下载文档原格式
生物工程在污水处理中的应用污水处理是一项重要的环保工作，为保护环境和人类健康发挥着重要作用。
随着科学技术的不断发展，生物工程逐渐成为污水处理领域中的一种主要应用方法。
本文将从生物工程在污水处理中的原理、技术和应用实例三个方面对其进行探讨。
一、生物工程在污水处理中的原理生物工程在污水处理中的原理是利用微生物对有机物和氮、磷等污染物进行降解和转化。
在生物处理系统中，微生物通过氧化、还原、分解等酶促反应将污染物降解为无害的物质。
这一过程需要一定的温度、氧气和营养物质的条件。
二、生物工程在污水处理中的技术1. 生物接触氧化法生物接触氧化法是生物工程中常用的一种处理技术。
该技术将污水与微生物进行接触，利用微生物的降解作用对有机物进行处理。
在反应槽中，微生物与污水接触后，通过降解有机物的过程将污水净化。
2. 曝气活性污泥法曝气活性污泥法是生物工程中另一种常用的技术。
该技术通过曝气设备向生物槽内注入氧气，为微生物提供氧气和搅拌，促进微生物对污水中的有机物进行降解。
同时，通过沉淀槽将被降解的有机物从污水中分离出来。
3. 高级氧化技术结合生物处理为了进一步提高污水处理效果，还可以将生物工程与高级氧化技术相结合。
高级氧化技术包括光催化氧化、臭氧氧化等方法，能够对难以降解的有机物进行处理。
将这些技术与生物工程相结合，可以对污水中的有机物进行更彻底的降解，提高处理效率。
三、生物工程在污水处理中的应用实例1. 生物滤池处理工艺生物滤池是使用生物工程处理污水的一种常见方式。
通过填充材料，提供微生物生长的载体，利用生物工程原理对污水进行处理。
生物滤池在农村等地区的污水处理中得到了广泛应用。
2. 生物膜法生物膜法是一种利用微生物附着在固定载体上进行处理的技术。
通过构建生物膜反应器，提高微生物的生物膜附着率，加快废水的处理速度，并降低处理过程中的能源消耗。
生物膜法被广泛应用于城市污水处理厂等大型污水处理项目中。
3. 水生植物湿地水生植物湿地是一种自然的污水处理方法，也是生物工程中的一种应用形式。
生物膜系统的功能
生物膜系统是一种可分离、可控制的技术，它可以通过利用膜层来实现多种功能：
一、净化水源
1、净化水质：利用生物膜系统可以有效地去除低溶解性有机物，以及有害的重金属离子，改善水的可用性和安全性。
2、抑制细菌：生物膜层能够有效阻止细菌滋生和滋生，防止细菌和病毒侵入污水。
二、处理废水
1、废水处理：利用生物膜过滤，可以有效去除废水中的悬浮颗粒、有机物等，把废水处理成符合环保标准的净水，可以再次使用或排放。
2、去除有害物质：生物膜可以有效地去除有害物质，如砷、汞、生殖毒素和低溶解有机物，使废水在外部环境中无害化。
三、回用及利用
1、废水再利用：利用生物膜系统，可以有效去除废水中的悬浮颗粒、有机物和病毒，然后进行处理，使其可以用于再利用或排放。
2、复合型可再生物质：利用生物膜系统进行废水处理，可以将其中的有机物质转化为可再生物质，可以用于能源发电和其他用途。
3、生物油品：利用生物膜过滤废水，可以提取其中的油类物质，将其转化为可再生的生物油，可以用于能源生产。
生物技术在环保中的应用例题和知识点总结随着全球环境问题的日益严峻，寻找创新、高效且可持续的环保解决方案变得至关重要。
生物技术作为一门前沿科学，为环境保护提供了一系列有前景的方法和策略。
本文将通过具体的应用例题，深入探讨生物技术在环保中的应用，并对相关知识点进行总结。
一、生物技术在污水处理中的应用污水中常常含有大量的有机物、氮、磷等污染物，如果未经有效处理直接排放，会对水体造成严重的污染。
生物技术在污水处理方面发挥着重要作用。
1、活性污泥法活性污泥法是一种常见的生物处理技术。
在这个过程中，含有大量微生物的活性污泥与污水充分混合，微生物通过吸收和分解污水中的有机物来实现净化。
