简述生物膜法处理污水的作用机理

⑴ 生物细菌处理污水的基本原理

将水中有毒的大分子有机物，通过一系列生物化学反应，降解成无毒的小分子物质。

⑵ 简述生物膜的构造及其净化废水的原理。

生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。
废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。其基本机理见水的生物处理法。
生物膜法的典型流程 流程（图1）中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲，构成一个工作周期。它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。接着就出现了连续运行的生物滤池。新型塑料问世后，又有了新的发展。
生物滤池
生物膜法中最常用的一种生物器。使用的生物载体是小块料(如碎石块、塑料填料)或塑料型块，堆放或叠放成滤床，故常称滤料。与水处理中的一般滤池不同,生物滤池的滤床暴露在空气中,废水洒到滤床上。布水器有多种形式,有固定式的,有移动式的。回转式布水器使用最广。它以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体,能绕池心旋转。穿孔管贴近滤床表面,水从孔中流出。布水器的工作是连续的，但对局部床面的施水是间歇的，这承继了污水灌溉间歇灌水的概念。滤床的下面有用砖或特制陶块、混凝土块铺成的集水层。再下面是池底。集水层和池外相通,既排水又通风。工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床，和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。污染物进入生物膜,代谢产物进入水流。出水并带有剥落的生物膜碎屑，需用沉淀池分离。生物膜所需要的溶解氧直接或通过水流从空气中取得。在普通生物滤池中，生物粘膜层较厚，贴近载体的部分常处在无氧状态。生物膜法滤床的深度和滤率、滤料有关。碎石滤床的深度在一个相当长的时间内大多采用1.8～2米左右。深度如果提高,滤床表层容易堵塞积水。滤率在1～4米3/(米2·日)左右,如果提高,床面也容易积水。首先突破的是滤率的提高。水力负荷率(即滤率)提高到8～10米3/(米2·日)以上时，水流的冲刷作用使生物膜不致堵塞滤床，而且有机物（用BOD5衡量）负荷率,可从0.2公斤/(米3·日)左右提高到1公斤／（米3·日）以上。为了满足水力负荷率的要求,来水常用回流稀释。为了稳定处理效率,可采用两级串联。这种流程革新、负荷率提高、构造不变的生物滤池称高负荷率生物滤池。继而发现，滤床深度从2米左右提高到8米以上时，通风改善，即使水力负荷率提高，滤床也不再堵塞，滤池工作良好，同时有机物负荷率也可以提高到1公斤／（米3·日）左右。因为这种滤池的平面直径一般为池高的1/6～1/8左右，外形像塔，故称塔式滤池。自塑料型块问世后，通风、堵塞等不再成为问题，滤床深度和滤率可根据需要进行设计。
生物转盘
是随着塑料的普及而出现的。数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米。有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。
废水从槽的一端流向另一端。盘轴高出水面，盘面约40％浸在水中,约60％暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。
同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长。而且有一定的可控性。水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生臭味，可以加盖。生物转盘一般用于水量不大时。
曝气生物滤池
设置了塑料型块的曝气池。按其过程也称生物接触氧化法。它的工作类似活性污泥法中的曝气池，但是不要回流污泥，曝气方法也不能沿用，一般采用全池气泡曝气,池中生物量远高于活性污泥法,故曝气时间可以缩短。运行较稳定，不会出现污泥膨胀问题。也有采用粒料（如砂子、活性炭）的。这时水流向上，滤床膨胀、不会堵塞。因为表面积高,生物量多,接触又充分，曝气时间可缩短，处理效率可提高，尚处在研究阶段。
厌氧生物滤池
构造和曝气生物滤池雷同，只是不要曝气系统。因生物量高，和污泥消化池相比，处理时间可以大大缩短（污泥消化池的停留时间一般在10天以上），处理城市污水等浓度较低的废水时有可能采用。

⑶ 生物膜法处理污水的原理其好氧段和厌氧段在什么地方

传统的生物膜法污水处理工艺，基本不考虑厌氧段的问题，因为进水开始就要曝气了，经过初次沉淀再进入好氧段（生物膜反应器），再沉淀，再进生物反应器，再沉淀，灭菌，排水。
生物膜反应段就是好氧段

