目錄生物膜法的工藝流程 生物膜法凈水的機理是什么 什么是生物膜法，有哪幾種類型 什么是生物膜法 生物膜法的基本原理是什么?
生物膜法與活性污泥法并列的一類敏液缺廢水好氧生物處理技術，是一種固定膜法。主要用于去除廢水中溶解性橋辯的和膠埋陪體狀的有機污染物。
生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，在其表面形成一種特殊的生物膜，生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解作用。其反應過程是：①基質向生物膜表面擴散，②在生物膜內部擴散，③微生物分泌的酵素與催化劑發生化學反應，④代謝生成物排出生物膜。
生物膜法主要工藝方法有生物廊道、生物濾池、生物接觸氧化池等。生物膜法具有較高的處理效率，對于受有機物及氨氮輕度污染水體有明顯的效果。它的有機歲困負荷較高，接觸停留時間短，減少占地面積，節省投資。此外，運行管理時沒有污泥膨脹和污泥回流問題，且耐沖擊負荷。日本、韓國等都有對江河大水體修復的工程實例。
生物膜水解塌攜酸化—生物膜接觸氧化工藝在穩定性、抗沖擊性、生物菌種耐溫性等團雀伏方面均能滿足實際需要，并且處理裝置易維護，技術可靠。
生物膜法的工藝流程
生物膜法有多種分類，按照微生物附著的載體存在狀態可分為固定床生物膜法和流動床生物膜法。固定床生物膜分為生物濾池和生物接觸氧化法等，流動床生物膜法包括生物流化床和移動床等。
按照生物膜被污水浸沒的程度生物膜法又可分為浸沒式生物膜法、半浸沒式生物膜法和非浸沒式生物膜法。常見的浸沒式生物膜法包括生物接觸氧化池、曝氣生物濾池等，常見的半浸沒式生物膜法有生物轉盤，常見告枯的非浸沒式生物膜法有生物濾池，生物濾池又分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和塔式生物濾池三種類型。
1.普通生物濾池
⑴工藝流程
普通生物濾池又名滴濾池，是生物濾池早期出現的類型，即第一代的生物濾池。污水先進入初沉池，去除可沉的懸浮物，接著進入生物濾池。經過濾池處理的污水和生物濾料上脫落的老化生物膜流入二沉池，經過固液分離后，排出凈化水。
⑵構造
普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水等四部分組成。
①池體
其平面形式多呈方形、矩形或圓形，池橡友塌壁一般用磚石或鋼筋混凝土筑造而成。
②濾料
濾料表面有生物膜附著，是凈化污水的主體，濾料對生物濾池的工作效能影響較大。生物濾池一般采用實心拳狀無機濾料，如碎石、卵石和爐渣等。近年來，生物濾池多采用塑料濾料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波紋板、蜂窩管、環狀以及空圓柱等復合式濾料，其特點是質輕、強度高、耐腐蝕、比表面積大、孔隙率高，從而大大改善了膜生長及通風條件，使處理能力大大提高。
③布水裝置
普通生物濾池多采用固定式噴嘴布水，主要由虹吸裝置、配水池、布水管道和噴嘴等部分組成。
④排水
普通生物濾池底部的排水，位于濾料層的下面，主要起收集及排出處理后的廢水，保證通風和支撐濾料的作用。排水通常分為兩層，即包括濾料下的滲水裝置和底板處的集水溝和排水溝。
⑶工藝特點
①普通生物濾池一般適用于處理每日污水量不大于1000m3的小城鎮污水和有機工業廢水，凈化效率高，處理效果梁圓好，出水水質穩定。
②基建投資省，運行穩定，易于管理，動力消耗低，節省能源。
③剩余污泥量小。
④負荷較低，占地面積大，不適用于處理水量較大的廢水，且其沖刷能力不足，易引起濾料內生物膜積累和堵塞，從而影響濾池內的通風，運行過程中會產生濾池蠅，且衛生條件較差，因此，使用受到限制。高負荷生物濾池
2.高負荷生物濾池
⑴特征
高負荷生物濾池是繼普通生物濾池之后為解決普通生物濾池在凈化功能和運行中存在的實際弊端而開發出來的的第二代工藝。與普通生物濾池相比，其負荷能力大大提高，BOD5容積負荷一般為普通生物濾池6～8倍，水力負荷則為普通生物濾池的10倍，因此，它的池體較小，占地面積較少，衛生條件較好，比較適合于濃度和流量變化較大的廢水處理
