生物膜知识大全
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解剖学生物膜的名词解释生物膜是生物体内细胞膜的一种特殊形式,也是细胞内外界面的分界线。
它不仅保护着细胞的内部结构,还调节着物质的运输和信息传递,对于维持细胞的稳态和生命活动至关重要。
解剖学生物膜主要涉及其复杂的组成结构、功能以及与其他细胞器官的相互作用。
1. 生物膜的组成生物膜主要由脂质双层和蛋白质组成。
脂质双层是由两层疏水脂质分子排列形成的,其中脂质分子的两端具有亲水性,中间则具有疏水性。
这种排列形式使得细胞膜成为具有选择性渗透性的屏障,只允许某些物质通过,同时阻止其他物质的进入。
蛋白质则嵌在脂质双层中,起着细胞识别、运输和传递信号等重要功能。
2. 生物膜的主要功能生物膜的主要功能包括物质转运、细胞识别、信号传递和细胞结构维持等。
物质转运是生物膜最基本的功能之一,通过膜蛋白的特异性结构,物质可以被主动或被动地跨越细胞膜。
细胞识别是通过膜上的特定蛋白质实现的,这些蛋白质可以与其他细胞或分子相互作用,起到识别、结合和传递信息的作用。
信号传递则是通过细胞膜上的受体和信号转导分子实现的,这些分子可以将外界的刺激转化为内部细胞的响应。
细胞结构维持则是通过生物膜的完整性和稳定性来维护细胞的形态和结构。
3. 生物膜与其他细胞器官的相互作用生物膜不仅是细胞内外的界面,也与其他细胞器官密切相连,相互作用。
例如,细胞膜与内质网之间有着联系,内质网的蛋白质合成和修饰过程需要通过细胞膜进行。
细胞膜与线粒体之间的相互作用也非常重要,线粒体的能量转换需要通过细胞膜上的特定蛋白质来实现。
此外,细胞膜还与高尔基体、溶酶体等细胞器官之间存在着联系,共同参与细胞代谢、物质转运和信号传递等过程。
4. 生物膜在生物医学领域的应用生物膜的研究不仅为我们深入了解细胞生物学提供了基础,还在生物医学领域有着广泛的应用。
例如,通过研究细胞膜上的受体和信号转导分子,可以开发出针对特定信号通路的药物,用于调控疾病的发生和治疗。
此外,生物膜的研究还有助于理解细胞内外物质的运输机制和针对性靶向传递,为纳米药物的设计和应用提供了重要的理论基础。
生物膜生物的基本结构和功能单位是细胞。
任何细胞都以一层薄膜将其内含物与环境分开。
这层膜称为细胞膜, 有时也叫外周膜。
电镜下呈两暗夹一明的结构。
质膜是细胞壁之内,细胞质外面的一层微膜。
质膜内包裹细胞器的微膜叫内膜,或内膜系统。
从高等动物和人到低等原核生物如支原体都还有细胞膜,且有着相同的基本结构。
生物膜在生物生命过程中起着重要的作用,如在物质输运、能量转换和信息传递等等过程中扮演中重要的角色。
诸如很多生物学中的问题,如神经传导, 能量转换,细胞分化, 细胞免疫, 代谢调控等也与生物膜有关。
目前已经能够用分子运动的观点讨论膜的结构与功能。
而且随着深入的研究,其必对生物学中各个领域的研究起着重要推动作用。
本文依次对其结构功能,研究进展逐步展开介绍。
一,生物膜结构1.生物膜组成成分生物膜的组成成分有三类:(1)膜脂:包括磷脂,类固醇,糖脂等;(2)膜蛋白:包括外周蛋白,内在蛋白和脂锚定蛋白等;(3)膜糖。
(4)此外还有少量的水和无机盐等。
在真核细胞中,膜结构占整个细胞干重的70%~80%。
生物膜由蛋白质、脂类、糖、水和无机离子等组成。
蛋白质约占60%~65%,脂类占25%~40%,糖占5%。
这些组分,尤其是脂类与蛋白质的比例,因不同细胞、细胞器或膜层而相差很大。
功能复杂的膜,其蛋白质含量可达80%,而有的只占20%左右。
需说明的是,由于脂类分子的体积比蛋白质分子的小得多,因此生物膜中的脂类分子的数目总是远多于蛋白质分子的数目。
如在一个含50%蛋白质的膜中,大概脂类分子与蛋白质分子的比为50∶1。
这一比例关系反映到生物膜结构上,就是脂类以双分子层构成生物膜的基本结构,而蛋白质分子则“镶嵌”于其中。
图1,细胞膜的构造1.1膜脂在植物细胞中,构成生物膜的脂类主要是复合脂类(complex lipids),包括磷脂、糖脂、胆固醇等。
磷脂(phospholipid) 是含磷酸基的复合脂。
在植物细胞膜中重要的磷脂属甘油磷脂,它们是磷脂酰胆碱(又可称作卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺(又可称作脑磷脂)。
高一生物膜知识点膜是生命体内的一个重要组成部分,它在维持生命活动、调节物质的进出以及细胞与环境的相互作用中发挥着重要作用。
在高一生物学中,我们将学习关于膜的各个方面的知识,包括膜的组成、结构与功能等。