例如，在处理城市生活污水时，微生物可以将有机物转化为二氧化碳和水，同时将氮转化为氮气释放到空气中，将磷转化为微生物细胞的一部分，从而实现氮磷的去除。
2、生物膜法生物膜法是利用附着在固体介质表面的微生物膜来处理污水。
微生物在膜上形成一层生物膜，污水流经生物膜时，污染物被微生物吸附、降解和转化。
这种方法具有较高的抗冲击负荷能力和稳定性。
二、生物技术在固体废弃物处理中的应用固体废弃物的处理也是环保领域的重要任务之一。
生物技术在这方面也有出色的表现。
1、堆肥法堆肥是利用微生物对有机废弃物进行分解和转化，使其成为有机肥料的过程。
在堆肥过程中，微生物分解有机物，产生热量，使堆体温度升高，杀死病原菌和寄生虫卵。
经过一段时间的发酵，废弃物变成了富含营养的堆肥，可以用于改良土壤。
2、沼气池发酵对于农村地区的有机废弃物，如农作物秸秆、畜禽粪便等，可以通过沼气池发酵来产生沼气。
沼气是一种清洁能源，可用于照明、取暖和做饭等。
同时，发酵后的沼渣和沼液也是优质的有机肥料。
三、生物技术在大气污染治理中的应用生物技术在大气污染治理方面也有一定的应用。
1、生物过滤法生物过滤法是利用微生物附着在填充材料上，对废气中的污染物进行吸收和降解。
例如，对于含有挥发性有机物（VOCs）的废气，可以通过生物过滤器中的微生物将其分解为无害物质。
生物膜法在市政污水处理中的应用研究生物膜法在市政污水处理中的应用研究一、引言随着城市化进程的不断加速，城市污水处理成为了一项重要的环保任务。
传统的物理化学处理方法虽然在一定程度上能够满足排放标准，但会造成高能耗、占地面积大和处理产物处理难的问题。
因此，寻找一种高效、节能、环保的污水处理方法显得尤为重要。
生物膜法作为一种新兴的污水处理技术，具有独特的优势，正在逐渐得到广泛的关注和应用。
本文旨在探讨生物膜法在市政污水处理中的应用研究。
二、生物膜法的基本原理生物膜法是利用生物膜附着在固体载体上，通过微生物对污水中的有机物进行降解和去除的一种方法。
生物膜中的微生物可以通过吸附、生长、分解等方式，将有机物转化为不可溶性物质或气体，从而实现污水的净化。
生物膜法相较于传统的活性污泥法，具有更高的微生物密度、更强的生化反应能力和更好的抗冲击负荷能力。
三、生物膜法在市政污水处理中的应用案例1. 虹口污水处理厂虹口污水处理厂位于上海市，采用生物膜法进行二级处理。
该工艺是将增殖生物膜法（MBBR）与微细过滤膜法（MF）相结合。
MBBR通过人工增加载体，增加微生物附着面积，提高有机物降解效率。
MF则利用微细孔径过滤膜，将丁苯类异构体等微小污染物截留。
虹口污水处理厂的运行结果表明，该工艺能够稳定地达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。
2. 北京市生物膜法市政污水处理厂北京市生物膜法市政污水处理厂是国内规模最大的生物膜法污水处理项目，位于北京市密云区。
该厂采用第三代自主设计的生物滑膜工艺，可同时处理90万吨/日的生活污水和20万吨/日的工业污水。
该生物滑膜工艺结合了生物降解技术和薄膜分离技术，能够高效地去除COD和氨氮等有机物质。
四、生物膜法的优势与挑战1. 优势:（1）较高的有机物负荷处理能力：生物膜法通过增加载体，提高了微生物附着面积，从而增强了有机物降解能力。
（2）较低的能耗：相比传统的活性污泥法，生物膜法所需的能耗更低，使得运行成本更少。
生物技术在污水处理中的创新应用引言：随着人口的增加和城市化的加速，污水处理成为当今社会面临的严峻环境挑战之一。
传统的污水处理方式虽然已经取得了一定的成果，但仍存在着诸多问题，如高能耗、高投入、低效率等。
为了解决这些问题，生物技术在污水处理中逐渐得以应用，并取得了显著的创新成果。