⑵構造
其構造與普通生物濾池的構造基本相同，常用的高負荷生物濾池一般由鋼筋或磚石砌筑而成，池平面有矩形、圓形或多邊形，其中以圓形為多，主要組成部分是濾料、池壁、排水和布水。與普通生物濾池的不同之處有：
①濾池表面多呈圓形，濾料一般采用表面光滑的卵石或石英石，濾料總厚度為2～4m。濾料直徑增大，一般采用40～100mm的濾料，因而孔隙率較高，濾料層亦由底部的承托層和其上的工作層組成。
②高負荷生物濾池多采用連續工作的旋轉式布水器，由進水豎管和可旋轉的布水橫管組成。
③生物膜經常剝落、更新，并連續地隨廢水排出池外。
④池內不易出現硝化反應，出水中沒有或少有硝酸鹽，BOD5常大于30mg/L。
⑤二次沉淀池的污泥呈褐色，沒有完全氧化，容易腐化。
⑶典型工藝流程
高負荷生物濾池采取處理水回流的措施后，具有多種多樣的流程。教材167頁圖2-2-23所示為一級高負荷濾池的典型工藝流程。流程a中將生物濾池出水直接回流至濾池，并且二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污泥。該有助于生物膜的接種，促進生物膜的更新，同時對初次沉淀池的沉淀效果將有所提高，但回流的生物膜易堵塞濾料。流程b中處理水回流至濾池前，可避免加大初次沉淀池的容積。流程c中處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，加大了濾池的水力負荷。流程d中不設二沉池，濾池出水(含生物污泥)直接回流至初次沉淀池，從而使初次沉淀池的'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節省二沉池的優點，該流程適用于含懸浮固體量較高而溶解性有機物濃度較低的廢水。流程e中濾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。當原水有機物濃度較高時，為了避免單個生物濾池的深度過大或者當處理后的廢水水質要求較高時，可以將兩個高負荷生物濾池串聯起來使用，形成二級生物濾池。二級生物濾池具有多種流程，例如教材168頁三種典型的流程，流程a中，一級濾池產生的生物膜和出水一部分進入第二級生物濾池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一級濾池的水力負荷;流程b中，一部分初沉池出水超越到二級生物濾池，提高了有機物負荷，一級濾池產生的生物膜和出水一部分進入二級生物濾池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一級濾池的水力負荷;流程c中，采用二級生物濾池出水進行循環稀釋進水和增加水力負荷。在這幾個流程中均不設中間沉淀池，目的是保持二級生物濾池的生物量。
⑷高負荷生物濾池的特點
①高負荷生物濾池克服了普通生物濾池的缺陷，例如，高負荷生物濾池的表面水力負荷與BOD容積負荷較高，運行簡單，滋生的濾池蠅較少等;②運行比較穩定;③剩余污泥量小;④占地面積大;⑤工藝中需要較大的水頭跌落，一般超過3m;⑥需二次提升。
3.塔式生物濾池
塔式生物濾池屬第三代生物濾池，是受到污水生物處理工程界重視和應用較廣泛的一種濾池。
⑴塔式生物濾池在構造和凈化功能方面的特征
①塔式生物濾池水流落差大，紊動強烈，使生物膜受到強烈的水力沖刷，從而保持良好的活性。
②塔式生物濾池的水力負荷較高，是高負荷生物濾池的2～10倍，BOD負荷也較高，是高負荷生物濾池的2～3倍，進水BOD濃度可提高到500mg/L。
③塔式生物濾池內部存在著明顯的分層現象，在各層生長著種屬不同但又適應該層廢水性質的生物菌群，有助于微生物的增殖、代謝，有助于有機污染物的降解、去除，所以能承受較大的有機物和有毒物質的沖擊負荷。
④占地面積小，經常運行費用較低，但基建投資較大，BOD去除率較低，適用于處理城市污水和各種工業有機廢水，但只適宜于少量污水的處理。
⑤由于高度大，水力負荷大，使濾池內水流紊動強烈，廢水與空氣及生物膜的接觸非常充分。
