比较不同的粒状固体作为生物膜载体
生物膜法的基本原理
第一节生物膜法的基本原理生物膜法又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；是土壤自净过程的人工化和强化；与活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力；主要的生物膜法有：① 生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；② 生物转盘；③ 生物接触氧化法；④ 好氧生物流化床等。
一、生物膜的结构1、生物膜的形成生物膜的形成必须具有以下几个前提条件：① 起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中成为填料；在好氧生物流化床中成为载体；② 供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它营养物质；③ 作为接种的微生物。
(1) 生物膜的形成：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。
(2) 生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。
生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20°C)2、生物膜的结构生物膜的基本结构如图1所示。
图1 生物膜结构示意图(1) 生物膜的性质：① 高度亲水，存在着附着水层；② 微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链。
(2) 生物膜降解有机物的过程：3、生物膜的更新与脱落(1) 厌氧膜的出现：① 生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态；② 成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；③ 好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。
(2) 厌氧膜的加厚：① 厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏；② 气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；③ 成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。
环保基础知识问答100问
环保基础知识问答1、什么是水体自净？什么叫水环境容量？水体自净是指污染物进入水体后，通过物理、化学和生物等因素共同作用，使污染物总量减少或浓度降低，受污染水体部分或完全恢复原状的过程。
水体的自净能力是有限的。
水环境容量特指在满足水环境质量的要求下，水体容污染物的最大负荷量，因此又称做水体负荷量或纳污能力。
水环境容量包括稀释容量和自净容量。
2、常用的水质指标是什么含义？COD——化学需氧量；BOD——生化需氧量；BOD5——五日生化需氧量；NH3-N——氨氮；TN——总氮；TP——总磷；DO——溶解氧；SS——悬浮物；pH——氢离子浓度指数。
3、园区污水处理厂主要污染物的接管标准是什么？COD≤500mg/L，SS≤400mg/L，氨氮≤50mg/L，总磷≤1mg/L，盐分≤5000mg/L。
4、什么是水处理？废水处理中应遵守什么原则？水处理是利用物理的、化学的和生物学的一种或多种方法的联合，来去除水中的杂质。
从天然水源取水，为供生活或工业的使用（特别是生活使用）而进行的处理，称为给水处理；为了安全排放的目的，对于使用过而废弃的水所进行的处理，称为废水处理。
废水处理中遵循以下原则：（1）改革生产工艺，采用合理设备，抓源治本，尽可能在生产过程中减少或消除污染源，做到不排或少排废水，实行清洁生产；（2）清污分流；（3）分级处理；（4）强化管理，严格岗位责任和操作制度，避免水系统的跑、冒、滴、漏和无故流失，减少废水量。
5、普通沉淀池的主要类型有几种？按池内水流方向可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。
6、沉淀池的过流率是什么意思？沉淀池的过流率也称表面负荷，它表示单位沉淀池表面积在单位时间内所能处理的水量。
7、平流式沉淀池的结构特点是什么？池的长宽比不小于4，长深比采用8～12，有效水深一般不超过3m。
8、斜管沉淀池的理论基础是什么？比普通沉淀池处理能力能提高多少倍？斜管沉淀池的理论基础是浅池理论。
生物膜法在污水治理中的应用
生物膜法在污水治理中的应用摘要：随着社会的发展与进步，重视生物膜法在污水治理中的应用对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍生物膜法在在污水治理中的应用的有关内容。
关键词生物膜法；技术；污水；治理；净化；应用；中图分类号：g633.91 文献标识码：a 文章编号：引言随着我国经济的高速增长，工业化和城市化的步伐加快，对水资源的需求也日益增加，进而产生了大量污水，加剧了对环境的污染，因此，不断地寻求效率高、投资少、运行费用低、治理效果好的污水处理技术是研究工作的主要任务。
在污水处理的二级生化处理工艺中，活性污泥法和生物膜法占主导地位，而生物膜法由于它的特殊优势，越来越得到人们的关注，发展十分迅速。
生物膜可认为是由一种或是多种微生物群体组成的，并附着在一种载体表面上进行生长发育。
一、生物膜法的分类和优特点生物膜法一般可分为：移动床生物膜反应器、生物接触氧化法、生物滤池法和生物流化床四种，其各自的特点如下。
1.1移动床生物膜反应器移动床生物膜反应器简称mbbr，是介于生物接触氧化法与生物流化床法之间的一种新型生物膜污水处理工艺，很好的解决了生物接触氧化法中滤料堵塞的问题，同时也克服了生物流化床中三相分离困难的缺点，具有良好的处理效果。