本文将以膜的结构与功能为主线,在深入探讨的同时,为读者提供一个全面了解膜的知识点。
一、膜的组成与结构细胞膜是由磷脂双层结构组成的,其中的磷脂分子是双层排列形成的,疏水部分朝向内部,亲水部分朝向外部。
此外,膜中还存在着蛋白质、固醇和糖等其他成分。
磷脂双层主要起到了屏障的作用,控制物质的进出。
而蛋白质则通过具有选择性通透性的通道,调节物质的交换。
在细胞膜中,有两种特殊的蛋白质存在,即跨膜蛋白和外周蛋白。
跨膜蛋白直接穿过整个膜层,可以起到信号传导、物质运输等功能。
而外周蛋白则与膜的内、外表面结合,起到支持、传导信号等作用。
固醇在膜中起到了调节作用,可以使膜更加稳定和柔软。
糖则结合在细胞膜的外表面,形成糖蛋白复合物,参与细胞间的粘附和识别。
二、膜的功能膜作为细胞的界限,其最重要的功能之一是选择性通透性。
细胞膜可以根据物质的大小、电荷和溶解度等特征,选择性地将物质进出细胞。
通过蛋白质的通道和运输体,细胞膜可以调节离子的进出,维持正常的离子浓度差和电位差,维持细胞内稳定的环境。
此外,细胞膜还可以通过受体和信号转导系统,接收并传递外界的信号。
当外界刺激到达细胞膜时,相关蛋白质可以被活化,从而激活内部的信号通路,调节细胞的生理状态。
这些信号通路的激活可以引起细胞的分裂、分化和凋亡等重要过程。
膜的另一个重要功能是细胞间的粘附和识别。
细胞膜上的糖蛋白复合物可以与其他细胞的膜结合,形成细胞间黏附结构。
这种结构在细胞的分裂、发育和生物体的组织形成中起着重要的作用。
同时,细胞膜上的糖也可以用作识别分子,通过与其他细胞或病原体上的糖结合,实现细胞间的相互识别,并引发相应的免疫反应。
三、膜的结构与功能的调节细胞膜的结构与功能可以通过多种方式进行调节。
高一生物膜系统知识点膜是生物体内重要的组织结构之一,由于其独特的构造和功能,使得细胞能够执行各种生命活动。
膜系统是细胞内膜的总称,也是生物体中一个重要的组成部分。
本文将介绍高一生物学中关于膜系统的主要知识点。
1. 膜的结构细胞膜是由磷脂双分子层组成的,其中磷脂分子是由疏水的脂肪酸烃链和亲水的磷酸甘油醇头基组成。
膜内还有其他膜蛋白和胆固醇等分子。
这种结构保证了细胞膜的稳定性和选择性通透性。
2. 膜的功能膜的功能主要包括细胞边界的维持、物质的运输、信号转导和细胞吸附等。
细胞膜起到了一个物理屏障的作用,保护和维护细胞内环境的稳定。
同时,细胞膜上的膜蛋白负责物质的主动和被动运输,使细胞能够摄取和排出需要的物质。
膜上的受体蛋白能够感受外界的信号并传递给细胞内部,从而调控细胞的活动。
此外,膜还能通过表面特异性的蛋白分子吸附细胞外的分子,起到识别和黏附的作用。
3. 膜的种类生物体中存在着多种类型的膜系统,包括细胞膜、内质网、高尔基体、线粒体和叶绿体等。
细胞膜是包围细胞的界限,起到保护细胞内部并与外界环境交换物质和信息的作用。
内质网是由连续的膜管和囊泡组成的,负责蛋白质的合成、折叠和修饰。
高尔基体是一系列的扁平囊泡,主要参与物质的分泌和修饰。
线粒体是细胞内的能量中心,参与细胞呼吸作用。
叶绿体则是植物细胞中进行光合作用的重要位置。
4. 膜的运输方式细胞膜通过多种方式实现物质的运输,主要包括扩散、主动运输和被动运输。
扩散是指物质在浓度梯度驱动下从高浓度区向低浓度区的自由运动。
主动运输则需要通过能量消耗,逆浓度梯度传递物质。
主动运输包括主动转运和囊泡运输。
被动运输是通过通道蛋白和载体蛋白等载体分子的媒介,将物质从高浓度区转移到低浓度区。
5. 膜的结构与功能的关系细胞膜的结构决定了其功能。
磷脂双分子层赋予细胞膜的稳定性和选择性通透性,而膜蛋白则实现了物质的运输和信号传导。
膜蛋白是细胞膜上的重要组成部分,负责物质与细胞内外环境之间的交互。
生物膜系统的生物知识点
生物膜系统的生物知识点
今天,店铺就给大家整理了高一生物知识点。
高一生物知识点整理:细胞的生物膜系统
一、比较种生物膜的结构和化学组成:
①各生物膜中,含糖类最高的是细胞膜,因为细胞膜的外侧有较多的糖被,与细胞膜识别有关。
②线粒体的内膜的蛋白质含量高于外膜,因为线粒体中与有氧呼吸的酶主要分布在线粒体内膜和基质中。
二、各种生物膜在结构上的联系
各种生物膜在结构上有着直接或间接的.联系,并且能够相互转换。
原理:①生物膜具有一定的流动性,②各种生物膜的化学组成和结构是相似的。
三、各种生物膜在功能上的联系
①例:以分泌蛋白的合成和分泌为例。
分泌蛋白有消化酶;抗体和淋巴因子;蛋白类激素。
②研究方法:同位素标记法,用来研究微观看不见或看不清的生理过程。
③分泌蛋白的分泌过程中,没有穿过生物膜。
④分泌蛋白的合成是发生在附着核糖体上,游离的核糖体合成的细胞内蛋白质