一、生物膜工艺在生物技术中的应用生物膜工艺是一种利用活性菌膜附着在材料表面上进行污水处理的技术。
相比于传统的活性污泥法，生物膜工艺具有面积占用小、投资少、运行稳定等优点。
此外，生物膜工艺还可以通过调控菌种和环境条件，实现对不同污染物的高效去除。
在实际应用中，生物膜工艺已经成功应用于各种污水处理工程，成为生物技术在污水处理中的重要创新。
二、基因工程技术在生物技术中的应用基因工程技术的发展为生物技术在污水处理中的应用提供了新的途径。
通过对微生物的基因进行改造和调控，可以使其具有更高的抗污染能力和降解效率。
例如，科学家们利用基因工程技术改造了一种细菌，使其能够高效降解有机废水中的有害物质。
这种基因改造的微生物在实际应用中取得了良好的效果，为污水处理提供了全新的解决方案。
三、利用植物生物技术进行污水处理除了微生物，植物生物技术在污水处理中也有着独特的应用价值。
某些植物，如菖蒲、萍蓬草等，能够吸收和降解水中的污染物，促进水体净化。
通过种植这些植物，可以将水中的污染物浓缩在植物体内，实现对有机物和重金属的去除。
此外，植物生物技术还可以结合其他技术手段，如人工湿地，进一步提高水质的净化效果。
植物生物技术在污水处理中的应用，既能保护水资源，又能提供绿色景观，具有良好的经济和生态效益。
四、生物技术与传统技术的结合生物技术的创新应用并不意味着传统的污水处理技术被完全取代，而是通过与传统技术的结合，使其具有更高的效率和更低的成本。
例如，传统的活性污泥法在处理某些难降解有机物时存在一定的局限性。
而通过引入生物滤池等生物技术手段，可以提高活性污泥法的去除效果，并使整个处理过程更加稳定。
生物膜技术在水处理中的应用生物膜技术是一种新兴的处理水质的技术，在水处理中有着广泛的应用。
它把生物法和膜技术相结合，采用微生物对污水进行生化降解，过滤处理，最终使废水得到净化，从而实现对水资源的合理利用。
下面，我们将从生物膜技术的发展和原理、应用领域、市场前景等方面来探讨它在水处理中的应用。
生物膜技术的发展和原理生物膜技术是在传统的生物处理工艺与分离过程中相结合发展而来的一项新技术。
它同样采用微生物的降解能力，但它与传统的生物处理工艺相比，将生物反应器中的微生物生长和代谢过程与膜分离相结合，利用具有高效过滤功能的膜技术，过滤出反应器中的清洁水。
生物膜技术要求将微生物在膜表面生长形成微生物膜，与微生物与膜直接接触，形成一层复杂的生物物质。
通过改变膜的特性和微生物的附着方式，建立一个合适的生物膜基础，形成具有高效处理能力的微生物膜反应器。
这就是生物膜技术的核心原理。
生物膜技术的应用领域生物膜技术适用于水处理、污水处理和工业废水处理等领域。
水处理方面：生物膜技术得到了广泛的应用，用于处理各种类型的水，包括自来水、海水、污水和工业废水等。
这种技术最适合用于打造小型地下水厂和污水处理厂。
污水处理方面：在城市污水处理厂的生化池中，通过微生物膜技术的改造，提高了处理水质的效率，增加了处理污水的能力。
同时，生物膜技术还适用于在制药、印染等工业污水处理。
工业废水处理方面：生物膜技术适用于污水含浓度高、生化难度大的工业废水，也适用于处理含油废水等。
与传统的生物处理法相比，生物膜技术能够在短时间内将废水达到国家排放标准。
市场前景生物膜技术在环境保护和资源合理利用中具有广泛的应用前景。
随着人们对水质和环境的要求越来越高，生物膜技术必将成为大众关注关注的热门话题。
在未来的时间里，生物膜技术将成为水处理的核心技术之一，其市场前景非常广阔。
总之，生物膜技术作为一种新的处理方法已经证明了其在水处理中的重大应用价值。
我们可以预计，随着人们对环境保护的追求和对水质和资源合理利用的逐渐深入，生物膜技术将随着世界的发展而持续发展壮大。
《生物膜法在污水处理中的研究进展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，污水处理成为环境保护领域的重要课题。