移动床生物膜反应器利用密度接近于水的颗粒状材料作为生物膜的载体，向反应器中连续通入污水同时进行曝气，创造出良好的混合接触条件，利用微生物的生物活动达到净化污水的目的。
移动床生物膜反应器具有微生物浓度高、食物链长的特点，对进水的流量和浓度变化有很强的适应能力。
同时，由于选用的生物膜载体密度与水接近，降低了流化过程的能量消耗，增大了传质速率，且不易发生堵塞，剩余污泥量明显少于活性污泥法。
另外，由于此方法的结构紧密，因此具有占地少、能耗低的特点，明显的降低了投资与运行维护的费用。
以上种种优点使得移动床生物膜反应器在污水处理过程中得到了广泛的应用。
1.2生物接触氧化法生物接触氧化法实际上是一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池与生物滤池相结合产生的综合性污水处理工艺，同时具备两种处理方法的优点，具有容积负荷高、抗冲击负荷力强的特点。
生物膜法中的用到的填料
生物膜法中的用到的填料参考资料：生物膜法是一种高效的废水处理方法，具有污泥量少、不会产生污泥膨胀、对废水的水质水量的变动具有较好的适应能力、运行管理简单的特点。
生物膜是指所有通过一定媒介附着、固定的生物活性体和物质。
在生物膜附若、固定过程中都需要某种媒介来承担和完成固定，这种介质称为生物膜载体，也称为载体填料。
组合填料填料是生物膜赖以栖息的场所，是生物膜的载体•同时也有截留悬浮物的作用。
填料种类①粒状填料。
这是最早出现但现在仍在沿用的填料，材质为无机的陶粒或石英砂，纤维球填料等。
这类填料的主要特点是表面粗糙、易于附着生物、截留悬浮污染物的能力强，缺点是阻力大、易于堵塞。
②不规则多孔填料。
早期的有拉西环，目前常用的有哈凯登和多面空心球等，可用陶瓷、石墨金刚砂、塑料或金属制成，特早是结构简单，价格低廉，但流体分布不均。
③蜂窝状或波纹板状填料.材质通常为玻璃钢或塑料斜管填料（聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等），其主要的优点是结构简单、孔隙率高、质轻但强度高、防腐性能好、衰老生物易于脱落等。
主要的缺点是生物在填料表面的生长与脱落平衡不易控制，填料内难以得到均一的流速。
填料在生物膜反应器中的作用主要有以下三个方面。
填料的主耍作用是容纳附着微生物，是微生物生长的载休，为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境，其丰富的内表面为微生物提供附着的表面和内部空间，使反应器尽可能保持较多的微生物量。
一般来说填料比表面积越大，附着的微生物量越多，可承受的有机负荷也相对较咼。
填料是反应器中生物膜与废水接触的场所，而且对水流有强制性的紊动作用，使水流能够重新分布，改变其流动方向，从而使水流在反应器横截面卜分布更为均匀。
同时，水流在填料内部形成交叉流动混合，为废水和生物体的接触创造了良好的水力条件。
并且填料对好氧反应器中的气泡有重复切割作用，使水中的溶解氧浓度提高，从而强化了微生物、有机体和溶解氧三者之间的传质•填料对水中的悬浮物有一定的截留作用。
污水处理生物膜法
污水处理生物膜法污水处理生物膜法是一种常用的污水处理技术，它利用生物膜来降解和去除污水中的有机物质和污染物。
本文将详细介绍污水处理生物膜法的原理、工艺流程、应用领域和优缺点等方面的内容。
一、原理：污水处理生物膜法是利用生物膜中的微生物附着在固体载体表面，通过降解和转化有机物质和污染物来净化污水的过程。
生物膜法主要包括固定膜法和流动膜法两种形式。
固定膜法是将固体载体固定在反应器内，通过污水流经载体表面，微生物在载体表面形成生物膜，降解和去除污染物。
常用的固定载体材料有生物滤料、填料、网格等。
流动膜法是将载体材料制成膜状，形成流动膜，污水通过膜表面，微生物在膜表面形成生物膜，降解和去除污染物。
常用的流动膜材料有聚酯膜、聚丙烯膜等。
二、工艺流程：污水处理生物膜法的工艺流程通常包括预处理、生物降解和沉淀等步骤。
1. 预处理：将进入污水处理系统的原始污水进行预处理，包括除砂、除油、调节pH值等操作，以保证后续处理的顺利进行。
2. 生物降解：将预处理后的污水进入生物膜反应器，污水在生物膜表面流动，微生物在生物膜上附着并进行降解和转化有机物质和污染物的过程。
微生物通过分解有机物质，将其转化为无机物质和气体等形式，从而实现对污水的净化。
3. 沉淀：经过生物降解后的污水中仍可能含有悬浮物和微生物等物质，需要经过沉淀处理来分离固体和液体。
常用的沉淀方式有重力沉淀、浮选沉淀等。
三、应用领域：污水处理生物膜法广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村污水处理等领域。
1. 城市污水处理厂：生物膜法可以高效地处理城市污水，减少有机物质和污染物的排放，提高水质的净化效果。
2. 工业废水处理厂：工业废水中含有各种有机物质和污染物，生物膜法可以有效地去除这些有机物质和污染物，实现工业废水的净化和回用。
3. 农村污水处理：农村地区的污水处理相对较为简单，采用生物膜法可以实现对农村污水的有效处理，减少对环境的污染。
四、优缺点：污水处理生物膜法具有以下优点：1. 处理效果好：生物膜法可以高效地去除污水中的有机物质和污染物，净化水质。
生物膜法工艺中常用的载体
生物膜法工艺中常用的载体
生物膜法工艺中常用的载体主要有以下几种：
1. 海绵体：海绵体具有高比表面积和丰富的孔隙结构，可以提供良好的附着面积和空间，适合微生物的附着和生长。
常见的海绵体材料包括泡沫塑料、聚酯海绵等。
2. 颗粒材料：颗粒材料常用于流动床反应器中，具有较大的表面积，利于微生物的附着和生长。
常见的颗粒材料包括砂石颗粒、聚丙烯球等。
3. 膜材料：膜材料是一种具有微孔结构的薄膜，可以通过膜的微孔将废水与微生物分离，保证微生物在废水中的持续附着和生长。
常见的膜材料包括聚砜膜、聚醚薄膜等。