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生物膜1、生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系?2、从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程。
3、何谓膜内在蛋白?膜内在蛋白以什么方式与膜脂相结合?4、比较主动输运与被动输运的特点及其生物学意义.5、说明Na+-K+泵的工作原理及其生物学意义.生物膜(bioligical membrane):细胞和细胞器所有膜结构的总称,是镶嵌有蛋白质和糖类(统称糖蛋白)的磷脂双分子层,起着划分和分隔细胞和细胞器作用,并有大量的酶结合位点,也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位。
流体镶嵌模型(fluid mosaic model):针对生物膜的结构提出的一种模型。
在这个模型中,生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层,脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。
有的蛋白质“镶”在脂双层表面,有的则部分或全部嵌入其内部,有的则横跨整个膜。
另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。
生物膜的功能:跨膜运输能量转换信息识别与传递运动和免疫1答:生物的基本结构特征是膜的流动性和不对称性.生物膜的流动镶嵌模型:膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构,而具有不同生理功能的蛋白质。
流动镶嵌模型主要强调(1)膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动;(2)膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性,有的镶嵌在膜的内外表面,有的嵌入或横跨脂双分子层。
膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件,如通过膜的物资运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。
膜的不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。
从生物膜结构模型演化说明人们对生物膜结构的认识过程。
2答:对生物膜的分子结构的认识经历了四个发展阶段:(1)脂质双分子层模型:研究人员通过实验发现易溶于脂类的物质易通过膜,所以推测膜由脂质构成,有通过计算总面积,得出膜的模型是脂质双分子层,极性的亲水基团朝向外侧的水性环境.(2)Davson—Danielli模型:即“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治式的细胞膜分子结构模型,这个模型的提出是建立在人们对于蛋白质在细胞膜中作用有了初步认识的基础上。
生物膜【定义】生物膜(bioligical membrane):镶嵌有蛋白质和糖类(统称糖蛋白)的磷脂双分子层,起着划分和分隔细胞和细胞器作用生物膜也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位,同时,生物膜上还有大量的酶结合位点。
细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。
生物中除某些病毒外,都具有生物膜。
真核细胞除质膜(又称细胞膜)外,还有分隔各种细胞器的内膜系统,包括核膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基器膜、叶绿体膜、过氧化酶体膜等。
生物膜形态上都呈双分子层的片层结构,厚度约5~10纳米。
其组成成分主要是脂质和蛋白质,另有少量糖类通过共价键结合在脂质或蛋白质上。
不同的生物膜有不同的功能。
生物膜法处理有机废水的时候,生物膜还可以指代那些附着在某些固体表面的好氧微生物。
【结构】流体镶嵌模型(fluid mosaic model):针对生物膜的结构提出的一种模型。
在这个模型中,生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层,脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。