⑷ 污水处理按作用原理分哪几个类型

污水处理技术按其作用原理，可分为物理法、化学法和生物法三类。

（1）物理法：就是利用物理作用，分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。

（2）化学法：即利用化学作用来分离、回收污水中的污染物，或将其转化为无害物质，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。

（3）生物法：即利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体态的有机物被降解，转化为无害物质使污水得以净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。

(4)简述生物膜法处理污水的作用机理扩展阅读

污水处理通常包括三个阶段，称为一级，二级和三级处理。

1、一级处理：将污水中的固体垃圾、油、沙、硬粒以及其他可沉淀的物质清除，整个过程纯粹为机械运作。

（1）过滤；

（2）沉降：沉降池内的污泥可以用来发酵，制造甲烷，发酵后的污泥可作肥料；

（3）羽化：加入石灰与磷反应，以免它们成为海中藻类的养份。

2、二级处理：将污水中的有机化合物分解为无机物。

（1）滴滤池：水经过生物薄膜，分解水中的有机物；

（2）曝气：水会加入大量氧气，帮助水中的细菌和真菌进行有氧分解；

（3）消毒：加入氯气或臭氧，或经紫外光照射。

3、三级处理：进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。

（1）沙滤；

（2）经过活性碳，化解毒素；

（3）利用微藻生物清除重金属。

⑸ 微生物能处理废水的原理是什么

废水处理有物理方法、化学方法和生物方法，而用微生物处理废水的生物方法以效率高、成本低受到了广泛使用。能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物，通过生长繁殖活动使污水净化。有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用，除酚率可以达到99%；一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中，改变条件后，菌体又将汞释放到空气中，用活性炭就可以回收。有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染，清除这些油类，真菌比细菌能力更强。在去毒净化中，不同的微生物各有“高招”！枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除已内酷胺；溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物；红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。

用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等，在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的粘状物称为生物膜。生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成，在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时，生物膜大量地吸附水中各种有机物，同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解，产生可溶性无机物随水流走，产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中，使污水得到净化。

还有一种活性污泥法。所谓活性污泥是由能形成菌胶团的细菌和原生动物为主组成的微生物类群，及它们所吸附的有机的和无机悬浮物凝聚而成的棕色的絮状泥粒，它对有机物具有很强的吸附力和氧化分解能力。

利用微生物净化污水虽然取得了可喜的成就，但在提高工作效益方面还有不少工作要做，因此还不能广泛应用于消除污染。

⑹ 生物膜法作用机理是什么

生物膜（Biofilm）是通过附着而固定于特定载体上的结构复杂的微生物共生体。相对于活性污泥来说，在单位体积生物膜中所含的微生物数量更高、比表面积更大。生物膜比活性污泥具有更强的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解污水中的各种污染物，具有速度快、效率高的特点。在使用生物膜法处理污水时，要求在处理系统的构筑物中装填一定数量的填料，这些填料一方面可以扩大处理系统的比表面积，另一方面为微生物提供附着固定的载体。生物膜处理系统的性能、效率取决于其中微生物活性的高低和所装填料的多少及其比表面积。一般来说，生物膜法较多应用于特殊行业的废水处理中，如印染废水等。

根据生物膜法处理系统中所用的填料的不同，生物膜法又可以分为以下几种类型：

滴滤系统（Trickling filter system）

该系统是一种简单且相对便宜的膜式好氧处理装置。在该处理系统中，通过转动的栅栏喷淋装置将污水均匀分布于多孔处理床（例如由石子等铺成）上。在多孔处理床上可生长多种微生物群落和原生动物。当污水缓慢地流过处理床时，微生物就吸收并降解了其中的有机成分，使得污水得到处理。在这样的处理系统中，天然形成了食物链，微生物利用有机物生长繁殖，原生动物等以微生物为食，从而维持在一个动态平衡中。如果污水中的营养（BOD）过高，就会导致微生物的过量生长繁殖从而引起多孔处理床的堵塞，这样便会降低处理效果。