4. 纤维材料：纤维材料具有高比表面积和丰富的孔隙结构，适合微生物的附着和生长。
常见的纤维材料包括聚乙烯、聚酯纤维等。
5. 聚结材料：聚结材料是一种固体材料，可以提供微生物附着和生长的表面。
常见的聚结材料包括聚合物颗粒、陶瓷颗粒等。
这些载体可以根据不同的工艺要求进行选择和组合，以提高废水处理的效率和降解能力。
高考生物第一轮总复习 第2讲细胞的结构和功能课件(广西专)
例2 (2011·江苏)关于人体细胞结构和功 能的叙述，正确的是( )
A．在细胞核内RNA能够传递和表达遗传 信息
B．核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所
C．线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于 外膜
D．高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形 成有关
解析 本题考查的是细胞的结构与功能的有关 知识。细胞核内具有传递和表达遗传信息功 能的物质是DNA；核糖体是蛋白质合成的场 所，蛋白质加工的场所是内质网和高尔基体； 由于线粒线内膜的功能比外膜更复杂，并分 布着多种蛋白质类的酶，所以内膜上蛋白质 的含量要远大于外膜；人体细胞中的高尔基 体与蛋白质的加工和分泌物的形成有关，动 物细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成与中心 体有关。答案：C
功能
高尔基体 溶酶体
动、 植物 细胞
单 层
蛋白质： 与动物细胞分泌物
运输、 形成有关；与植物
加工
细胞壁形成有关
膜 多种水解酶，分解多种物质
(细胞“酶仓库”消化系统)
核糖体
合成蛋白质的场所(蛋白质 “装配机器”)
中心体
动物 细胞、
无膜
低等
植物
细胞
与细胞有丝分裂有关
2.细胞器的分类
分
动植物都有的细胞器
(3)载体的化学本质及作用特点
①载体是细胞膜上的一类蛋白质， 它具有特异性，不同物质的载体不同，不 同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不 同；
②载体具有饱和现象，当细胞膜上 的某物质的载体达到饱和时，细胞吸收该 物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
要点2 细胞器的结构与功能 1.各种细胞器比较
3.细胞结构图像的辨别
(1)显微、亚显微结构图像的判断
①表示出细胞器的结构，则为电子显 图 微镜下的亚显微结构图 像 ②未表示出细胞器的结构，则为普通 中 光学显微镜下的显微结构图
生物接触氧化法和曝气生物氧化池的异同点以和应用
生物接触氧化法与曝气生物氧化池的异同点以及应用1.生物接触氧化法特点生物接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法。
这种方法的主要设备是生物接触氧化滤地。
在不透气的曝气地中装有焦炭、砾石、塑料蜂窝等填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧；空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。
活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。
生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。
1、进水采用进水堰的方式，进水与进气逆向，增加水与生物膜的接触面积。
具有活性污泥法的优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；2、载体生物填料采用新式生物浮球，球内能固定和包藏生物膜。
不用填料固定支架，可以解决修理更换的困难。
采用新式罗茨鼓风机供气，充氧设备采用微孔曝气器。
3、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷,耐冲击负荷能力强；4、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力,能分解其它生物处理难分解的物质；5、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。
6。
生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果。
2.1 生物接触氧化池接触氧化池由池体、填料、支架、曝气装置、布水装置及排泥管道等部件所组成。
池体为矩形钢结构，JW-Ⅰ填料均匀分层装填，下部中心进水、PPR穿孔管布气，水、气同向流动。
污水处理设备运行15~20d后，填料微孔发生堵塞造成接触氧化池涌水，加大曝气量，定期进行反冲洗。
接触氧化池构造示意见图1。
图1 接触氧化池构造示意图2.2生物过滤沉淀池该过滤沉淀池的结构下部为沉淀区，为减小设备整体占地面积并增加沉淀体积，沉淀区设计为矩形结构，下部设置排泥管，将沉淀区污泥排出。
生物膜及生物膜反应器介绍
生物膜及生物膜反应器介绍学生姓名：孙千化学号：20095053004化学化工学院化学工程与工艺专业指导老师：王红军职称：讲师摘要：生物膜是由固定在附着生长载体上的并经常镶嵌在有机多聚物结构中的细胞所组成[1]。
生物膜技术[2]实质上是微生物固定化技术，它是将微生物细胞固定在载体(即填料)上，细胞与载体间不发生任何化学反应，并在其上生长繁殖，最后形成膜状生物污泥。
要生成生物膜那就需要载体，载体的的选择要慎重，否则处理效果就不好。
生物膜法具有较高的处理效率，对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果。
它的有机负荷较高，接触停留时间短，减少占地面积，节省投资。
此外，运行管理时没有污泥膨胀和污泥回流问题，且耐冲击负荷。