生物膜法作为一种高效的污水处理技术，因其处理效果好、操作简便、成本低廉等优点，在污水处理领域得到了广泛的应用和深入的研究。
本文旨在探讨生物膜法在污水处理中的研究进展，分析其技术原理、应用现状及未来发展趋势。
二、生物膜法技术原理生物膜法是一种基于生物膜技术的污水处理方法，利用生物膜上附着的大量微生物来吸附、降解水中的有机污染物。
生物膜主要由附着在载体上的微生物组成，具有巨大的表面积和复杂的生物群落，可以有效地吸附和降解水中的有机物、氮、磷等污染物。
三、生物膜法在污水处理中的应用1. 生活污水处理：生物膜法在生活污水处理中应用广泛，能够有效地去除污水中的有机物、氮、磷等污染物，提高出水水质。
同时，生物膜法对环境条件要求较低，适应性强，因此在家庭、社区等小型污水处理系统中得到广泛应用。
2. 工业废水处理：针对含有重金属、有毒有害物质的工业废水，生物膜法通过特定的生物膜材料和工艺条件，能够有效地去除这些污染物，降低废水对环境的危害。
3. 农村污水处理：在农村地区，由于缺乏集中的污水处理设施，生物膜法因其操作简便、成本低廉等优点，成为农村污水处理的重要选择。
通过建设小型生物膜反应器，可以有效地处理农村生活污水和养殖废水。
四、生物膜法的研究进展1. 生物膜材料研究：随着材料科学的发展，越来越多的新型生物膜材料被应用于污水处理中。
这些材料具有较高的比表面积、良好的生物相容性和稳定性，能够为微生物提供更好的生长环境和吸附性能。
2. 工艺优化研究：针对不同的污水处理需求，研究人员不断优化生物膜法的工艺条件，如调整载体类型、改变水流速度、控制温度等，以提高生物膜的吸附和降解效率。
3. 复合生物膜技术研究：为了提高生物膜法的处理效果和适应性，研究人员将不同种类的微生物、生物膜材料和其他技术进行复合，形成复合生物膜技术。
生物在水质净化与废水处理中的应用近年来，水污染问题日益严重，给人们的生活和生态环境带来了很大的威胁。
而在水质净化与废水处理中，生物技术的应用被广泛关注。
生物在水质净化和废水处理中的应用不仅能够提高水质的净化效果，还具有成本低、环境友好等优势。
本文将从生物净化水质和生物废水处理两个方面来探讨生物在水质净化与废水处理中的应用。
一、生物净化水质生物净化水质是指利用生物体的代谢活动，通过降解污染物、减少水中有害物质的浓度，提高水质的纯净度。
生物净化水质主要可以通过增殖和利用微生物来实现。
1. 增殖微生物在水质净化过程中，可以增加益生菌、藻类等微生物的数量，使其净化效果更加显著。
例如，在养鱼池塘中添加适量的藻类，可以降低水中的氨氮和亚硝酸盐的含量，提高水质的生态环境。
2. 利用微生物利用微生物的特性进行水质净化是目前较为常见和有效的方法之一。
例如，利用好氧和厌氧微生物的代谢特性，可以将水中的有机物质、重金属等污染物分解为无害的物质。
此外，还可以利用微生物的吸附能力将水中的悬浮固体物质去除。
二、生物废水处理生物废水处理是指利用微生物等生物体对废水中的有机物、无机物进行降解和转化，最终达到治理废水的目的。
生物废水处理主要包括生物处理池和生物膜法两种方式。
1. 生物处理池生物处理池是将污水通过加入微生物的方式进行处理，利用微生物的降解作用将废水中的有机物质转化为无害物质。
生物处理池的处理效率高，成本低，操作简便。
此外，生物处理池还可以与其他处理设备相结合，如好氧处理池和厌氧处理池的组合，可以进一步提高废水处理效果。
2. 生物膜法生物膜法是通过在固体支撑物表面附着生物膜，利用膜中的微生物对废水中的有机物、无机物进行分解和转化。
生物膜法具有操作简便、处理效果好的优点。
此外，生物膜法还可以根据不同的废水特性和处理要求，选择不同的生物膜材料，从而提高废水处理效果。