有的蛋白质“镶“在脂双层表面,有的则部分或全部嵌入其内部,有的则横跨整个膜。
另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。
【膜蛋白】内在膜蛋白(integral membrane protein):插入脂双层的疏水核和完全跨越脂双层的膜蛋白。
外周膜蛋白(peripheral membrane protein):通过与膜脂的极性头部或内在的膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内或外表面弱结合的膜蛋白。
通道蛋白(channel protein):是带有中央水相通道的内在膜蛋白,它可以使大小适合的离子或分子从膜的任一方向穿过膜。
(膜)孔蛋白(pore protein):其含意与膜通道蛋白类似,只是该术语常用于细菌。
【膜的运输功能】通透系数(permeability coefficient):是离子或小分子扩散过脂双层膜能力的一种量度。
通透系数大小与这些离子或分子在非极性溶液中的溶解度成比例。
生物膜——流动镶嵌模型1.生物膜概述(1)定义生物膜是细胞器膜、核膜、质膜的统称。
(2)生物膜特点①厚度一般不到10 nm;②具有选择透性,即只有一些物质容易通过它而大部分物质不能通过;③细胞中含量最多的是内质网膜,占细胞总面积的一半。
(3)生物膜的功能①为细胞生命活动提供相对稳定的内环境;②选择性的物质运输和能量传递;③提供细胞识别位点,完成信息跨膜传递;④提供多种酶的结合位点,使酶促反应高效有序进行;⑤介导细胞与细胞、细胞与基质间的连接;⑥质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
(4)生物膜的组成①生物膜的主要成分是脂质(主要是磷脂)和蛋白质,也有糖类;②膜脂主要包括磷脂(甘油磷脂和鞘磷脂)、糖脂和胆固醇三类,其中磷脂双分子层构成生物膜的骨架,脂双层表面是磷脂的亲水端,内部是磷脂的疏水性脂肪酸链;③蛋白质以不同方式镶嵌,执行膜的许多重要功能;④质膜表面有少量糖类分子——糖脂和糖蛋白。
2.流动镶嵌模型(1)膜是流动的①膜的流动性包括膜脂的流动性和膜蛋白的流动性,两者可以在膜中侧向移动;②影响膜流动性的因素与膜本身组分、遗传因子和环境因子有关:a.温度温度降低,膜的流动性减小,使膜固化。
b.胆固醇胆固醇含量增加,膜流动性减小。
c.脂肪酸链的饱和度脂肪酸链所含双键越多越不饱和,膜流动性增加。
d.脂肪酸链的链长长链脂肪酸相变温度高,膜流动性降低。
e.卵磷脂/鞘磷脂比例高则膜流动性增加,因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。
f.其他因素膜蛋白和膜脂的结合方式、酸碱度、离子强度等。
(2)膜是镶嵌的膜中有许多蛋白质浸埋在液态的脂双层中,蛋白质决定着膜的大多数特定的功能。
①膜蛋白分类a.膜内在蛋白膜内在蛋白穿过脂双层的疏水核心,甚至整个穿过膜。
膜内在蛋白的疏水区是由一连串或数连串非极性氨基酸组成的,通常是α螺旋;亲水区域则暴露在膜外侧两边的水溶液中。
b.膜周边蛋白。
膜周边蛋白完全不埋在脂双层中,它们与膜内在蛋白发生疏松的结合,常常贴附在膜内在蛋白的暴露在膜外的部分上。
生物膜概念生物膜概念什么是生物膜?•生物膜是一种广泛存在于生物体内的薄膜结构,由生物分子组装而成。
•生物膜常见于细胞的外层,包裹着细胞内部的各种细胞器。
•生物膜可用于物质传递、细胞间通信、细胞附着和保护细胞等功能。
生物膜的结构•生物膜由脂质双层组成,双层是由脂质分子排列形成的。
•脂质分子由亲水头部和疏水尾部组成,在水性环境中形成稳定的双层结构。
•生物膜中还包含蛋白质、糖类等分子,这些分子与脂质分子相互作用,维持膜的完整性和功能。
生物膜的功能1.分隔细胞内外环境:生物膜为细胞提供了一个边界,将细胞内外环境分隔开来,维持细胞内稳定的内部环境。
2.控制物质传递:生物膜具有选择性通透性,可以控制物质的进出,保持细胞内外物质浓度的平衡。
3.参与细胞信号转导:生物膜中的蛋白质可以与外界信号分子结合,传递信号到细胞内部,参与细胞的生理功能调控。
4.提供细胞附着和支持:生物膜表面的蛋白质能够与其他细胞或基质结合,提供细胞附着和支持,维持组织的结构和功能。
生物膜的研究意义•生物膜是生物学和生物医学研究的重要对象,对于研究细胞的结构和功能具有关键作用。
•生物膜的深入研究有助于理解疾病的发生机制,为新药的研发提供基础。
