使廢水流過生長在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質(zhì)交換，降解廢水中有機污染物的方法，是廢水需氧生物處理法的一種。用生物膜法處理廢水的構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化池等。
生物濾池是由過濾田和灌溉田逐步發(fā)展而來的。過濾田和灌溉田是天然條件下的需氧生物處理設(shè)施。廢水流入過濾田和灌溉田后，水中的有機物滯留在土壤表層，由需氧微生物氧化分解為無機物。這種作用只在土壤表層進(jìn)行，占地面積大，而且受氣候影響，只能在適當(dāng)條件下采用。19世紀(jì)末，進(jìn)行了灑滴濾池試驗。20世紀(jì)初灑滴濾池法得到公認(rèn)，出現(xiàn)了各種型式的生物濾池。用生物濾池處理廢水的方法統(tǒng)稱為生物膜法。
處理廢水過程
生物濾池一般是長方形或圓形，池內(nèi)填有濾料，濾料層上為布水裝置，濾料層下為排水系統(tǒng)。廢水通過布水裝置均勻灑到生物濾池表面，呈涓滴狀流下，一部分廢水呈薄膜狀被吸附于濾料周圍，成為附著水層；另一部分則呈薄膜流動狀流過濾料，并從上層濾料向下層濾料逐層滴流，最后通過排水系統(tǒng)排出池外。
由于濾料間隙的空氣不斷地溶于水中，水層中保有比較充足的溶解氧；而流過的廢水中所含的大量有機物質(zhì)，可作為微生物的營養(yǎng)源，因此水層中需氧微生物能夠大量生長繁殖。微生物的代謝作用使部分有機物質(zhì)被氧化分解為簡單的無機物，并釋放出能量。這些能量一部分供微生物自身生長活動的需要，另一部分被轉(zhuǎn)化合成為新的細(xì)胞物質(zhì)。另外，廢水通過濾池時，濾料截留了廢水中的懸浮物質(zhì)，并吸附了廢水中的膠體物質(zhì)，使大量繁殖的微生物有了棲息場所，從而在濾料表面逐漸生長起一層充滿微生物及原生動物的“生物膜”。膜的外側(cè)有附著水層，廢水不斷地從濾池上淋灑下來，就有一層廢水不斷沿生物膜上部表面流下，這部分廢水為流動水層。流動水層和附著水層相接觸，附著水層由于生物凈化作用，所含有機物質(zhì)濃度很低，流動水層通過傳質(zhì)作用把所含的有機物傳遞給附著水層，從而不斷地得到凈化。同時由于生物膜上的微生物的增殖，膜的厚度不斷增加，當(dāng)達(dá)到一定厚度時，生物膜層內(nèi)由于得不到足夠的氧，由需氧分解轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬醴纸猓⑸镏饾u衰亡、老化，使生物膜從濾料表面脫落，隨水流至沉淀池。生物濾池的濾料上再生成新的生物膜，如此不斷更新。
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就部分濾料來說，處理廢水效能呈周期性變化。在生物膜形成的初期，微生物的代謝活動旺盛，凈化功能最好；隨著生物膜逐漸加厚,內(nèi)部出現(xiàn)厭氧分解現(xiàn)象,凈化的功能逐漸減退；到生物膜脫落時為最低。但就整個濾池來說,濾料上生物膜的脫落是參差交替的。因此,在正常情況下，整個濾池的處理效果是基本穩(wěn)定的。
由于生物膜要不斷更新,脫落的生物膜隨水流出,因此必須在生物濾池后設(shè)置沉淀池。這種池稱為二次沉淀池。為保證生物濾池的正常工作，對含有較多懸浮物質(zhì)和油脂等易于堵塞濾料的廢水，須設(shè)置初次沉淀池、浮選池和隔油池等，以進(jìn)行預(yù)處理。
需氧生物膜上的微生物種類很多,有細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物和后生動物,以及肉眼可見的微型動物。生物濾池中上層、中層、下層構(gòu)成生物膜的微生物，種類也有區(qū)別。
需氧生物膜上微生物的代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，在同流動水層接觸時，被流動水層帶走。厭氧生物膜內(nèi)的產(chǎn)物主要是硫化氫和氨。這些厭氧生化產(chǎn)物在透過需氧生物膜時大部分被氧化，因此生物濾池在工作正常時基本上沒有臭氣。
構(gòu)筑物
在生產(chǎn)中應(yīng)用較早的有兩種生物濾池：普通生物濾池和高負(fù)荷生物濾池。它們的工作狀況如表：