因此，生物膜技术也得到了相应的推广或与活性污泥法相结合处理污水。
本文简单介绍了生物膜，生物膜载体以及生物膜反应器。
关键词：生物膜，生物膜技术，载体，生物膜反应器1生物膜1.1生物膜及其形成过程微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着，并在其上生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，便被称之为生物膜。
可见，生物膜是由固定在附着生长载体上的并经常镶嵌在有机多聚物结构中的细胞所组成。
生物膜是在惰性载体表面形成的，有时均匀地分布在整个载体表面，而有时却非常不均匀；有时仅由.单层的细胞所组成，而有时却相当厚，随着营养底物、时间和空间的改变而发生变化。
由于生物膜主要是由微生物细胞和它们所产生的胞外多聚物所组成，因而生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。
结果，我们所观察到的生物膜通常还含有大量被吸附和镶嵌于内的溶质和无机颗粒，从这个角度上说，生物膜是由有生命的细胞和无生命的无机物所组成的结构。
按照Characklis(1990)的研究，生物膜的累积形成是以下物理、化学和生物过程综合作用的结果：1.有机分子从水中向生物膜附着生长载体表面运送，其中有些被吸附便形成了被微生物改良的载体表面；2.水中一些浮游的微生物细胞被传送到改良的载体表面，其中碰撞到载体表面的细胞一部分在被表面吸附一段时间后因水力剪切或其他物理、化学和生物作用又解吸出来，而另一部分则被表面吸附一定时间后变成了不可解吸的细胞；3.不可解吸的细胞摄取并消耗水中的底物与营养物质，其数目增多;与此同时，细胞可能产生大量的产物，有些将排出体外。
生物膜法的应用原理
生物膜法的应用原理什么是生物膜法？生物膜法是一种利用生物膜进行水处理或废水处理的技术。
生物膜是由微生物和其代谢产物组成的一种薄膜状物质，可以附着在固体表面或浮游颗粒上。
生物膜法通过利用微生物代谢能力降解有机物、去除污染物等方式，实现对水体的净化和改善。
生物膜法的原理是什么？生物膜法的应用基于以下原理：1.微生物附着原理：生物膜的形成是通过微生物附着在固体表面或浮游颗粒上，形成一层膜状结构。
微生物在污水中寻找有机物作为营养源，并在固体表面附着生长。
这样的微生物附着过程是通过生物胶合物、电荷吸附等力量实现的。
2.生物降解原理：生物膜中的微生物具有分解有机物的能力。
当有机物进入生物膜时，微生物通过代谢作用将有机物降解为无机物，如二氧化碳和水。
这个过程被称为生物降解，可以有效减少水体中的有机污染物。
3.微生物共生原理：生物膜中的微生物相互作用，形成一种共生关系。
不同微生物根据它们在降解物质中所扮演的角色，彼此之间通过共生关系相互依赖、相互支持，从而协同完成有机物的降解过程。
生物膜法的应用领域生物膜法在水处理和废水处理中有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域：•生物滤池：生物滤池是一种常见的生物膜法应用，通过将水通过填料床层，利用生物膜的生物降解能力去除水中的有机物和悬浮物。
生物滤池适用于处理生活污水、工业废水和雨水等。
•生物反应器：生物反应器是一种特殊设计的设备，可以提供稳定的环境和适宜的氧气供应。
生物反应器在废水处理过程中被广泛使用，特别是对于高浓度有机物的处理效果更好。
•生物膜反应器：生物膜反应器结合了生物膜法和生物反应器的特点，利用生物膜附着在固定载体上进行有机物降解。
这种反应器可以提高微生物的附着率和降解效率，同时减少系统操作复杂性。
•生物滤池去除氮和磷：除了降解有机物，生物膜法还可以应用于去除水中的氮和磷等营养物质。
通过合适的生物膜设计和运营，可以实现对水体中营养物质的有效去除，从而减少水体富营养化导致的问题。
工艺方法——曝气生物滤池工艺
工艺方法——曝气生物滤池工艺工艺简介曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。
曝气生物滤池是一种膜法生物处理工艺，微生物附着在载体表面，污水在流经载体表面时，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化。
一、基本原理在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生长生物膜，滤池内部曝气。
污水流经时，污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。
二、工艺特点该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX （有害物质）的作用。
曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体，与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好，运行能耗低，运行费用少等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。
同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。
三、滤池结构曝气生物滤池的构造与污水三级处理的滤池基本相同，只是滤料不同，一般采用单一均粒滤料。
曝气生物滤池主要由滤池池体、滤料、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统等八个部分组成。
（1）滤池池体其作用是容纳被处理水量和围挡滤料，并承托滤料和曝气装置的重量，形状有圆形、正方形和矩形三种，结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等。
生物膜法的原理和流程怎样
生物膜法的原理和流程怎样?
