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生物膜法又稱生物固定膜法。與活性污泥法相似,都是利用細(xì)菌氧化分解有機(jī)污染物達(dá)到水處理標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)供氧情況,生物膜法也有好氧法和厭氧法之分。生物膜法與活性污泥法的主要區(qū)別在于生物膜固定生長(zhǎng)或附著生長(zhǎng)于固體填料(或稱載體)的表面,而活性污泥則以絮體方式懸浮生長(zhǎng)于處理構(gòu)筑物中。由于大多數(shù)細(xì)菌可分泌胞外糖類多聚物,使之具有“生物膠水”的作用而黏附生長(zhǎng)于載體填料,其附著生長(zhǎng)于填料上的能力與下列因素有關(guān)。
(1)與微生物的活性有關(guān)。一般細(xì)菌處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)分泌黏液多,此時(shí)細(xì)菌易于固定或附著生長(zhǎng)于填料表面。
(2)與填料(載體)的電荷有關(guān)。易于在帶有正電荷的填料如沸石、活性炭、陶料上附著生長(zhǎng)。
(3)與載體的比表面積、孔隙率有關(guān)。在載體填料的比表面面積大,孔隙率大的情況下細(xì)菌附著的量可增大,一般填料的孔徑為微生物長(zhǎng)度的 4~5 倍時(shí)最佳,選擇填料時(shí)就按其孔隙率和比表面積等指標(biāo)來(lái)選。
生物膜隨著時(shí)間的增長(zhǎng),微生物數(shù)量不斷增加,生物膜逐漸加厚,膜外介質(zhì)中的 C、N、P 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可被生物膜所吸附,并進(jìn)一步被氧化分解,最后變成 HzO、CO2等無(wú)機(jī)物并返回膜外介質(zhì)中,隨出水外排。介質(zhì)(水、氣)中的 O2 可滲入生物膜中,供作氧化分解有機(jī)污染物之用。隨著生物膜的增厚,滲人的 Oz被膜外層的微生物消耗殆盡,造成靠近填料處出現(xiàn)厭氧層,并隨時(shí)間不斷加厚,最后整個(gè)生物膜可在下述作用下脫落:
①微生物本身的衰老、死亡、微生物的內(nèi)源呼吸代謝活動(dòng);
②底層生物膜的厭氧代謝,產(chǎn)生 CO2、HzS、CHa、NHs等氣體,使生物膜的黏附力減??;③不斷增厚的生物膜的本身的重量;④曝氣或水力沖刷剪切作用下,使膜成片脫落,但這種脫落僅是在局部填料上發(fā)生,并且裸露的填料上會(huì)出現(xiàn)新的生物膜迅速生長(zhǎng),在整體構(gòu)筑物內(nèi)填料上就形成了不斷地脫落和成長(zhǎng),維持了水處理達(dá)標(biāo)排放。
屬于生物膜法的有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、生物流化床和曝氣生物濾池等工藝。