生物膜法处理水技术综述

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。

其实，生物膜法和活性污泥法一样，同属好气生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝

气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则上要依靠固着于载体表面的
微生物膜来净化有机物。

与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点：
① 固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性

好。

② 不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。
③ 由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污

泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富
且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。

④ 同高营养级的微生物存在，有机物代谢对较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污

泥量较少。

⑤ 采用自然通风供氧。
⑥ 活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。

⑦ 由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。国外的运行经

验表明，在处理城市污水时，生物滤池处理厂的处理效率比活性污泥法处理厂略低。

50％

的活性污泥法处理厂

BOD

去除率高于

91％，50％的生物滤池处理厂 BOD

去除率为

83％，相应的出水 BOD

分别为

14 和 28mg／L。

生物膜法的主要形式按膜与废水的接触方式可分为两种：填充式和浸渍式两种。填

充式包括生物滤池和生物转盘，浸渍式包括接触氧化法和生物流化床。

目前所采用的生物膜法多数是好氧装置，少数是厌氧形式，如厌氧滤池和厌氧流化床

等。这里主要讨论好氧生物膜法。

基本原理
生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生

物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。生物膜在载体
上的生长过程是这样的：当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，
水中的悬浮物及微生物该吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐
渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分
解废水中是悬浮、胶体和溶解状态的污染物。
为了保持好气性生物膜的活性，除了提供废水营养物外，还应创造一个良好的好氧条件，
亦即向生物膜供氧。在填充式生物膜法设备中常采用自然通风或强制自然通风供氧。氧透入
生物膜的深度取决于它在膜中的扩散系数，固

-液界面处氧的浓度和膜内微生物的氧利用率。

对给定的废水流量和浓度，好气层的厚度是一定的。增大废水浓度将减小好气层的厚度，而
增大废水流量则将增大好气层的厚度．
生物膜中物质传递过程如图 14-1 所示。由于生物膜的吸附作用，在膜的表面存入一个很

薄的水层（附着水层）。废水流过生物膜时，
有机物经附着水层向膜内扩散。膜内微生物在
氧的参加下对有机物进行分解和机体新陈代
谢。代谢产物沿底物扩散相反的方向，从生物
膜传递返回尔相和空气中。

随着废水处理过程的发展，微生物不断生张
繁殖，生物膜厚度不断增大，废水底物及氧
的传递阻力逐渐加大，在膜表层仍能保持足
够的营养以及处于好氧状态，而在膜深处将