1、生物膜和生物膜法定义 2、生物膜的形成 3、生物膜法的特征
什么是生物膜法
定义：以生物膜作为去除废水中的污染物主体的工艺，
通称为生物膜法工艺又称固定膜法，
一类废水好氧生物处理技术； 起源：土壤自净过程的人工化和强化； 处理对象：废水中溶解性和胶体状的有机物及氮素污染物； 生活污水或城市废水，以及个别工业废水； 分类 生物滤池； 生物转盘； 生物接触氧化工艺； 生物流化床；
纤毛虫
2、工艺运行特征
1)、适应性强（对水质、水量等的变化）；
2)、剩余污泥的沉降性能良好，易于分离； 3)、能够处理低浓度污水； 4)、易于维护运行，运行费用少。
研究成果
• 自然水体中影响生物膜形成的最主要因素—水文 条件。水流速度、光照、基底类型等
• 生物膜上的主要成分铁氧化物、锰氧化物和有机 质，被认为是影响痕量金属在固体表面吸附的3个 。 最重要的因素（pH 6±0.1；25 C 连续搅拌24 h)
陶粒
无机类载体
无机类载体有砂子、碳酸盐类、各种玻璃材料、沸石类、 陶瓷材料、炭纤维、矿渣、活性炭、金属等。 活性炭纤维：不仅比表面积大，孔径分布集中在微孔范 围内，还具有很好的生物相容性，是良好的生物膜载体 材料 陶粒：陶粒具有巨大的比表面积，可附着较大量的微生 物，同时增高了氧气在水中的传质效果 ，因此成为目前 应用最广泛的水处理生物膜无机载体。
载体
a
水流
载体
b
载体
c
载体
d
生物膜的成熟
成熟标志：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。
成熟所需时间：在20C下处理城市污水时， 生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天 左右
生物膜的更新与脱落
厌氧膜的加厚：
①生物膜处于老化状态，净化功能变弱，易于脱 落。 ②厌氧代谢产物增多，减弱生物膜的附着能力； ③破坏厌氧膜与好氧膜之间的平衡；
• 生物膜吸附铅镉主要是由膜上铁氧化物、锰氧化 物控制的。锰氧化物 吸附铅 • 铁氧化物 吸附镉
• 水深的增加，膜上铁、锰、铝氧化物含量逐渐 降低。水越深，光照越少，溶解氧也减少，影 响微生物的活动。 • 颗粒物对重金属的吸附能力随粒度增大而减小 • 生物膜浓度与吸附铅、镉的关系：生物膜浓度 吸附铅、镉的最大吸附量呈
净化机理概述 生物膜法的实质 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。
它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。
2 生物膜法基本概念
有机氯农药能够促进生物膜对Cd的吸附，降 低了对Pb的吸附能力
生物膜的载体
作用：起支撑生物膜的作用，为生物膜提供附
着生长固定表面的材料
从根本上分类：无机类载体
有机类载体
载体主要性能：
①比重略大于1； ②表面比较粗糙，比表面积大； ③易成膜，对微生物无毒性； ④不会与废水中的物质发生反应； ⑤价廉易得。
生物膜法及生物膜材料介绍
生物膜法
原 理
1、概述
2、生物膜法基本概念
载 体 材 料
无机类载体 有机类载体
1 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。
两 者 区 别
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 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态，属于悬浮生长系 统
形成过程：含有营养物质和接种微生物的污水在 填料表面流动，经过一定时间后，污水中的微生 物会在填料表面附着增殖和生长，形成一层薄的 生物膜。
生物膜结构图
9
微生物的生长
是通过废水中有
机营养物的吸附、 传递及氧向生物
水流
膜内部的传递扩
散等过程促进生 物膜中微生物对 有机基质的氧化 降解作用维持的。
Biofilm on smooth surface
Thank you!
生物固体浓度与载体投加量有直接关系 。
选择生物膜载体的基本原则
足够的机械强度，以抵抗强烈的水流剪切力的作用； 优良的稳定性，主要包括生物稳定性、化学稳定性和热力学稳 定性； 亲疏水性及良好的表面带电特性，通常废水pH在7左右时，微 生物表面带负电荷，而载体为带正电荷的材料时，有利于生物体 与载体之间的结合程度； 无毒性或抑制性； 优越的物理性状，如载体的形态、相对密度、孔隙率和比表面 积等； 就地取材、价格合理。

活性炭
火山岩
有机类载体
有机类载体是生物膜技术发展中应用最广泛
的主要载体材料。 这类载体主要有PVC、PE、PS、PP、各类树脂、 塑料、软性或半软性纤维等，其中具有不同 功能的聚合物类载体，如PVC、PE、PS、PP等 发展很快，在实际中应用最为广泛。
球状悬浮型载体
半软性载体
硬性填料
生物膜和活性污泥中微生物种类与数量的比较
微生物 细 菌 活性污泥法 生物膜法 微生物 轮 虫
活性污泥法 生物膜法
++++ ++ ++ ++ ++++
++++ +++ ++ +++ +++ ++++
+ +
+++ ++ ++ + ++
真 菌
藻 类 鞭毛虫 肉足虫
线 虫
寡毛虫 其它后生动 物 昆虫类
软性填料
立体弹性有机合成高分子生物膜材料： 聚酯类可降解聚合物生物膜 载体、聚烯烃改性类可降解生物膜载体 在低C/N比率下，可降解材料即作为微生物的载体，也可为 微生物提供碳源

发展生物降解聚合物载体的高孔隙度是为了提高生物量附着 改性使载体具有亲水性。目前研究较多的有

PHB聚3羟基丁酸（poly-3-hydroxybutyric acid）
PCL聚己酸内酯 (polycaprolactone) PBS聚丁二醇丁二酸酯（ poly butylene succinate ） PLA聚乳酸（ poly lactic acid）
生物膜上占优势菌种：球菌和杆状菌
Biofilm on rough surface
什么是生物膜
• 是附着生长在固体状材料表面的由多种微 生物形成的膜状生物聚集体； • 固体状材料： 滤料——生物滤池； 填料——生物接触氧化工艺； 转盘——生物转盘； 载体——生物流化床
1、生物膜的形成
前提条件： 载体——填料或称滤料； 营养物质——有机物、N、P及其它由污水提供； 接种微生物——由污水自行提供，或接种；
生物膜的更新：
①老化膜脱落，新生膜会重新生长； ②新生膜具有更强的净化功能。
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
生物膜法的特征
1、微生物方面特征
2、工艺特征
1、微生物方面的特征
1)、微生物种类多样化； 2)、生物膜上微生物的食物链较长；
3)、能够存活世代时间较长的微生物