总结起来，生物在水质净化与废水处理中的应用具有广阔的前景。
生物技术在污水处理中的应用污水处理一直是环境保护中的重要环节，而随着科技的不断进步，生物技术在污水处理中的应用也逐渐得到了广泛关注和应用。
本文将探讨生物技术在污水处理中的应用，包括生物处理方法、微生物的作用、生物材料的应用以及相关问题。
一、生物处理方法生物处理方法是利用微生物对污水中的有机物进行降解和转化的过程。
常见的生物处理方法包括活性污泥法、生物膜法和生物滤池法。
其中，活性污泥法是最常用的一种方法。
它通过将污水与活性污泥充分接触，使微生物以有机物为营养源进行生长代谢，并将有机物转化为无机物。
二、微生物的作用微生物是生物处理方法的关键，它们在污水处理中起着至关重要的作用。
首先，微生物能够降解污水中的有机物，将其转化为无机物，从而减少污水中的污染物含量。
其次，微生物还能够去除污水中的氮和磷等营养盐，防止水体富营养化。
同时，微生物还能够抑制污水中的有害细菌，以及去除氨氮和硫化氢等有害物质。
三、生物材料的应用生物材料在污水处理中有广泛的应用，其主要功能是提供良好的微生物附着基质。
生物膜法和生物滤池法就是典型的利用生物材料来增加微生物的附着面积。
常见的生物材料包括填料、海绵和滤材等，它们具有良好的附着性和自洁性，能够为微生物提供适宜的生长环境，从而提高污水处理的效果。
四、相关问题虽然生物技术在污水处理中具有广泛的应用前景和优势，但也存在一些问题需要解决。
首先，一些高浓度有毒有害物质对微生物的生长产生抑制作用，降低了生物处理的效果；其次，微生物的抗药性和变异性可能导致一些耐药菌的产生，增加了污水处理中的风险。
此外，生物技术在污水处理中的应用还需要与其他处理方法相结合，形成多层次、多技术的综合治理体系。
综上所述，生物技术在污水处理中具有巨大的应用潜力，通过生物处理方法和微生物的作用，可以有效地降解污水中的有机物和去除营养盐，实现污水的净化和资源化利用。
同时，通过生物材料的应用，可以提高微生物的附着面积，增加污水处理的效果。
污水处理设施中的生物膜技术优化随着城市化进程的加快，城市污水处理成为一项重要的环保任务。
传统的污水处理方法，如生化池、沉淀池等，存在设备大、占用场地多、排放不稳定等问题。
生物膜技术是一种新型的污水处理技术，它采用微生物在固定的膜上生长代谢的方式处理污水。
本文将从理论与应用两个方面探讨生物膜技术在污水处理设施中的优化。
一、生物膜技术原理分析生物膜技术是以微生物为主体的一种污水深度处理技术。
其主要工作原理是利用一种特殊的生物膜载体，将自然环境中的微生物培养在生物膜上，并在一定程度上改变微生物的生长环境，加速微生物代谢活动。
生物膜技术中的微生物有很多种类，主要包括硝化菌、反硝化菌、好氧菌、厌氧菌等。
微生物在生物膜上生长的主要作用是将污水中的有害物质通过吸附、化学反应、生物分解等方式进行清除，同时将污水处理成为对生态环境更加友好的清水。
生物膜技术中的生物膜载体也有很多种，主要包括网状填料、多孔陶瓷、各种微孔材料等。
生物膜载体的作用是提供特殊的生物膜培养环境，使微生物在上面生长繁殖，达到分解处理污水的目的。
二、生物膜技术在污水处理设施中的应用生物膜技术具有体积小、投资少、工作效率高等优点，已被广泛应用于城市污水处理设施中。
下面列举几种常见的生物膜技术应用。
1.生物滤池技术生物滤池是一种利用活性生物膜分解有机物的污水处理设施。
它将污水通过一层活性生物膜，膜上的生物成分能将污水中的有机物分解为无害的氮、磷、硫及水等无机化合物。
而不同于传统的底部微生物发酵法，生物滤池集氧化和厌氧处理于一体，可有效地减少底部沉淀池的体积。
2.生物接触氧化池技术生物接触氧化池是一种将空气通过水体，在生物膜上利用微生物进行降解处理污水的技术。