生物膜法是使细菌类微生物和原生动物、后生动物类的微型动物
附着在滤料或是某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状的生物污泥-—生物膜，当废水与生物膜相接触的时候，废水中有机污染物作为
营养物质，被生物膜上的微生物所吸取，而微生物自身得到繁衍增殖，同时废水也得到了净化，这就是生物膜处理的基本原理。
生物膜法处理的基本流程如图6-5-15所示。
废水经沉淀池后进入生物膜反应器，在此，经过好氧降解去除有
机物，然后进入二沉池排出。
初沉池的作用是去除大部分悬浮固体物质，以防止生物膜反应器堵塞；二沉池的作用是去除脱落的生物膜，提高出水水质；二沉池出水回流的主要作用是来稀释进水有机物浓度，同时也提高生物膜反应器的水力负荷，加大水流对生物膜的冲刷作用，以更新生物膜，从而维持良好的生物膜的活性和合适的生物膜厚度。
生物膜法装置的主要形式有：接触氧化池装置、生物转盘、生物
活性炭处理装置、生物滤池、生物滤塔、生物流化床等。
火山石
火山石火山石（俗称浮石或多孔玄武岩）是一种功能型环保材料，是火山爆发后由火山玻璃、矿物与气泡形成的非常珍贵的多孔形石材，火山石中含有钠、镁、铝、硅、钙、钛、锰、铁、镍、钴和钼等几十种矿物质和微量元素，无辐射而具有远红外磁波，在无情的火山爆发过后，时隔上万年，人类才越来越发现它的可贵之处。
火山石（玄武岩）的特性火山岩生物滤料的物理特性1、外观形状：无尖粒状，对水流阻力小，不易堵塞，布水布气均匀；表面粗糙，挂膜速度快，反冲洗时微生物膜不易脱落。
2、多孔性：火山岩是天然蜂窝多孔，是菌胶团是佳的生长环境。
3、机械强度：经国家质检部门为5.08Mpa，实践证明可以耐得住不同强度的水力剪切作用，使用寿命远远长了其它滤料。
4、密度：密度适中，反冲洗时容易悬浮且不跑料，可以节能降耗。
火山岩生物滤料的化学特性化学成分53.82％SiO2 8.36％CaO 2.46％MgO 9.08％Fe2O3 1.12％FeO 16.89％Al2O3 0.06％TiO2 2.30％K2O 2.55％Na2O1、生物化学稳定性：火山岩生物滤料抗腐蚀，具有惰性，在环境中不参与生物膜的生物化学反应。
2、表面电性与亲水性：火山岩生物滤料表面带有正电荷，有利于微生物固着生长，亲水性强，附着的生物膜量多且速度快。
3、对生物膜活性的影响方面：作为生物膜载体，火山岩生物滤料对所固定的微生物无害、无抑制性作用，实践证明不影响微生物的活性。
火山岩生物滤料的水力学特性1、空隙率：内外平均孔隙率在40%左右，对水的阻力小，同时与同类滤料相比，所需滤料量少，同样能达到预期过滤目标。
2、比表面积：比表面积大、开孔率高且惰性，有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物质及代谢产生的废物的传质过程。
3、滤料形状与水的流态：由于火山岩生物滤料是无尖粒状，且孔径大多数比陶粒要大，所以在使用时对水流的阻力小，节省能耗。
《医学细胞生物学》第04章 细胞膜与物质的跨膜运输
17、协同运输：通过消耗ATP间接提供能量，借助某种物质浓度梯度或电化学梯度为动力进行运输。
18、配体门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，如果通过与一些信号分子（配体）结合后构象发生改变而导致孔道的开关，则这样的通道蛋白称为配体门通道。
19、电压门通道：通道蛋白亚基在膜上形成的孔道，如果通过细胞内外离子浓度产生膜电位，由膜电位发生变化控制开关，则这样的通道蛋白称为电压门通道。
E、细胞膜及内膜系统的总称
2、生物膜的主要化学成分是（ ）。
A、蛋白质和核酸 B、蛋白质和糖类 C、蛋白质和脂肪
D、蛋白质和脂类 E、糖类和脂类
3、生物膜的主要作用是（ ）。
A、区域化 B、合成蛋白质 C、提供能量 D、运输物质 E、合成脂类
6、间隙连接和紧密连接都是脊椎动物的通讯连接方式。（ ）
7、桥粒和半桥粒的形态结构不同，但功能相同。（ ）
8、所有生物膜中的蛋白质和脂的相对含量都相同。（ ）
9、胞吞作用与胞吐作用是大分子物质与颗粒性物质的跨膜运输方式，也是一种主动运输，需要消耗能量。（ ）
2、外在(外周)膜蛋白为水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，需用去垢剂使膜崩解后才可分离。（ ）
3、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和内膜体系，所以红细胞的质膜是最简单最易操作的生物膜。（ ）
4、连接子(connexon) 是锚定连接的基本单位。
5、上皮细胞、肌肉细胞和血细胞都存在细胞连接。（ ）
9、桥粒：又称点状桥粒，位于粘合带下方。是细胞间形成的钮扣式的连接结构，跨膜蛋白（钙粘素）通过附着蛋白（致密斑）与中间纤维相联系，提供细胞内中间纤维的锚定位点。中间纤维横贯细胞，形成网状结构，同时还通过桥粒与相邻细胞连成一体，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。
生物膜法主要工艺类型及其优缺点比较
生物膜法主要工艺类型及其优缺点比较摘要：生物膜法技术具有很强的抗冲击负荷能力，且处理效果理想，运行维护简单，不会产生污泥膨胀的现象，因此在污水处理中有着广泛的应用。
本文介绍了生物膜技术的概念、分类和特点,对生物膜技术在污水处理中的应用状况做了简要的分析。