•科学家们通过研究生物膜,还可以揭示生命起源及进化的过程,为生命科学提供重要的理论支持。
结语生物膜作为生物体的重要组成部分,具有多种功能和结构,对细胞的正常生理活动至关重要。
深入研究生物膜的相关概念和内容,有助于我们更好地理解生命的奥秘,推动生物学和生物医学领域的发展和进步。
生物膜的研究方法•电子显微镜:通过使用电子束来观察生物膜的形态和结构。
•X射线晶体学:通过测定结晶生物膜的X射线衍射图像来解析其分子结构。
•荧光显微镜:利用特定染料或荧光标记蛋白质,观察生物膜的动态变化。
•生物化学方法:通过分离和纯化生物膜中的脂质和蛋白质,并使用各种鉴定技术来确定其组成和功能。
•分子动力学模拟:使用计算机模拟方法来研究生物膜的动态行为和相互作用。
生物膜知识大全生物膜法综述生物膜法又称固定膜法。
是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术,是一种固定膜法,是土壤自净过程的人工化和强化。
主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。
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厌氧层、好氧层、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,由好氧层的好氧菌将其分解,再进入厌气层进行厌氧分解,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。
废水中微生物沿固体(可称载体)表面生长的生物处理方法的统称。
因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状,故名。
废水和生物膜接触时,污染物从水中转移到膜上,从而得到处理。
其基本机理见水的生物处理法。
生物膜法的典型流程中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。
前三种用于需氧生物处理过程,后一种用于厌氧过程。
最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池(满盛碎块的水池)。
它们的运行都是间歇的,过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲,构成一个工作周期。
它们是污水灌溉的发展,是以土壤自净现象为基础的。
接着就出现了连续运行的生物滤池。
生物膜工艺1.生物滤池生物膜法中最常用的一种生物器。
使用的生物载体是小块料(如碎石块、塑料填料)或塑料型块,堆放或叠放成滤床,故常称滤料。
与水处理中的一般滤池不同,生物滤池的滤床暴露在空气中,废水洒到滤床上。
布水器有多种形式,有固定式的,有移动式的。
回转式布水器使用最广。
它以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体,能绕池心旋转。
穿孔管贴近滤床表面,水从孔中流出。
布水器的工作是连续的,但对局部床面的施水是间歇的,这承继了污水灌溉间歇灌水的概念。
滤床的下面有用砖或特制陶块、混凝土块铺成的集水层。
再下面是池底。
集水层和池外相通,既排水又通风。
工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床,和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。
污染物进入生物膜,代谢产物进入水流。
出水并带有剥落的生物膜碎屑,需用沉淀池分离。
生物膜所需要的溶解氧直接或通过水流从空气中取得。
在普通生物滤池中,生物粘膜层较厚,贴近载体的部分常处在无氧状态。
滤床的深度和滤率、滤料有关。
碎石滤床的深度在一个相当长的时间内大多采用1.8~2米左右。
深度如果提高,滤床表层容易堵塞积水。
滤率在1~4左右,如果提高床面也容易积水。
首先突破的是滤率的提高。
水力负荷率(即滤率)提高到8~10以上时,水流的冲刷作用使生物膜不致堵塞滤床,而且有机物负荷率,可从0.2左右提高到1以上。
为了满足水力负荷率的要求,来水常用回流稀释。
为了稳定处理效率,可采用两级串联。
这种流程革新、负荷率提高、构造不变的生物滤池称高负荷率生物滤池。
继而发现,滤床深度从2米左右提高到8米以上时,通风改善,即使水力负荷率提高,滤床也不再堵塞,滤池工作良好,同时有机物负荷率也可以提高到1左右。
因为这种滤池的平面直径一般为池高的1/6~1/8左右,外形像塔,故称塔式滤池。
