氧化池、曝气生物滤池等，常见的半浸没式生物膜法有生物转盘，常见告枯的非浸没式生物膜法有生物滤池，生物滤池又分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池三种类型。
1.普通生物滤池
⑴工艺流程
普通生物滤池又名滴滤池，是生物滤池早期出现的类型，即第一代的生物滤池。污水先进入初沉池，去除可沉的悬浮物，接着进入生物滤池。经过滤池处理的污水和生物滤料上脱落的老化生物膜流入二沉池，经过固液分离后，排出净化水。
⑵构造
普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水等四部分组成。
①池体
其平面形式多呈方形、矩形或圆形，池橡友塌壁一般用砖石或钢筋混凝土筑造而成。
②滤料
滤料表面有生物膜附着，是净化污水的主体，滤料对生物滤池的工作效能影响较大。生物滤池一般采用实心拳状无机滤料，如碎石、卵石和炉渣等。近年来，生物滤池多采用塑料滤料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波纹板、蜂窝管、环状以及空圆柱等复合式滤料，其特点是质轻、强度高、耐腐蚀、比表面积大、孔隙率高，从而大大改善了膜生长及通风条件，使处理能力大大提高。
③布水装置
普通生物滤池多采用固定式喷嘴布水，主要由虹吸装置、配水池、布水管道和喷嘴等部分组成。
④排水
普通生物滤池底部的排水，位于滤料层的下面，主要起收集及排出处理后的废水，保证通风和支撑滤料的作用。排水通常分为两层，即包括滤料下的渗水装置和底板处的集水沟和排水沟。
⑶工艺特点
①普通生物滤池一般适用于处理每日污水量不大于1000m3的小城镇污水和有机工业废水，净化效率高，处理效果梁圆好，出水水质稳定。
②基建投资省，运行稳定，易于管理，动力消耗低，节省能源。
③剩余污泥量小。
④负荷较低，占地面积大，不适用于处理水量较大的废水，且其冲刷能力不足，易引起滤料内生物膜积累和堵塞，从而影响滤池内的通风，运行过程中会产生滤池蝇，且卫生条件较差，因此，使用受到限制。高负荷生物滤池
2.高负荷生物滤池
⑴特征
高负荷生物滤池是继普通生物滤池之后为解决普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端而开发出来的的第二代工艺。与普通生物滤池相比，其负荷能力大大提高，BOD5容积负荷一般为普通生物滤池6～8倍，水力负荷则为普通生物滤池的10倍，因此，它的池体较小，占地面积较少，卫生条件较好，比较适合于浓度和流量变化较大的废水处理
⑵构造
其构造与普通生物滤池的构造基本相同，常用的高负荷生物滤池一般由钢筋或砖石砌筑而成，池平面有矩形、圆形或多边形，其中以圆形为多，主要组成部分是滤料、池壁、排水和布水。与普通生物滤池的不同之处有：
①滤池表面多呈圆形，滤料一般采用表面光滑的卵石或石英石，滤料总厚度为2～4m。滤料直径增大，一般采用40～100mm的滤料，因而孔隙率较高，滤料层亦由底部的承托层和其上的工作层组成。
②高负荷生物滤池多采用连续工作的旋转式布水器，由进水竖管和可旋转的布水横管组成。
③生物膜经常剥落、更新，并连续地随废水排出池外。
④池内不易出现硝化反应，出水中没有或少有硝酸盐，BOD5常大于30mg/L。
⑤二次沉淀池的污泥呈褐色，没有完全氧化，容易腐化。
⑶典型工艺流程
高负荷生物滤池采取处理水回流的措施后，具有多种多样的流程。教材167页图2-2-23所示为一级高负荷滤池的典型工艺流程。流程a中将生物滤池出水直接回流至滤池，并且二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污泥。该有助于生物膜的接种，促进生物膜的更新，同时对初次沉淀池的沉淀效果将有所提高，但回流的生物膜易堵塞滤料。流程b中处理水回流至滤池前，可避免加大初次沉淀池的容积。流程c中处理水和生物污泥均回流至初次沉淀池，提高了初沉池的效果，加大了滤池的水力负荷。流程d中不设二沉池，滤池出水(含生物污泥)直接回流至初次沉淀池，从而使初次沉淀池的'效果得到提高，并兼作二次沉淀池的功能，具有提高初沉池的沉淀效率和节省二沉池的优点，该流程适用于含悬浮固体量较高而溶解性有机物浓度较低的废水。流程e中滤池出水回流至初次沉淀前，生物污泥也由二次沉淀池回流至初次沉淀池。当原水有机物浓度较高时，为了避免单个生物滤池的深度过大或者当处理后的废水水质要求较高时，可以将两个高负荷生物滤池串联起来使用，形成二级生物滤池。二级生物滤池具有多种流程，例如教材168页三种典型的流程，流程a中，一级滤池产生的生物膜和出水一部分进入第二级生物滤池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一级滤池的水力负荷;流程b中，一部分初沉池出水超越到二级生物滤池，提高了有机物负荷，一级滤池产生的生物膜和出水一部分进入二级生物滤池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一级滤池的水力负荷;流程c中，采用二级生物滤池出水进行循环稀释进水和增加水力负荷。在这几个流程中均不设中间沉淀池，目的是保持二级生物滤池的生物量。
⑷高负荷生物滤池的特点
①高负荷生物滤池克服了普通生物滤池的缺陷，例如，高负荷生物滤池的表面水力负荷与BOD容积负荷较高，运行简单，滋生的滤池蝇较少等;②运行比较稳定;③剩余污泥量小;④占地面积大;⑤工艺中需要较大的水头跌落，一般超过3m;⑥需二次提升。
