国内外生物膜修复技术的进展

20 世纪 80 年代以来，污染水体修复技术不断取得新的进展。生物修复指生物(特别是

微生物)对环境中的污染物进行吸收或氧化降解，从而减少或最终消除环境污染的受控制
或自发的过程。用于污染水体修复的生物膜技术是目前国外研究的重点技术，尤其是日本，
已经在工程实践中运用了多种生物膜技术对污染严重的中小河流进行净化，并获得了良
好的净化效果和大量工艺参数。日本用于修复污染水体的生物膜技术主要有砾间接触氧化
法、细线状软性填料接触氧化法、薄层流法和伏流净化法。

1、砾间接触氧化法
该方法是根据河床生物膜净化河水的原理设计而成，通过人工填充的砾石，使水与

生物膜的接触面积增大数十倍，甚至上百倍。水中污染物在砾间流动过程中与砾石上附着
的生物膜接触、沉淀，进而被生物膜作为营养物质而吸附、氧化分解，从而使水质得到改
善。

2、绳状生物填料接触氧化法
该方法是利用细绳状生物填料比表面积大、空隙率大、微生物易于附着和生长繁殖，

进而净化效果好的特点而研究开发的一种水体净化技术。它在污染河流净化过程中，其处
理设备的主要构造为:采用人工堰坝切断河流，然后利用河水的自然落差或采用水泵将水
引入建设在河岸边的河水处理设施中，采用与污水处理厂相类似的处理方法，把河流水
全量处理后再放回河流的下游。该处理方法实施时需要大量的投资，并且在日后的运行管
理时也要求有一定的管理技术及经费。但是，对于水体污杂严重、靠自净能力已积重难返
的河流来说，该方法可以在短期内取得相当好的净化效果。

3、生物活性炭填充柱净化法
生物活性炭填充柱净化法是一种以活性炭为填料的生物膜净化法。它主要是利用活

“

”

性炭表面附着的微生物，特别是细菌分解水中有机物的 生物膜效应 和微生物吸着在活

“

”

“

”

性炭上分解有机物的 生物再生效应 以及活性炭微孔隙捕捉有机物的 吸着效应 去除河
水中的污染物质，使水质得到改善。该方法充分发挥了活性炭比表面积大、空隙大、吸附性
能好的特性，使附着在其表面的微生物种类多、数量大、活性强、增殖速度快，进一步提高
了生物膜的净化能力。但采用该方法的净化设备投入较大，而且实施时也需要大量的资金，
并且在日后的运行管理时也要求有一定的管理技术及经费。

4、薄层流法
河流自净主要通过附着在河床及水生植物上的生物膜以达到净化有机污染物的目的。

薄层流净化法着眼于此，采用增大生物膜的附着面积，以减少单位生物膜的处理水量而
提高河床的自净能力。具体方法是增加河面的宽度使水深变浅，增大河流与河床的接触面
积，工程建设可使河流的净化能力达到原来的数倍到十数倍。该方法的缺点是需进行大规
模的工程建设并涉及用地问题，同时还要确保以前的水流量并不使河流的景现及生态系
统受不良影响等，因此确定使用本法时，有必要作充分的地形调查和环境评估等工作。

5、伏流净化法
伏流净化法主要是利用河床向地下的渗透作用和伏流水的稀释作用来净化河流的。

所谓伏流即从河床向地下渗入沿地下水脉流动的地下水流。经泥沙过滤后的伏流水相对水
质良好。伏流净化法是将伏流水用水泵抽出并送回河流，以降低地下水位来促使地下水加
速渗透，该方法可被看作是一种缓速过滤法(微生物膜过滤)，整个河床是一个大的过滤
池，由河床上附着的生物膜构成缓速过滤池的过滤膜，污染的河水经过滤膜的过滤作用
缓慢地向地下扩散，成为清洁的地下水。用于稀释的伏流水就是渗入地下的清洁水，人为
用泵提升到地面来稀释河流，使河流的自净作用进一步增强。