⑥由于BOD負荷高，使生物膜生長迅速，同時由于水力負荷較高，使生物膜受到強烈的水力沖刷，從而使生物膜不斷脫落，加快更新，塔內的生物膜也能夠經常保持較好的活性。
⑦不需專設供氧設備。
⑧對沖擊負荷有較強的適應能力，所以常用于高濃度工業廢水第二段生物處理的第一段，以大幅度地去除有機污染物，保證第二段處理經常能夠取得高度穩定的效果。
⑵構造
塔式生物濾池在平面上多呈圓形，主要由塔身、濾料、布水設備、通風裝置和排水所組成。
①塔身
塔身主要起濾料的作用，可用鋼筋混凝土結構、磚結構、鋼結構或鋼框架與塑料板面的混合結構。塔的高度在一定程度上能夠影響塔式生物濾池對廢水的處理效果。
②濾料
塔式生物濾池一般都采用質輕的濾料，如紙質蜂窩濾料、玻璃布蜂窩、塑料蜂窩、和聚氯乙烯斜交錯波紋板以及隔膜塑料管等。
③布水裝置
塔式生物濾池的布水裝置與一般生物濾池的基本相同，對大中型塔式生物濾池多采用旋轉式布水器，可用電機驅動，也可以靠水的反作用力驅動，對小型塔式生物濾池則多采用固定式噴嘴布水，也可以使用多孔管和濺水型篩板等布水。
④通風與集水設備
在濾塔的底部設有一集水池，以收集處理水，并由管渠連續排入二沉池或氣浮池進行泥水分離。集水池水面以上開有許多通風窗口，為了保證空氣流暢，集水池最高水位與最下層層底面之間的空間高度，一般不應小于0.5m，周圍開有許多通風孔當污水中含有易揮發的有毒物質時，為了防止污染空氣，一般應采用機械通風，尾氣應經過水洗去除有毒物質后才能排入大氣。
;污水處理生物膜法的優點，相較傳統的廢水生物處理技術，MBR膜法水處理技術與傳統廢水生物處理技術有機結合，提高了固液分離效率，曝氣池中活性污泥濃度較大，生化反應攜旦速率也相對提高，減少了運行過程中產生的污泥量，由此節省了許多污泥處理的有關費用。
但辯唯擾MBR膜法水處理技術也山念有其局限性，MBR膜屬于微濾膜，易結垢、含油類物質和黏稠性物質較多的廢水如果使用MBR膜法水處理容易造成堵塞，MBR膜法水處理技術的維護也是一個令人頭疼的問題。
污水處理生物膜法也是城市污水二級生物處理的一種常用方法，具有以下優點：
一是生物膜對污水水質、水量的變化有較強的適應性，管理方便，不會發生污泥膨脹。
二是微生物固著在載體表面、世代時間較長的微生物也能增殖，生物相對更為豐富、穩定，產生的剩余污泥少。三是能夠處理低濃度的污水。
污水處理生物膜法的不足之處在于生物膜載體增加了的投資；載體材料的比表面積小，反應裝置容積有限、空間效率低，在處理城市污水時處理效率比活性污泥法低；附著于固體表面的微生物量較難控制，操作伸縮性差；靠自然通風供氧，不如活性污泥供氧充足，容易產生厭氧。
生物膜法是使微生物附著在載體表面上，污水在流經載體表面過程中，通過有機營養物的吸附、氧向生物膜內部的擴散以及在膜中所發生的生物氧化等作用，對污染物進行分解。在生物膜反應器中，污染物、溶解氧及各種必須營養物首先要經過液相擴散到生物膜表面，進而到生物膜內部；只有擴散到生物膜表面或內部的污染物才能有機會被生物膜微生物所分解和轉化，最終形成各種代謝產物（CO2、水等）。隨著時間延長（30天左右），生物膜沿水流方向分布及微生物組成及對有機物降解功能達到平衡和穩定的狀態，生物膜猛拆握成熟，形成有機物、細菌、原生動物、后生動物的復合生態。
在生物膜的最外層形成以好氧型微生物為主體的生物膜層，而在好氧層的深部由擴散作用制約了溶解氧的滲透往往形成厭氧區。在這里，由于厭氧菌的作用，硫化氫、氨和有機酸等物質容易積累。但是，如果體系供氧充御州分，厭氧層的厚度會被壓縮至某一限度，形成的有機酸在異養菌的作用下轉化為CO2和水，而氨及硫化氫在自養菌作用下被氧化成各種穩定鹽類。隨著厭氧代謝產物增多，固著力減弱，生物膜老化、脫落。
第一章 污水處理的生物膜與生物膜反應器；第二章 微生物在載體表面的固定機理；第三章 生物膜載體的選擇與細胞固定技術；第四章 生物膜增長及底物去除動力學；第五章 生物膜微生物的能量代謝理論；第六章 生物膜分析技術；第七章 影響生物膜反應器運行的主要因素；第八章 典型生物膜反應器工藝枝慶；第九章 實用新型生物膜反應器工藝；第十章 生物膜/懸浮生長聯合處理工藝。