关键词：生物膜；污水处理随着我国经济的高速增长，工业化和城市化的步伐加快，对水资源的需求也日益增加，进而产生了大量污水，加剧了对环境的污染，因此，不断地寻求效率高、投资少、运行费用低、治理效果好的污水处理技术是研究工作的主要任务。
在污水处理的二级生化处理工艺中，活性污泥法和生物膜法占主导地位，而生物膜法处理工艺凭借其处理效率高、剩余污泥产泥量少、运行管理方便等特点得到快速发展，越来越得到人们的关注，发展十分迅速，在污水处理中有广阔的应用前景。
生物膜可认为是由一种或是多种微生物群体组成的，并附着在一种载体表面上进行生长发育。
生物膜主要由微生物细胞和它们所产生的胞外多聚物组成。
微生物生长在载体的表面且分布不均匀、不连续。
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。
一、生物膜法概述1. 生物膜法处理污水的发展进程生物膜法是一种古老又在不断发展中的处理技术，1865年德国科学家发现生物过滤作用，1893年英国将污水喷洒在粗滤料上，作为膜生物反应器的生物滤池问世，2O世纪二三十年代建造了许多生物膜反垃器，四五十年代生物滤池逐渐被活性污泥取代的趋势，70年代新的反应器以独特的优势受关注[1]。
2.生物膜法的概念生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中各种有机物的污水处理工艺。
生物膜是指附着在惰性载体表面上生长的，具有较强的吸附和生物降解性能的结构，以微生物为主(包含其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物等组成)，其中提供微生物附着生长的惰性载体称之为滤料或填料。
生物膜法是模拟了自然界中土壤自净的一种污水处理法，它使微生物群体附着于固体填料的表面，形成生物膜。
垃圾渗滤液处理流程
垃圾渗滤液处理流程不同类型的垃圾渗滤液都含有大量对环境和人类有严重危害性的物质，必须有效的处理才能达标排放或回用。
而渗滤液污水具有污染物浓度高、水质成分复杂、含有大量有机污染物、氨氮含量高、营养元素比例失衡，可生化性较好，水质差异大等特点，与一般工业废水和生活污水来对比，其处理难度和成本都要高很多，目前还没有完善出普遍适用的经济高效的处理工艺，不同的项目需要根据具体情况确定合理可行的污水处理工艺[1]。
某垃圾渗滤液污水处理厂主要处理园区内生活垃圾焚烧厂、生活垃圾卫生填埋场、餐厨垃圾处理厂产生的渗滤液，出水外排或者回用。
1渗滤液来源、水量和进出水水质1.1渗滤液来源本项目渗滤液污水处理厂主要有三个来源：1.1.1生活垃圾卫生填埋场渗滤液该类型渗滤液主要来自生活垃圾填埋场。
园区的生活垃圾填埋场主要处理中心城区及其周边城镇产生的生活垃圾，该填埋场包括部分已投运中老龄垃圾填埋场和部分新建垃圾填埋场。
1.1.2生活垃圾焚烧厂渗滤液该类型渗滤液主要来自生活垃圾焚烧厂。
园区的生活垃圾焚烧厂为新建垃圾处理工程，以机械炉排炉作为焚烧炉炉型，主要处理城区及其周边城镇产生的不可回收生活垃圾。
1.1.3餐厨垃圾处理厂渗滤液该类型渗滤液主要来自餐厨垃圾处理厂。
园区的餐厨垃圾处理厂主要处理城区及其周边城镇产生的餐厨垃圾和其他有机垃圾。
1.2渗滤液污水水量和水质的确定根据前期调研资料，初步确定本污水处理厂进水渗滤液中生活垃圾卫生填埋场渗滤液水量约为200t/d，生活垃圾焚烧厂渗滤液水量约为450t/d，餐厨垃圾处理厂渗滤液水量约为150t/d依据本项目所处环境，园区生活垃圾焚烧厂和餐厨垃圾处理厂的处理工艺、生活垃圾卫生填埋的场龄，并参照目前类似垃圾处理项目的渗滤液水质，考虑一定裕量，本污水处理厂的渗滤液混合液的进水水质初步确定如下：表1污水处理厂进水水质哀1污水处理厂进水水质目前国内大部分的垃圾渗滤液污水处理厂的出水就近排入生活污水处理厂处理。
比较不同的粒状固体作为生物膜载体
比较不同的粒状固体作为生物膜载体Szilvia Tarjányi-Szikora a, József Oláh a, Magdolna Makóa, György Palkóa, Katalin Barkács b,⁎, Gyula Záray b布达佩斯污水厂有限公司，AsztalosS·U4，H-1087布达佩斯，匈牙利合作研究罗兰大学中心环境科学，Pázmány Péter sétány/A，H-1117布达佩斯，匈牙利文章历史：收录至2011年12月20日在修订后的表格2012年3月28日收到接受2012年5月25日可在线2012年6月6日关键词：好氧污水处理生物膜支架脱氢酶活性脱氮除磷摘要：检测城市污水中生长在三个不同的载体（Biolite™，Perl的™和沸石）的生物膜，其生化特性如脱氢酶活性（DHA）并对脱氮除磷效率进行了研究。
人工载体Biolite™和Perl™从陶瓷和玻璃废弃物中产生，分别对载体的物理化学性质，如比表面积，组合物，亚甲基蓝和蛋白质的吸附能力进行了测定。
根据DHA的值，确定每个载体有两种不同的定植时期。
在第一个45天，DHA 的值分别为0.1和0.9毫克TPF/克干燥载体，并与化学氧气一起变化需求和入流的废水的总凯氏氮比。
在此期间，对生物膜Biolite™拥有比那些生长在Perl™和沸石更强的脱氢酶的活性。
第45天之后，所述DHA的值增加，分别为约3倍以上的每个载体上。
在这两个时期的定植，在人工载体上生长的生物膜的DHA 值比沸石的高。
