第13章生物膜法概述及原理.

根据Characklis的研究，生物 膜的积累形成是一系列物理、化学 和生物过程综合作用的结果。即：
O2
BOD
空 气
1.废水中有机分子向生物膜 附着生长的载体表面输送；
H2O BOD
2.废水中的浮游微生物细胞 O2
CO2 在载体表面的不可逆吸附；
CO2
H2S NH3
3.生长在生物膜内部的微生
物对废水中营养物的利用与 氧化分解
污水与生物膜接触， 污水中的有机污染物 作为营养物质，为生 物膜上的微生物所摄 取，微生物自身得到 繁衍增殖，同时污水 得到净化。
No. 4
初沉池的作用 是去除大部分悬浮 固体物质，防止生 物膜反应器堵塞， 尤其对孔隙小的填 料是必要的 进水 初沉池
生物膜法的基本流程
回流
出水 生物膜反应器 二沉池
No. 15
O2
生物膜的构造（剖面图）
生物膜的再生
当厌氧层逐渐加厚，并达到一定的程度后，其代谢产物 也逐渐增多，这些产物向外侧逸出，必然要透过好氧层，使 好氧层生态系统的稳定状态遭到破坏，从而失去了这两种膜 层之间的平衡关系，又因气态代谢产物的不断逸出，减弱了 比较理想的情况是：减缓生物膜的老化进程，不使 厌氧层过分增长，加快好氧膜的更新，并且尽量使生物 生物膜在惰性载体上的固着力，处于这种状态的生物膜即为 膜不集中脱落。 老化生物膜，老化生物膜净化功能较差而且易于脱落。生物 膜脱落后生成新的生物膜，新生生物膜必须在经过一段时间 后才能充分发挥其净化功能。
No. 2


生物膜法是土壤自净的人工强化。 最早人们利用污水酒浇农田，发现了土 壤渗滤作用对污水中有机物有净化作用。
活性污泥法是水体自净的人工强化。

生物膜法的实质
净化机理概述
是使细菌和菌类一 类的微生物和原生 动物、后生动物一 类的微型动物附着 在滤料或某些载体 上生长繁育，并在 其上形成膜状生物 污泥——生物膜。
No. 5
活性污泥法的基本流程
空气 进水 二沉池 出水
曝气池 回流污泥 剩余污泥Qw
13.1 生物膜法的基本概念 ★ 1、生物膜的形成及其净化过程 ★ 2、生物膜的载体 ★ 3、生物膜法的特征 ★ 4、生物膜反应器
No. 7
1、
生物膜的形成及其净化过程
生物膜法处理污水就是使污水与生物膜接触， 进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物对有机 物进行降解，使污水得到净化，同时生物膜内的微
二沉池的 作用是去 排泥 排泥 除脱落的 生物膜， 提高出水 出水回流的主要作用是当进水浓度较大时，生 水质。 物膜增长过快，采用出水回流，以稀释进水有机物 浓度和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，更新生物膜，避免生物膜的过 量累积，从而维持良好的生物膜活性和合适的膜厚 度，但出水回流并不是必不可少的。
第13章 生物膜法

13.0 概述 13.1 生物膜法的基本概念 13.2 生物膜的增长及动力学 13.3 生物滤池
原

理

工 艺 及 应 用


13.4 生物转盘
13.5 生物接触氧化法 13.6 生物流化床 13.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺 13.8 生物膜法的运行管理
生物不断生长与繁殖。因此，生物膜废水处理技术
的关键是形成性能良好的生物膜，而生物膜的形成
及其生长是实现废水有效处理的前提。
No. 8
生物膜
厌氧 好氧
附 着 水 层
流 动 水 层
左图所示是附着在生物滤池滤 料上的生物膜的构造。生物膜是高
滤 料
空 气 面更新的条件下，其外侧总是存在
着一层附着水层。生物膜又是微生
No. 10
好氧层的特征
由好氧微生物和兼性微生物组 成，由于吸收营养和溶解氧比 较容易，微生物生长繁殖迅速， 其厚度一般为2mm左右
生物膜的形成是废水在流经载体表面的过程中，微生物 与向载体表面输送的物质结合固定化的过程实现的.
而微生物的生长 则是通过废水中有 机营养物的吸附、 传递及氧向生物膜
水流
H2O BOD
CO2
H2S NH3
O2
CO2
流动过程中逐步得到净化。微生物
的代谢产物如H2O等则通过附着水层 进入流动水层，并随其排走，而CO2 和厌氧层分解产物如H2S、NH3以及 CH4等气态代谢产物则从水层逸出进 入空气中。
No. 14
O2
生物膜的构造（剖面图）
生物膜
厌氧 好氧
滤 料
附 流 着 动 水 水 层 层 CO2 BOD O2 H2O NH3 BOD
内部的传递扩散等
过程促进生物膜中 微生物对有机基质
载体
a
水流
载体
b
的氧化降解作用维
持的。
载体
c
载体
d
生物膜生长于载体的表面，其中的丝状菌相互缠绕并漫伸 于水中，使生物膜呈现出立体结构。
No. 11
液相中悬浮微生物
微生物向载体表面运送 可逆附着
不可逆附着
固定微生物增长、形成生物膜
No. 12
An overview of biofilm attachment
Maturation
生物膜
厌氧 好氧
滤 料
附 流 着 动 水 水 层 层 CO2 BOD O2 H2O NH3 BOD
在生物膜内、外，生物膜与水
层之间进行着多种物质的传递过程。
空气中的氧溶解于流动水层中，从 那里通过附着水层传递给生物膜，
O2
BOD
空 气
供微生物呼吸；污水中有机污染物 则由流动水层传递给附着水层，然 后进入生物膜，并通过细菌的代谢 活动而被降解。这样就使污水在其
厌氧层的形成
由于微生物的不断 繁殖增长，生物膜的厚 度不断增加，当膜厚增 到一定程度后，在氧不 能透入的膜内侧深部即 转变为厌氧状态。
厌氧层的特征
内部和载体接触的部分，由 于营养物质和溶解氧的不足， 微生物的生长繁殖受到限制， 好氧微生物难以存活，兼性 微生物转为厌氧代谢方式， 而某些厌氧微生物却恢复了 活性，厌氧层在生物膜达到 一定厚度时才出现
No. 1
13.0 概 述
生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水 中有机物的方法，两者是平行发展起来的污水好氧处理工艺。
生 物 膜 法 和 活 性 污 泥 法 的 区 别
活性污泥法中的微生物在曝气池内以活性污 泥的形式呈悬浮状Leabharlann Baidu，属于悬浮生长系统；
生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体 上，形成膜状的活性污泥，属于附着生长系统或 固定膜工艺。
大 量 微 生 物 物高度密集的物质，在膜的表面和 一定深度的内部生长繁殖着大量的 各种类型的微生物和微型动物，并 形成有机污染物—细菌—原生动物
度亲水的物质，在污水不断在其表
(后生动物)的食物链。
生物膜的构造（剖面图）
No. 9
好氧层的形成
当废水中含 有足够数量的 有机营养物、 微量元素及溶 解氧时，微生 物在作为载体 的填料表面生 长繁殖。 微生物可以 在其自身通过 代谢途径产生 的胶质粘膜内 活动，使微生 物的数量不断 增长，并使其 从载体表面向 外伸展。