旋转生物接触氧化系统（Rotating Biological Contactor，RBC）或生物转盘

在这样的处理系统中，一系列圆盘结构装置部分浸没于污水中，部分在空气中并不断地旋转，这样便保持了良好的通气效果及与污水的接触，从而在圆盘上形成了“生物膜”。这样的“生物膜”是由各种微生物、原生动物等构成的微生物群落。在扫描电镜下，典型的生物转盘的“生物膜”有两层结构，外层主要由丝状菌等好氧微生物组成，内层由包括脱硫弧菌在内的厌氧微生物构成。因此这样的“生物膜”具有去除BOD及无机物（主要是硫酸盐）的功能。生物转盘处理系统与滴滤系统相比，具有占地少、效率高、运行稳定等优点，但其前期投资较大。这种系统已经成功地用于处理城市污水和各种工业废水。

流化床反应器（Fluidized Bed Reactor，FBR）

由于污水的泵入或曝气（空气或氧气）作用，流化床反应器中的载体物质（浮石、砂子、塑料等）会在反应器中不断流动，因而得名。在这种系统中，由下向上进入的废水的流速或曝气的程度被控制在足以使载体流动不互相接触，但又不能破坏“生物膜”结构的程度。该系统的最大优点是载体的比表面积被充分利用，但能耗较高，运行成本也相对较高。该系统可用于BOD的去除，也可以用于废水中硝酸盐的处理。

⑺ 污水处理生物膜法的优缺点有哪些

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系统的投资；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。

⑻ 生物膜法处理废水工艺原理

通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染内物，转化为稳定、无害的物质的容废水处理法。根据作用微生物的不同，生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。 废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法，按传统，需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及最近发展起来的生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法。 厌氧生物处理法，又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。 废水中的污染物是多种多样的，不可能指望用一种处理单元就把所有的污染物去尽，往往需要通过由几种方法和几个处理单元组成的处理系统处理后，才能达到要求。

⑼ 生物膜法处理废水

使废水流过生长在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相间的物质交换，降解废水中有机污染物的方法，是废水需氧生物处理法的一种。用生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。

生物滤池是由过滤田和灌溉田逐步发展而来的。过滤田和灌溉田是天然条件下的需氧生物处理设施。废水流入过滤田和灌溉田后，水中的有机物滞留在土壤表层，由需氧微生物氧化分解为无机物。这种作用只在土壤表层进行，占地面积大，而且受气候影响，只能在适当条件下采用。19世纪末，进行了洒滴滤池试验。20世纪初洒滴滤池法得到公认，出现了各种型式的生物滤池。用生物滤池处理废水的方法统称为生物膜法。

处理废水过程

生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层滴流，最后通过排水系统排出池外。

由于滤料间隙的空气不断地溶于水中，水层中保有比较充足的溶解氧；而流过的废水中所含的大量有机物质，可作为微生物的营养源，因此水层中需氧微生物能够大量生长繁殖。微生物的代谢作用使部分有机物质被氧化分解为简单的无机物，并释放出能量。这些能量一部分供微生物自身生长活动的需要，另一部分被转化合成为新的细胞物质。另外，废水通过滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，并吸附了废水中的胶体物质，使大量繁殖的微生物有了栖息场所，从而在滤料表面逐渐生长起一层充满微生物及原生动物的“生物膜”。膜的外侧有附着水层，废水不断地从滤池上淋洒下来，就有一层废水不断沿生物膜上部表面流下，这部分废水为流动水层。流动水层和附着水层相接触，附着水层由于生物净化作用，所含有机物质浓度很低，流动水层通过传质作用把所含的有机物传递给附着水层，从而不断地得到净化。同时由于生物膜上的微生物的增殖，膜的厚度不断增加，当达到一定厚度时，生物膜层内由于得不到足够的氧，由需氧分解转变为厌氧分解，微生物逐渐衰亡、老化，使生物膜从滤料表面脱落，随水流至沉淀池。生物滤池的滤料上再生成新的生物膜，如此不断更新。
就部分滤料来说，处理废水效能呈周期性变化。在生物膜形成的初期，微生物的代谢活动旺盛，净化功能最好；随着生物膜逐渐加厚,内部出现厌氧分解现象,净化的功能逐渐减退；到生物膜脱落时为最低。但就整个滤池来说,滤料上生物膜的脱落是参差交替的。因此,在正常情况下，整个滤池的处理效果是基本稳定的。

由于生物膜要不断更新,脱落的生物膜随水流出,因此必须在生物滤池后设置沉淀池。这种池称为二次沉淀池。为保证生物滤池的正常工作，对含有较多悬浮物质和油脂等易于堵塞滤料的废水，须设置初次沉淀池、浮选池和隔油池等，以进行预处理。

