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【《排水工程》第42讲】

重要指数：★★★

上一节主要讲解活性污泥法的工艺设计中的生物反应池容积计算、污泥回流系统、二沉池设计与校核设计，详见。

本节主要讲解生物膜法水处理工艺的相关知识，包括生物膜法概述、生物膜的构造、生物膜中的生物相3部分内容。

第13章生物膜法知识框架

01

生物膜法概述

关于生物膜法，是污水处理的一种方法。该法采用各种不同载体，通过污水与载体的不断接触，微生物细胞在载体表面生长和繁殖，由细胞自内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成孔状结构，称之为生物膜。利用生物膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物。

生物膜法分类方式也有很多种，基本是侧重点不同时所分类方式不同，大体可以按照以下几种方式分类：

1. 根据其载体是否被所需要处理的污水淹没，分为三种形式：浸没式生物膜法、半浸没式生物膜法和非浸没式生物膜法。
2. 按生物膜生物反应池的供氧方式划分，可以分为自然供氧和人工供氧两种形式。
3. 按照生物膜是否需要氧气又能够分为好氧生物膜和厌氧生物膜。
4. 按照生物膜反应池中的载体形态又可以分为固定床和流化床两种形式。

生物膜法与活性污泥法的比较

生物膜法处理前应该经过除渣、沉砂、沉淀处理，按照《室外排水设计规范》规定，生物膜法适用于中小规模污水处理。那如何界定污水处理厂的规模呢？

• 处理量＞10万m3/d的规模则为大型污水处理厂；
• 处理量处于5万~10万m3/d的规模则为中型污水厂；
• 处理量＜5万m3/d的规模则为小型污水厂。

如果按类别划分的话，生物膜法目前国内均用于四类及以下规模的二级污水厂，普通生物滤池一般适用于处理日污水量不大于1000m3的小城镇污水或有机工业废水。那如何按照类别划分污水厂规模？（注：以下类别划分方式，包含下限值，不包含上限值）

• 一类污水厂：50~100万m3/d处理量；
• 二类污水厂：20~50万m3/d处理量；
• 三类污水厂：10~20万m3/d处理量；
• 四类污水厂：5~10万m3/d处理量；
• 五类污水厂：1~5万m3/d处理量。

02

生物膜的构造

生物膜就是一层由不同种类微生物附着在填料载体上形成的薄膜，从形成到成熟，经过潜伏、生长两个阶段，如果所处理污水为城市污水，在20℃条件下，大约经过30d左右形成，其主要构成物质均为高度亲水物质，主要分为厌氧层和好氧层两层，构造如下图所示。

生物膜结构

对于活性污泥法和生物膜法中的微生物相，都有丝状菌，那为什么生物膜法不易发生污泥膨胀而活性污泥法容易发生污泥膨胀，原因在于生物膜法都是生长在填料载体之上的，即使丝状菌长得再多，也不会脱离载体漂浮的。另外对于活性污泥法和生物膜法控制微生物量稳定的方法也不一样，对于活性污泥法，是通过排放剩余污泥的形式保持池内活性污泥浓度一致，而生物膜法是通过水力冲刷老化生物膜的方式保持生物膜量处在一个动态平衡的范围内。

03

生物膜中的生物相

对于构成生物膜的微生物种类，有小到大、由简单到复杂依次为细菌（分为好氧、厌氧和兼氧）、真菌（包括丝状菌）、藻类（数量少，对污水净化作用小）、原生动物（鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫等，在种属和个数上，纤毛虫占比例较大）、后生动物（轮虫、线虫、寡毛类）。

由此可知，生物膜上的微生物相十分丰富，形成了由细菌、真菌、藻类到原生动物、后生动物组成的复杂生态体系，这些微生物的出现及是否占优势常与污水水质和生物膜所处的环境条件相关。

1. 当负荷适当时：常出现独缩虫属、聚缩虫属、累枝虫属、集盖虫属和钟虫属等；
2. 当负荷过高时：真菌类增加，纤毛虫类消失，可以看到的只有性滴虫属、波豆虫属、尾波虫属等鞭毛类；
3. 当负荷较低时：可观察到盾纤虫、尖毛虫属、表壳虫属和鳞壳虫属等；
4. 当厌氧层减少时：后生动物如轮虫和线虫大量出现时，能使生物膜快速更新，生物膜中厌氧层减少，不会引起生物膜过厚，且生物膜脱落量也少；
5. 当厌氧层增厚时，如果扭头虫属、新生态虫属和贝日阿托氏菌属等出现时，表明生物膜中厌氧层增厚。

可见，生物膜上的生物相起指标作用，可用以判断生物膜反应器的运行情况及污水处理效果。

04

本节总结

本节内容作为生物膜法入门知识介绍，在考试中大多出现在知识选择题当中，案例不会出现，需要特别注意的是以下几点内容：

1. 生物膜法的浸没式、半浸没式和非浸没式分类方法及代表工艺（后面会讲）；
2. 生物膜法适合于中小规模处理厂应用；
3. 生物膜构造（厌氧层和好氧层，且两者有一个动态平衡）；
4. 生物膜法生物相要比活性污泥法生物相丰富。

本节内容就到此为止，如果有任何疑问欢迎在下方留言区留言交流。

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