在市政污水处理实验比较生物膜载体和活性污泥总有机碳总量（TOC）总氮（TN），总磷（TP）的去除率。
生长在人工载体生物膜的情况下更有效的去除营养物。
Perl™载体上的生物膜很成功地去除有机物的。
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比较不同的粒状固体作为生物膜载体Szilvia Tarjányi-Szikora a, József Oláh a, Magdolna Makóa, György Palkóa, Katalin Barkács b,⁎, Gyula Záray b布达佩斯污水厂有限公司，AsztalosS·U4，H-1087布达佩斯，匈牙利合作研究罗兰大学中心环境科学，Pázmány Péter sétány/A，H-1117布达佩斯，匈牙利文章历史：收录至2011年12月20日在修订后的表格2012年3月28日收到接受2012年5月25日可在线2012年6月6日关键词：好氧污水处理生物膜支架脱氢酶活性脱氮除磷摘要：检测城市污水中生长在三个不同的载体（Biolite™，Perl的™和沸石）的生物膜，其生化特性如脱氢酶活性（DHA）并对脱氮除磷效率进行了研究。
人工载体Biolite™和Perl™从陶瓷和玻璃废弃物中产生，分别对载体的物理化学性质，如比表面积，组合物，亚甲基蓝和蛋白质的吸附能力进行了测定。
根据DHA的值，确定每个载体有两种不同的定植时期。
在第一个45天，DHA 的值分别为0.1和0.9毫克TPF/克干燥载体，并与化学氧气一起变化需求和入流的废水的总凯氏氮比。
在此期间，对生物膜Biolite™拥有比那些生长在Perl™和沸石更强的脱氢酶的活性。
第45天之后，所述DHA的值增加，分别为约3倍以上的每个载体上。
在这两个时期的定植，在人工载体上生长的生物膜的DHA 值比沸石的高。
在市政污水处理实验比较生物膜载体和活性污泥总有机碳总量（TOC）总氮（TN），总磷（TP）的去除率。
生长在人工载体生物膜的情况下更有效的去除营养物。
Perl™载体上的生物膜很成功地去除有机物的。
由于活性硝化过程活性污泥有最高的总碳和NH4+-N去除率，而比起活性污泥法，生物膜有更有效的总氮和总磷去除率。
由于氧扩散进入生物膜层被限制为约40微米，在一些研究，可以同时发生氧和厌氧转化过程，这意味着反硝化和硝化可以存在于同一时间，与此同时在情况下的活性污泥的需氧转化过程是主要的。
之间的生物膜载体上的DHA 和TN去除数据表明在废水处理技术中人工载体是比天然沸石更有前途。
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1．简介如今，生物膜被用于许多废水处理技术，作为生物膜系统有许多优点超过传统活性污泥法。
高生物量浓度，好的有机物和营养物去除效率，耐水质波动（温度，pH值，和有毒化合物），操作灵活，和较低的剩余污泥产量是生物膜系统的一些优点[1]。
生物膜是微生物群落，细菌，真菌和原虫生活在一起的固体表面。
微生物产生胞聚合物（EPS），对于稳定和基板处的细菌有责任。
EPS的主要成分（多糖，蛋白质的主要成分，核酸和脂质）决定了生物膜的许多重要性质如密度，孔隙率，扩散率，强度，弹性和代谢活性[2]。
该EPS可以吸附和累积无机和有机化合物，如重金属[3]，多环芳烃，氯酚和农药[4]。
在过去的二十年中，大量的微观分析技术用于表征生物膜结构开发[5]。
最传统的技术是电镜，但使用的传输电子显微镜（TEM）或扫描电子显微镜（SEM）观察生物膜形态和性情，也可以研究。
共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）也已被许多研究人员生产生物膜的3D照片。
这些方法是非常有用的和提供信息的，但它的缺点是对一个小废水的实验室过于昂贵。
一些生化方法（酶的活性测试）也已经经常有效的应用于研究生物膜。
生物有机化合物的氧化是由许多不同的细胞内和细胞特异性的脱氢酶介导的脱氢工艺。
所有活的微生物具有脱氢酶活性（DHA）;因此推测，DHA反映微生物活性。
DHA的确定是基于氧化还原敏感的四唑鎓指标的反应。
各种化学化合物应用于此目的：三苯基四氮唑氯（TTC）[6]，2-（对-碘苯基）-3-（对硝基苯基）-5-苯基四唑鎓氯化物（INT）[7]或5-氰基2,3-二甲苯基四氮唑氯（CTC）[8]。
这些四唑化合物是无色的，还原后它们被转化成不溶于水的红色着色单碱，可以通过分光光度法进行量化。
脱氢酶活性试验用于活细胞的活性测定，因为它的灵敏度和简单所以是广泛使用的生化方法之一。
有许多关于脱氢酶定量在土壤中的活动和沉积物的出版物[9-12]，在好氧活性污泥[13-15]，以及在厌氧污泥[16,17]。
不同的天然以及人造的固体物质可被用作生物膜载体。
天然的载体是如石头，河岸的部分河流植物，人工载体大多是诸如聚乙烯的聚合物，聚丙烯或聚氨酯。
表征生物膜载体中，最重要的媒体特性如密度，耐久性，具体表面积，表面粗糙度和孔隙率，床空隙的百分比空间和吸附性能等主要测试的。
细菌的表面电荷通常是负的，因此，如果一个较高量的正电荷的亚甲蓝吸附载体，可以预期有更少的细菌的附着。
蛋白质是EPS的一部分，因此，如果有更多的蛋白质由载体为界，更多的细菌也可被吸附在其上[18]。
虽然生物膜的结构是一个非常重要的参数，它是更常见的确定-作为最简单的方法以研究生物膜定植于不同载体-总生物膜的量。
很多众所周知的物理（质量，密度，厚度）和物理化学（TOC和COD）参数也适用于定义[19]。