需氧生物膜上的微生物种类很多,有细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物,以及肉眼可见的微型动物。生物滤池中上层、中层、下层构成生物膜的微生物，种类也有区别。

需氧生物膜上微生物的代谢产物主要是二氧化碳和水，在同流动水层接触时，被流动水层带走。厌氧生物膜内的产物主要是硫化氢和氨。这些厌氧生化产物在透过需氧生物膜时大部分被氧化，因此生物滤池在工作正常时基本上没有臭气。
普通生物滤池的水力负荷和有机物负荷都较低，往往采用间歇运行方式，废水中的有机物被氧化分解得比较彻底，但占地面积大。高负荷生物滤池的水力负荷和有机物负荷都较高，采用连续运行方式，废水在滤池中停留时间短，只有易于氧化的有机物被分解，而较难氧化的有机物未及分解就被排出。因此这种滤池的净化程度不如普通生物滤池彻底，而且二次沉淀池中沉淀的污泥量较多。但它的水力负荷较高，水的冲刷力大，滤池不易堵塞。如进入滤池的废水中有机物浓度过高，可采用回流运转方式，即将生物滤池的一部分出水回流到滤池前同进水混合。这样可以降低进水浓度，保证水的冲刷力，还能增加滤池中的有用微生物，从而保证生物滤池的正常工作。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

选择合适的滤料十分重要。滤料必须机械强度好,耐腐蚀；表面积大，略呈粗糙，但又不影响水的均匀流动；滤料间应有一定的空隙，以免堵塞，并使空气流通；能就地取材，价格低廉。长期以来多以卵石、碎石、炉渣、焦炭等为滤料。近年来开始使用人工塑料滤料，如波形板和列管式滤料。这种滤料质量轻，强度高，耐腐蚀性能好，表面积和空隙率都较大。

与活性污泥法比较，生物膜法对于进水负荷的变化适应性强，管理简便，基本建设投资和运行费用都较低。但处理效率和卫生条件较差，占地面积较大。生物膜法近年发展起来的几种新型构筑物有：

① 塔式生物滤池，简称塔滤。塔高7～24米，内部通风良好，水流紊动剧烈,水力冲刷较强。因此，污水同空气和生物膜接触充分，生物膜更新速度快，各层生长有适应于废水性质的不同的生物群，有利于有机物的生物降解。塔滤负荷较高，水力负荷每日每平方米可达90～150米3，有机物负荷每日每立方米达1100～2400克(BOD5)。占地少，对冲击负荷有较强的适应性。
② 生物转盘。由固定在一横轴上的若干间距很近的圆盘组成。圆盘面生长有一层生物膜，作用与生物滤池中滤料相似。圆盘是用轻质耐腐蚀、坚固而不易挠折的材料，如泡沫聚氯乙烯、泡沫聚苯乙烯、硬聚氯乙烯、玻璃钢等材料制成。圆盘有约一半的面积浸在一个半圆形或矩形的水槽内。废水在槽中流过时，圆盘缓慢转动。圆盘的一部分浸入废水时，生物膜吸附废水中的有机物，使微生物获得营养。当转出水面时,生物膜又从大气中直接吸收氧气。如此循环反复,废水中的有机物在需氧微生物的作用下得到氧化分解。圆盘上的生物膜也会因老化不断地自行脱落,随水流出,在二次沉淀池中沉淀下来。生物转盘能处理高浓度废水,而不会发生堵塞现象。构造与生物转盘类似的还有生物转筒。主体装置是由固定在一横轴上的若干圆筒组成，圆筒中装填料，生物膜生长在填料表面。
③ 生物接触氧化池（见生物接触氧化法）。

提高生物膜法的处理效率，主要是在单位时间内适当地加大生物膜同废水的接触面积和充分供给所需要的氧气。为此，有些国家在试验研究一种流化床。这种设施以砂或活性炭等比表面积大的材料作为生物膜担体，以沸腾状态在废水中分解氧化有机物。

补充

生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。生物膜法具有以下特点：（1）对水量、水质、水温变动适应性强；（2）处理效果好并具良好硝化功能；（3）污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离；（4）动力费用省。