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摘要：生物膜法是近十几年来发展的新型微生物处理技术，为提高生物膜的处理能力，国内外科研人员从微生物菌种、膜反应器、曝气生物滤池、滤料等方面进行科研工作，其中曝气生物滤池的核心部分是滤料，滤料起着固结微生物的作用，生物膜的附着和脱落直接制约着曝气生物滤池启动和运行的效果，因此，滤料是生物膜法工艺的核心部分。
关键词：生物膜法；污水处理；活性污泥法
1引言
生物膜法在污水处理工艺中是与活性污泥法并行的一种好氧型生物污水处理方法，广泛的应用于工业废水和城市污水处理的二级处理中，也是污水处理的关键环节。与活性污泥法相比，生物膜法具有一些特有优势。比如无需污泥回流，运行管理容易，无污泥膨胀问题，易于微生物生存，运行稳定等。
2 生物膜法的概念和特点
所谓的生物膜法就是以滤料表面作为介质，将微生物附着在其上，进而形成了一层以微生物为主要成分的生物膜。待污水与之接触后，污水中的溶解性有机物容易吸附在生物膜上，产生生物污泥，进而产生净化效果的污水处理方法。
就其特点而言，多样性是最主要的。例如比较明显的就是管理方法简单、费用较低，此外在水量和水质还具有很强的适应能力，不但可以有效减少剩余的污泥量，并且还能弥补活性污泥法污泥丝膨胀的缺点。当然，生物膜法也有自身的缺陷。和传统的活性污泥法比较，生物膜法对温度的要求非常高，过高过低都会对生物膜的功能产生影响，进而降低它的活性导致生物膜坏死。此外，若想要生物膜发挥其作用必须先形成生物膜，也就是使生物附着在滤料表面。除此之外，还需要使生物附着在滤料表面形成生物膜，这样才能够对污水起到净化的作用。生物膜处理污水的效果与选用的滤料比表面积有关。所以在用生物膜法时，需要定期进行更新，从长远角度而言，日常维护显得更为重要。同时，生物膜法对运行条件和工艺设计也是有要求的。
3 生物膜法污水处理技术
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，生物膜成熟，形成有机物、细菌、原生动物、后生动物的复合生态系统。
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。
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4 生物膜法的具体分类及其评价
4.1 生物滤池法
生物滤池法虽然形成的比较晚但却是一种常见的使用方法。它主要由三部分组成，分别是：生物滤池、初沉池、二沉池。这种方法的优点是出水水质相对稳定。当然这种方法也存在着缺点，如占地面积大，易堵塞，对环境卫生影响比较明显。此外塔式生物滤池法也是一种新的方式。由于塔式生物滤池法堵塞的可能性比较小，具有明显的分层、占地面积也小，节约了一定的经济成本，所以比传统的生物滤池使用范围更广。
4.2 生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种综合性污水处理工艺，具体而言，此种方法的优点主要体现在一下两点：首先，它对于抵抗冲击的负荷力强；其次，生物接触氧化法的容积负荷也比较高。由于供养充足，生物膜更新周期快，因此在很大程度上改善了生物膜的活性，提高了净化能力和抵抗冲击的能力。另外，由于活性污泥都吸附在滤料表面，能够有效的降低机械的损耗，减少淤泥量和回流量。这种方法也并不完美，存在着一些缺陷，生物膜容易被滤料堵塞，使得维护的难度和费用增加，增加了管理难度。
4.3 生物流化床
生物流化床技术是一种利用液体和气体分散系，将固体颗粒转化为液态的过程，从而达到净化污水的效果的技术。根据微生物的生长特点可将生物流化床法分为三个处理阶段：一是液体输送阶段，二是固定床阶段，三是流化床阶段。生物流化床的优势主要体现在以下三点：
首先，抗冲击的能力强，容积负荷高。生物流化床的载体通常都是取用小直径固体颗粒作为载体，并且将载体转成为流态，所以，生物流化床易于操作，成本低廉。其次，在生物流化床的培养下微生物的活性强。在分散系中，由于生物颗粒之间的摩擦和碰撞不断地产生，在相互的作用力下生物膜的厚度会逐渐变薄，并且能够均匀的分布在各部分。在处理条件相同的条件下，虽然处理的是同一类污水，但是由于分散的比之前更均匀，也使的反应的速率加快，微生物呼吸速率增强，因此微生物具有很强的活性，费用也很低。另外，污水净化成效好。
当然，这种方法也有一些明显的缺点。首先就是在净化过程中，流动的微生物处于不稳定的状态下，当震动产生时会导致设备产生比较严重的损毁，而且在运动过程中特殊颗粒自身也会发生严重的磨损现象。
4.4 移动床生物膜反应器法
移动床生物膜反应器法是一种新型生物膜污水处理工艺，其工艺介于生物接触氧化法与生物流化床法之间。不仅可以有效的解决生物流化床中的难题，而且对于克服生物接触氧化法中存在的滤料堵塞问题具有重要意义。总而言之，这种方法的使用效果十分理想。
这种方法的使用原理比较简单，就是用颗粒状材料来当作生物膜的载体，这种材料的密度和水十分接近，使溶解性有机物易被颗粒材料所吸附，形成生物污泥，从而对污水起到净化作用。移动床生物膜反应器有很多的优点，最突出的是其具有浓度较高微生物、较长的食物链的特点。此外，在流化过程中能量消耗较少，传质速率高，使得水容易和载体结合，这一切均要归功于生物膜的载体密度与水较为契合的特点。另外，移动床生物膜反应器法占地少、能耗低，结构设计紧密，在很大程度上减少了运行维护和建设中所需的投资费用。因为上述的各种优势使得移动床生物膜反应器法在污水处理这个问题中得到了广泛的推广和使用。
5 结语
概述了生物膜法的概念和特点，介绍了生物膜法的分类和相应的优缺点，并结合污水处理的工作实践就生物膜法技术的应用谈了一些经验和体会。实践证明：生物膜法处理污水发展前景非常广阔。
参考文献
[1]成英俊，张捍民．生物膜—膜生物反应器脱氮除磷性能[J]．中国环境科学，2004，24（1）：72-75．
[2]王海燕，杨帆．生物膜系统处理焦化废水的研究[J]．煤炭科学技术．2007，35（2）：62-67．
[3]李咏梅，顾国雄．焦化废水中几种含氮杂环有机物在A1－A2－O系统中的降解特性研究[J]．环境科学学报．2002，22（1）：34-39．
论文作者:王长毅
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/20
标签：生物论文; 微生物论文; 滤池论文; 污泥论文; 流化床论文; 污水处理论文; 污水论文; 《基层建设》2017年第30期论文;