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普通生物濾池的水力負(fù)荷和有機物負(fù)荷都較低，往往采用間歇運行方式，廢水中的有機物被氧化分解得比較徹底，但占地面積大。高負(fù)荷生物濾池的水力負(fù)荷和有機物負(fù)荷都較高，采用連續(xù)運行方式，廢水在濾池中停留時間短，只有易于氧化的有機物被分解，而較難氧化的有機物未及分解就被排出。因此這種濾池的凈化程度不如普通生物濾池徹底，而且二次沉淀池中沉淀的污泥量較多。但它的水力負(fù)荷較高，水的沖刷力大，濾池不易堵塞。如進(jìn)入濾池的廢水中有機物濃度過高，可采用回流運轉(zhuǎn)方式，即將生物濾池的一部分出水回流到濾池前同進(jìn)水混合。這樣可以降低進(jìn)水濃度，保證水的沖刷力，還能增加濾池中的有用微生物，從而保證生物濾池的正常工作。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
選擇合適的濾料十分重要。濾料必須機械強度好,耐腐蝕；表面積大，略呈粗糙，但又不影響水的均勻流動；濾料間應(yīng)有一定的空隙，以免堵塞，并使空氣流通；能就地取材，價格低廉。長期以來多以卵石、碎石、爐渣、焦炭等為濾料。近年來開始使用人工塑料濾料，如波形板和列管式濾料。這種濾料質(zhì)量輕，強度高，耐腐蝕性能好，表面積和空隙率都較大。
與活性污泥法比較，生物膜法對于進(jìn)水負(fù)荷的變化適應(yīng)性強，管理簡便，基本建設(shè)投資和運行費用都較低。但處理效率和衛(wèi)生條件較差，占地面積較大。生物膜法近年發(fā)展起來的幾種新型構(gòu)筑物有：
① 塔式生物濾池，簡稱塔濾(圖2)。塔高7～24米，內(nèi)部通風(fēng)良好，水流紊動劇烈,水力沖刷較強。因此，污水同空氣和生物膜接觸充分，生物膜更新速度快，各層生長有適應(yīng)于廢水性質(zhì)的不同的生物群，有利于有機物的生物降解。塔濾負(fù)荷較高，水力負(fù)荷每日每平方米可達(dá)90～150米3，有機物負(fù)荷每日每立方米達(dá)1100～2400克(BOD5)。占地少，對沖擊負(fù)荷有較強的適應(yīng)性。
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② 生物轉(zhuǎn)盤（圖3）。由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成。圓盤面生長有一層生物膜，作用與生物濾池中濾料相似。圓盤是用輕質(zhì)耐腐蝕、堅固而不易撓折的材料，如泡沫聚氯乙烯、泡沫聚苯乙烯、硬聚氯乙烯、玻璃鋼等材料制成。圓盤有約一半的面積浸在一個半圓形或矩形的水槽內(nèi)。廢水在槽中流過時，圓盤緩慢轉(zhuǎn)動。圓盤的一部分浸入廢水時，生物膜吸附廢水中的有機物，使微生物獲得營養(yǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)出水面時,生物膜又從大氣中直接吸收氧氣。如此循環(huán)反復(fù),廢水中的有機物在需氧微生物的作用下得到氧化分解。圓盤上的生物膜也會因老化不斷地自行脫落,隨水流出,在二次沉淀池中沉淀下來。生物轉(zhuǎn)盤能處理高濃度廢水,而不會發(fā)生堵塞現(xiàn)象。構(gòu)造與生物轉(zhuǎn)盤類似的還有生物轉(zhuǎn)筒。主體裝置是由固定在一橫軸上的若干圓筒組成，圓筒中裝填料，生物膜生長在填料表面。
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③ 生物接觸氧化池（見生物接觸氧化法）。
提高生物膜法的處理效率，主要是在單位時間內(nèi)適當(dāng)?shù)丶哟笊锬ね?span id="fst27js" class=keyword>廢水的接觸面積和充分供給所需要的氧氣。為此，有些國家在試驗研究一種流化床。這種設(shè)施以砂或活性炭等比表面積大的材料作為生物膜擔(dān)體，以沸騰狀態(tài)在廢水中分解氧化有機物。
補充
生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進(jìn)行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。生物膜法具有以下特點：（1）對水量、水質(zhì)、水溫變動適應(yīng)性強；（2）處理效果好并具良好硝化功能；（3）污泥量�。s為活性污泥法的3/4）且易于固液分離；（4）動力費用省。來源：谷騰水網(wǎng)