自塑料型块问世后,通风、堵塞等不再成为问题,滤床深度和滤率可根据需要进行设计。
2.生物转盘是随着塑料的普及而出现的。
数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串,平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。
盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米。
有电动机和减速装置转动盘轴,转速1.5~3转/分左右,决定于盘径,盘的周边线速度在15米/分左右。
废水从槽的一端流向另一端。
盘轴高出水面,盘面约40%浸在水中,约60%暴露在空气中。
盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。
盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖,生物膜交替地与废水和空气充分接触,不断地取得污染物和氧气,净化废水。
膜和盘面之间因转动而产生切应力,随着膜的厚度的增加而增大,到一定程度,膜从盘面脱落,随水流走。
同生物滤池相比,生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长。
而且有一定的可控性。
水槽常分段,转盘常分组,既可防止短流,又有助于负荷率和出水水质的提高,因负荷率是逐级下降的。
生物转盘如果产生臭味,可以加盖。
生物转盘一般用于水量不大时。
3.曝气生物滤池(BAF)曝气生物滤池与普通活性污泥法相比,具有有机负荷高、占地面积小(是普通活性污泥法的1/3)、投资少(节约30%)、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点,但它对进水SS要求较严(一般要求SS≤100mg/L,最好SS≤60mg/L),因此对进水需要进行预处理。
同时,它的反冲洗水量、水头损失都较大。
曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体,节省了后续沉淀池(二沉池),具有容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好:运行能耗低,运行费用少的特点。
4.接触氧化接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的新的废水生化处理法。
这种方法的主要设备是生物接触氧化滤池。
在不透气的曝气池中装有焦炭、砾石、塑料蜂窝等填料,填料被水浸没,用鼓风机在填料底部曝气充氧,这种方式称为鼓风曝气;空气能自下而上,夹带待处理的废水,自由通过滤料部分到达地面,空气逸走后,废水则在滤料间格自上向下返回池底。
活性污泥附在填料表面,不会随水流动,因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动,不断更新,从而提高了净化效果。
生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。
5.厌氧生物滤池厌氧生物滤池内部填充固体填料,如炉渣、瓷环、塑料等,厌氧微生物部分附着生长在填料上,形成厌氧生物膜,另一部分在填料空隙间处于悬浮状态。
厌氧滤池的优点是:生物固体浓度高,可以承担较高的有机负荷;生物固体停留时间长,抗冲击负荷能力较强;启动时间短,停止运行后再启动比较容易;不需污泥回流;运行管理方便。
厌氧生物滤池的缺点是在污水悬浮物较多时容易发生堵塞和短路。
厌氧生物滤池可采用中温(30~35℃)、高温(50~55℃)或常温(8~30℃)运行,适用于溶解性有机物较高的废水,适用COD浓度范围为1000~20000mg/L。
为了避免堵塞,可回流部分处理水以对进水进行稀释和加大水力表面负荷。
厌氧生物滤池按水流的方向可分为升流式厌氧滤池和降流式厌氧滤池。
废水向上流动通过反应器的为升流式厌氧滤池,反之为降流式厌氧滤池。
如果将升流式厌氧生物滤池的填料床改成两层,下半部不用填料使成为悬浮污泥层,上半部仍用填料床,成为复合式厌氧生物滤池,则可有效避免堵塞并提高处理效率。
降流式厌氧生物滤池由于水流下向流动、沼气上升以及填料空隙间悬浮污泥的存在,混合情况良好,属于完全混合工艺;而升流式则属于推流式工艺。
生物膜运行过程1.生物膜法生物膜的形成●前提条件:起支撑作用的载体物——填料或称滤料●营养物质——有机物、N、P以及其它●接种微生物生物膜的形成过程:含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动,一定时间后,微生物会附着在填料表面而增殖和生长,形成一层薄的生物膜。