3.塔式生物滤池
塔式生物滤池属第三代生物滤池，是受到污水生物处理工程界重视和应用较广泛的一种滤池。
⑴塔式生物滤池在构造和净化功能方面的特征
①塔式生物滤池水流落差大，紊动强烈，使生物膜受到强烈的水力冲刷，从而保持良好的活性。
②塔式生物滤池的水力负荷较高，是高负荷生物滤池的2～10倍，BOD负荷也较高，是高负荷生物滤池的2～3倍，进水BOD浓度可提高到500mg/L。
③塔式生物滤池内部存在着明显的分层现象，在各层生长着种属不同但又适应该层废水性质的生物菌群，有助于微生物的增殖、代谢，有助于有机污染物的降解、去除，所以能承受较大的有机物和有毒物质的冲击负荷。
④占地面积小，经常运行费用较低，但基建投资较大，BOD去除率较低，适用于处理城市污水和各种工业有机废水，但只适宜于少量污水的处理。
⑤由于高度大，水力负荷大，使滤池内水流紊动强烈，废水与空气及生物膜的接触非常充分。
⑥由于BOD负荷高，使生物膜生长迅速，同时由于水力负荷较高，使生物膜受到强烈的水力冲刷，从而使生物膜不断脱落，加快更新，塔内的生物膜也能够经常保持较好的活性。
⑦不需专设供氧设备。
⑧对冲击负荷有较强的适应能力，所以常用于高浓度工业废水第二段生物处理的第一段，以大幅度地去除有机污染物，保证第二段处理经常能够取得高度稳定的效果。
⑵构造
塔式生物滤池在平面上多呈圆形，主要由塔身、滤料、布水设备、通风装置和排水所组成。
①塔身
塔身主要起滤料的作用，可用钢筋混凝土结构、砖结构、钢结构或钢框架与塑料板面的混合结构。塔的高度在一定程度上能够影响塔式生物滤池对废水的处理效果。
②滤料
塔式生物滤池一般都采用质轻的滤料，如纸质蜂窝滤料、玻璃布蜂窝、塑料蜂窝、和聚氯乙烯斜交错波纹板以及隔膜塑料管等。
③布水装置
塔式生物滤池的布水装置与一般生物滤池的基本相同，对大中型塔式生物滤池多采用旋转式布水器，可用电机驱动，也可以靠水的反作用力驱动，对小型塔式生物滤池则多采用固定式喷嘴布水，也可以使用多孔管和溅水型筛板等布水。
④通风与集水设备
在滤塔的底部设有一集水池，以收集处理水，并由管渠连续排入二沉池或气浮池进行泥水分离。集水池水面以上开有许多通风窗口，为了保证空气流畅，集水池最高水位与最下层层底面之间的空间高度，一般不应小于0.5m，周围开有许多通风孔当污水中含有易挥发的有毒物质时，为了防止污染空气，一般应采用机械通风，尾气应经过水洗去除有毒物质后才能排入大气。
;污水处理生物膜法的优点，相较传统的废水生物处理技术，MBR膜法水处理技术与传统废水生物处理技术有机结合，提高了固液分离效率，曝气池中活性污泥浓度较大，生化反应携旦速率也相对提高，减少了运行过程中产生的污泥量，由此节省了许多污泥处理的有关费用。
但辩唯扰MBR膜法水处理技术也山念有其局限性，MBR膜属于微滤膜，易结垢、含油类物质和黏稠性物质较多的废水如果使用MBR膜法水处理容易造成堵塞，MBR膜法水处理技术的维护也是一个令人头疼的问题。
污水处理生物膜法也是城市污水二级生物处理的一种常用方法，具有以下优点：
一是生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀。
二是微生物固着在载体表面、世代时间较长的微生物也能增殖，生物相对更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少。三是能够处理低浓度的污水。
污水处理生物膜法的不足之处在于生物膜载体增加了的投资；载体材料的比表面积小，反应装置容积有限、空间效率低，在处理城市污水时处理效率比活性污泥法低；附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差；靠自然通风供氧，不如活性污泥供氧充足，容易产生厌氧。
生物膜法是使微生物附着在载体表面上，污水在流经载体表面过程中，通过有机营养物的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物进行分解。在生物膜反应器中，污染物、溶解氧及各种必须营养物首先要经过液相扩散到生物膜表面，进而到生物膜内部；只有扩散到生物膜表面或内部的污染物才能有机会被生物膜微生物所分解和转化，最终形成各种代谢产物（CO2、水等）。随着时间延长（30天左右），生物膜沿水流方向分布及微生物组成及对有机物降解功能达到平衡和稳定的状态，生物膜猛拆握成熟，形成有机物、细菌、原生动物、后生动物的复合生态。
在生物膜的最外层形成以好氧型微生物为主体的生物膜层，而在好氧层的深部由扩散作用制约了溶解氧的渗透往往形成厌氧区。在这里，由于厌氧菌的作用，硫化氢、氨和有机酸等物质容易积累。但是，如果体系供氧充御州分，厌氧层的厚度会被压缩至某一限度，形成的有机酸在异养菌的作用下转化为CO2和水，而氨及硫化氢在自养菌作用下被氧化成各种稳定盐类。随着厌氧代谢产物增多，固着力减弱，生物膜老化、脱落。
第一章 污水处理的生物膜与生物膜反应器；第二章 微生物在载体表面的固定机理；第三章 生物膜载体的选择与细胞固定技术；第四章 生物膜增长及底物去除动力学；第五章 生物膜微生物的能量代谢理论；第六章 生物膜分析技术；第七章 影响生物膜反应器运行的主要因素；第八章 典型生物膜反应器工艺枝庆；第九章 实用新型生物膜反应器工艺；第十章 生物膜/悬浮生长联合处理工艺。