水相的一些物理化学性质，例如基材的质量和浓度，也可能影响生物膜的结构。
萨缪尔森和Kirchman[20]对固体表面特性，吸附有机物，附着细菌生长之间的关系进行了检查，采用聚乙烯和硼硅玻璃作为生物膜载体。
假单胞菌应变S9被用作测试生物体，施加的蛋白是存在于所有自养生物的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（RuBPCase）。
未经RuBP羧化酶对疏水聚乙烯表面更高的细胞数进行定量，但是当表面被涂覆有RuBP羧化酶，亲水性的玻璃表面会附着更多的细胞，并且随着生物量生长速率上升而增加吸附的蛋白质的量。
对载体的研究，其附着生物量在参数值表征废水的净化状态的影响往往是确定的。
因此，进行了量化的生物膜的情况下碳，氮和磷的去除率，对七个不同载体由Nacheva等人[1]使用连续下流式反应器，采用不同的有机（0.8-6.0gCOD米-2D-1）和氮气负荷（NH4+-N：0.17-1.28GM-2D-1，TN：0.21-1.55GM-2D-1），以及作为溶解氧浓度（2-5毫克/升）。
被测材料是陶瓷球体，粉碎tezontle ，谷物低和高密度的聚乙烯，聚乙烯胶带，聚丙烯和立方体聚氨酯。
最好的COD去除率在聚乙烯反应器载体，在更高的负荷下，最佳的氮和磷的去除是填充有聚氨酯的反应器得到（75％，分别为50％和67％）。
不同尺寸的聚氨酯海绵在用作生物膜载体通过Nguyen等人进行了成功的应用[21]。
反应器也在厌氧、好氧条件下的操作过。
在一个中型海绵和在有氧条件的情况下生物质的生长和污染物的去除效率最好，（因此>90％的TOC，95％的COD，65％总氮和总磷减少90％达到下除去率显著改善）。
本研究的目的是调查一种天然和两种不同的人造无机材料作为生物膜的载体。
对一些物理化学性质，如比表面积，组合物，亚甲基蓝和蛋白质的吸附能力进行了比较。
定植时的细菌，对生物膜脱氢酶的酶活性和生物膜活性与废水的化学成分的相关性进行研究。
比较营养去除批实验确定了用了生物膜法的城市污水中碳，氮，磷的去除效率与不同的载体和活性污泥相关。
N：样本数。
2.材料与方法2.1 化学制品牛血清白蛋白（BSA），三苯基四氮唑氯（TTC），triphenil-甲（TPF）和丁醇（默克公司，德国），亚甲基蓝（MB），乙酸钠，亚硫酸钠，氯化铵，KH2PO4，K2HPO4和磷酸氢二钠·7H2O（Reanal私人有限公司，匈牙利）的应用。
所有化学试剂均为分析纯试剂。
2.2 生物膜载体的物理化学性质一个自然和人工的载体进行了调查。
天然生物膜载体是沸石MáD开采（匈牙利）。
一个人工载体，命名为Perl™为实验材料，用废玻璃，粘土，珍珠岩，木屑，石灰和膨润土（geofil公司，匈牙利）。
作为对照的载体，挪威陶瓷生物膜载体，选择了Biolite™，用在南布达佩斯废水处理工厂。
生物膜定植前，这些载体的一些物理化学性质如化学组成，比表面积，蛋白质和亚甲蓝吸附量进行了测定。
在105℃干燥条件下测量载体样品。
2.2.1 生物膜载体的化学组成元素组成由X射线荧光光谱法测量，同时有研磨和载体材料同质化。
由ARL8410型X射线荧光设备（Fisons仪器，美国）测量浓度，使用外部校准的同质化。
2.2.2 载体的比表面积载体的比表面积在27摄氏度和8帕的水蒸汽下吸附进行定量微量法。
图1.亚甲蓝吸附三个生物膜的载体，初始MB的浓度的能力：1毫克/升（白）;3毫克/升（格子）;5毫克/升（内衬）;7毫克/升（波浪）;和10毫克/升（灰色）。
2.2.3 载体的吸附能力通过分光光度法测定亚甲基蓝（MB）和吸附蛋白质（BSA）。
载体放入含亚甲基蓝浓度为1；3；5；7；10毫克/升的溶液或牛血清白蛋白（100；200；400；800；1000毫克/升）并振荡1小时。
在吸附过程后，用分光光度计在660 nm处测定MB或BSA液相含量（HACH DR /2000，美国）[22-24]。
一克干载体吸附MB量或BSA与的计算为：其中Q是吸附MB或BSA（mg/g），CI是溶液中的MB或BSA的初始浓度（毫克/升）CF是溶液中的MB或BSA的最终浓度（毫克/升），V是溶液的体积（L），W是载体的干重。
2.3 生物膜定植生物膜在定植于布达佩斯污水厂有限公司的一个活性污泥罐（布达佩斯，匈牙利）。
三种不同的载波放入塑料样品架，置于水面以下至少30公分。
定植实验过程中活性污泥的浓度变化介于2.0和2.5克/升TSS（总悬浮固体）。
每周两次取样，为消除非粘附的细菌在采样后立即用自来水冲洗，并运送到实验室中的冷冻袋以阻止微生物构建和降解过程。
2.3.1脱氢酶活性在97天之久的实验中，脱氢酶活性每周测量两次。
为了生物膜法对适用于活性污泥的DHA测量方法进行了优化。
因此，每解析一克测定样品，将其放入玻璃锥形烧瓶中，将以下的溶液中加入：18毫升磷酸盐缓冲液，12毫升为100g/L 乙酸钠，3毫升3.6克/L的亚硫酸钠和6毫升4克/L的TTC的溶液。
加入所有试剂，将样品在4℃下冷藏24h。
以前的实验为了确认该TTC可能扩散到的整个厚度生物膜层。
测定未经处理和分别经过16、24、48h冷冻所提取的TPF量。
介于16小时和24小时之间可萃取TPF的量增加了32％，24小时后制冷并没有发生任何变化。
根据结果这些以前的实验中，TTC扩散到生物膜层的整个厚度需要24小时，并为给定样品以这种方式产生有较小的变异系数的更可靠的数据。