生物膜法是一種高效的廢水處理方法，具有污泥量少，不會(huì)引起污泥膨脹，對(duì)廢水的水質(zhì)和水量的變動(dòng)具有較好的適應(yīng)能力，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。廢液減排處理設(shè)備

生物膜法是使微生物附著在載體表面上并形成生物膜，當(dāng)污水流經(jīng)載體表面時(shí)，污水中的有機(jī)物及溶解氧向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散。膜內(nèi)微生物在有氧存在的情況下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解代謝和機(jī)體合成代謝，同時(shí)分解的代謝產(chǎn)物從生物膜擴(kuò)散到水相和空氣中，從而使廢水中的有機(jī)物得以降解。

活性污泥法和生物膜法的區(qū)別不僅僅是微生物的懸浮與附著之分，更重要的是擴(kuò)散過(guò)程在生物膜處理系統(tǒng)中是一個(gè)必須考慮的因素。

在生物膜反應(yīng)器中，有機(jī)污染物、溶解氧及各種必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)首先要從液相擴(kuò)散到生物膜表面，進(jìn)而進(jìn)到生物膜內(nèi)部，只有擴(kuò)散到生物膜表面或內(nèi)部的污染物才有可能被生物膜內(nèi)微生物分解與轉(zhuǎn)化，最終形成各種代謝產(chǎn)物。

另外，在生物膜反應(yīng)器中，由于微生物被固定在載體上，從而實(shí)現(xiàn)了SRT與HRT(水力停留時(shí)間)的分離，使得增殖速率慢的微生物也能生長(zhǎng)繁殖。因此，生物膜是一穩(wěn)定的、多樣的微生物生態(tài)系統(tǒng)。

01生物膜的形成原理(掛膜過(guò)程)

生物膜的形成過(guò)程是微生物吸附、生長(zhǎng)、脫落等綜合作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

首先，懸浮于液相中的有機(jī)污染物及微生物移動(dòng)并附著在載體表面上;然后，附著在載體上的微生物對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，并發(fā)生代謝、生長(zhǎng)、繁殖等過(guò)程，并逐漸在載體的局部區(qū)域形成薄的生物膜，這層生物膜具有生化活性，又可進(jìn)一步吸附、分解廢水中有機(jī)污染物，直至最后形成一層將載體完全包裹的成熟的生物膜。

根據(jù)Characklis、Liu等人的研究，微生物膜的形成通常經(jīng)歷載體表面改良、可逆附著、不可逆附著、生物膜形成四個(gè)階段，廢液減排處理設(shè)備備具體描述如下：

微生物在載體上的掛膜可分為微生物吸附和固著生長(zhǎng)兩個(gè)階段。載體加入水體以后，首先進(jìn)入吸附期。有部分微生物和絲狀物質(zhì)已經(jīng)附著在載體表面，附著了較多物質(zhì)的位置往往是載體的凹處，不容易被水流剪切的地方。此時(shí)懸浮液中的微生物大量增長(zhǎng)，出現(xiàn)較明顯的一個(gè)污泥層。

經(jīng)過(guò)不可逆附著以后，微生物在載體表面獲得一個(gè)比較穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，在供氧和底物充足的情況下，吸附在載體上的污泥中的微生物很快就開(kāi)始生長(zhǎng)。

隨著培養(yǎng)馴化時(shí)間的增長(zhǎng)，在載體表面生長(zhǎng)的生物膜也迅速增長(zhǎng)，逐漸覆蓋整個(gè)載體表面，并開(kāi)始增厚。但生物膜的生長(zhǎng)并不均勻，在載體比較突出的地方，生物膜比較薄，而凹處則會(huì)長(zhǎng)出相當(dāng)繁盛的菌落，可見(jiàn)水力剪切對(duì)生物膜的生長(zhǎng)具有重要的影響。在載體表面附著生長(zhǎng)的微生物種類(lèi)也很繁多，除了累枝蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)外，還可觀察到絲狀菌、球菌、桿菌等，還有一些游泳性的細(xì)菌在活動(dòng)。隨著載體上附著了越來(lái)越多的生物膜，載體的表觀密度逐漸會(huì)下降，變得更輕，更容易流態(tài)化，同時(shí)在下降區(qū)的載體下降速度有所變慢。

02生物膜形成的影響因素

生物膜的形成與載體表面性質(zhì)(載體表面親水性、表面電荷、表面化學(xué)組成和表面粗糙度)、微生物的性質(zhì)(微生物的種類(lèi)、培養(yǎng)條件、活性和濃度)及環(huán)境因素(PH值、離子強(qiáng)度、水力剪切力、溫度、營(yíng)養(yǎng)條件及微生物與載體的接觸時(shí)間)等因素有關(guān)。

03掛膜過(guò)程中的影響因素

生物載體掛膜過(guò)程中的作用力

生物載體掛膜過(guò)程中的作用力直接促成了微生物與載體表面的直接作用，在整個(gè)生物膜形成過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。生物載體在掛膜過(guò)程的作用力較為復(fù)雜，這里詳細(xì)分析與生物載體表面理化特性有關(guān)的物理力，如范德華力、靜電作用力、表面張力、水動(dòng)力外，還有湍流擴(kuò)散力、表面剪切力、載體運(yùn)動(dòng)引起的力等。廢液減排處理設(shè)備

溫度是影響生物活性和代謝能力的關(guān)鍵因素，其對(duì)硝化反應(yīng)過(guò)程的影響主要在于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)規(guī)律及生物活性上。

溫度對(duì)生物活性的影響表現(xiàn)為：一是對(duì)生化反應(yīng)速率的影響;二是對(duì)氧的傳質(zhì)速率的影響。

載體比表面積、表面粗糙度對(duì)生物膜附著性能的影響

微生物的表面積、表面粗糙度形成初期生物膜的主要因素。大的比表面積、粗糙度提高了載體對(duì)微生物的捕捉能力。

廢液減排處理設(shè)備表面粗糙度大的載體對(duì)水流具有更強(qiáng)的重新分布能力使反應(yīng)器內(nèi)水流對(duì)載體上生物膜的剪切力變小，同時(shí)為微生物與基質(zhì)之間的混合和接觸提供了有利的內(nèi)環(huán)境，促進(jìn)了生物膜在填料表面的積累。

粗糙表面比光滑表面具有更厚的層流邊界層，能提供良好的靜態(tài)水力學(xué)環(huán)境從而避免水流剪切力對(duì)附著微生物增長(zhǎng)的不利影響，所以在生物膜形成的最初階段，較大的比表面積、表面粗糙度可使生物膜的形成速度加快。

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