2.生物膜法生物膜的组成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。
对于城市污水,在20°C条件下,生物膜从开始形成到成熟,一般需要30天左右。
性质:高度亲水,存在着附着水层微生物高度密集:各种细菌以及微型动物,这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用,形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链3.生物膜法生物膜的更新与脱落厌氧膜的出现过程:1.生物膜厚度不断增加,氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态2.成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成3.好氧膜是有机物降解的主要场所,一般厚度为2mm。
厌氧膜的加厚过程:1. 厌氧的代谢产物增多,导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏2.气态产物的不断逸出,减弱了生物膜在填料上的附着能力3. 成为老化生物膜,其净化功能较差,且易于脱落。
生物膜的更新:1.老化膜脱落,新生生物膜又会生长起来2. 新生生物膜的净化功能较强。
4.生物膜法的运行原则1.减缓生物膜的老化进程2.控制厌氧膜的厚度3.加快好氧膜的更新4.尽量控制使生物膜不集中脱落。
生物膜法特点及基本特征1.生物膜法特点1. 生物相方面的特征:1.微生物多样化2. 生物的食物链长3. 能够存活世代时间较长的微生物4. 分段运行与优占种属2.处理工艺方面的特征:1.对水质、水量变动有较强的适应性2.污泥沉降性能良好,宜于固液分离3.能够处理低浓度的污水4.易于维护运行、节能2.生物膜法基本特征在污水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体(一般称填料),在充氧的条件下,微生物在填料表面聚附着形成生物膜,经过充氧(充氧装置由水处理曝气风机及曝气器组成)的污水以一定的流速流过填料时,生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物,使污水得到净化,同时微生物也得到增殖,生物膜随之增厚。
当生物膜增长到一定厚度时,向生物膜内部扩散的氧受到限制,其表面仍是好氧状态,而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态,并最终导致生物膜的脱落。
随后,填料表面还会继续生长新的生物膜,周而复始,使生物膜法污水得到净化。
微生物在填料表面聚附着形成生物膜后,由于生物膜的吸附作用,其表面存在一层薄薄的水层,水层中的有机物已经被生物膜氧化分解,故水层中的有机物浓度浓度比进水要低得多,当废水从生物膜表面流过时,有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水层中去,并进一步被生物膜所吸附,同时,空气中的氧也经过废水而进入生物膜水层并向内部转移。
生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对有机物进行分解和机体本身进行新陈代谢,因此产生的二氧化碳等无机物又沿着相反的方向,即从生物膜经过附着水层转移到流动的废水中或空气中去。
这样一来,出水的有机物含量减少,废水得到了净化。
在小规模分散型污水处理中大量使用生物膜污水处理工艺,比使用活性污泥工艺更有优势,具体体现在:1.微生物相方面,各种生物膜工艺中参与净化反应的微生物多样化,微生物的食物链较长,世代时间较长的微生物易于存活,在分段运行中每段都能够形成优势菌种;2.在处理工艺上,各种生物膜工艺对水质水量变化均有较强的适应性,污泥沉降性能良好、易于固液分离,能够处理低浓度的污水,易于维护、节能。
生物膜法的培养与驯化生物膜挂膜过程使用的方法一般有直接挂膜法和间接挂膜法两种。
在各种形式的生物膜处理设施中,生物接触氧化池和塔式生物滤池由于具有曝气系统,而且填料量和填料空隙均较大,可以使用直接挂膜法;而普通生物滤池和生物转盘等设施需要使用间接挂膜法。
1.直接挂膜法该方法是在合适的水温、溶解氧等环境条件及合适的pH、BOD5、C/N等水质条件下,让处理系统连续进水正常运行。