其中，空气贯穿生物膜，增加氧气量，使微生物的代谢活动得到促进；另一方面，过氧化氢等化学药剂可协助提高生物膜中微生物的代谢活动。
因此，生物接触氧化池较适合COD浓度较高，SS较少的污水处理。
3.生物反应器技术生物反应器是一种利用微生物对有害物质进行分解、转化、结合的污水处理设备。
生物膜及生物膜技术在污水处理中的应用环境与能源工程学院给水排水工程专业11级2班倪朝磊摘要：评述了生物膜的结构和组成，以及生物膜的生物学功能，生物膜载体。
并介绍生物膜技术处理污水中氮磷等的处理工艺！关键词：生物膜，污水处理，生物膜载体，生物膜技术，氨氮，磷引言：所有的细胞都以一层薄膜将它的内含物与外界环境分开。
另外，大多数细胞中还含有许多的内膜体系，组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器，例如，线粒体，细胞核，内质网，溶酶体和叶绿体等。
细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。
生物膜不仅是构成细胞和细胞器的重要组成成分，而且具有重要的生物功能。
生命过程中的许多重要的现象，例如，物质运输，能量转换，细胞识别，免疫，神经传导，代谢控制，激素和药物作用等，都与生物膜功能有关。
由于生物膜具有选择性的通透特性，在工业，工业和医药等方面也有广阔的应用前景。
【1】生物膜废水处理技术是将微生物固定在载体上形成生物膜使废水中的污染物进行降解的技术，所以载体的正确选择对提高废水处理的效果非常重要。
20世纪60年代有机合成材料，例如具有高比表面积和孔隙率的聚乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等制成的波纹状、列管状和蜂窝状等有机合成填料的出现使生物膜法污水处理技术得到快速发展，现在已经成为与活性污泥法并列的主要污水处理方法之一。
然而有机合成填料等当前主要应用的生物膜载体也在生物相容性、稳定性、力学性能、处理效果及再生等多方面或某一方面暴露出很多不足，制约了生物膜法水处理技术的发展，因此研制、选定更优异的生物膜载体材料已成为发展生物膜法水处理最重要的题之一。
【2】1 生物膜1.1生物膜的组成与结构1.1.1生物膜的组成生物膜主要由脂质（主要是磷脂和胆固醇），蛋白质（包括酶）和多糖类组成，还有水和金属离子等。
生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差别。
（1）脂质。
脂质是构成生物膜的最基本的结构物质。
脂质包括磷脂，胆固醇和糖脂等，其中主要以磷脂为只要成分。
（2）膜蛋白。
生物膜中含有多种不同的蛋白质，通常称为膜蛋白。
根据它们在膜上的定位情况，可以分为外周蛋白和内在蛋白。
膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施功能的基本场所。
（3）糖类。
生物膜中含有一定的寡糖类物质。
他们大多与膜蛋白结合，少数与膜脂结合。
糖类在膜上的分布是不对称的，全部都处于细胞膜的外侧。
生物膜中组成寡糖的单糖主要有半乳糖，半乳糖胺，甘露糖，葡萄糖和葡萄糖胺等。
生物膜中糖类化合物在信息传递和互相识别方面具有重要作用。
1.1.2生物膜的结构生物膜是以磷脂，胆固醇和糖脂为主构成的双层脂膜。
由于细胞膜周围环境是水分子，膜脂分子的亲水端都朝向膜的中央，因此都能够自动形成双脂层。
下图为生物膜的结构及膜蛋白和糖在膜上的分布。
【3】1.2生物膜的功能生物膜是一种具有重要功能的双层脂膜，具有保护，转运，能量转换，信息传递，运动和免疫等生物功能。
1.2.1保护功能1.2.2转运功能（1）被动转运（2）主动转运（3）能量转换（4）信息传递（5）运动功能（6）免疫功能【1】2生物膜载体2.1生物膜载体生物膜载体是该工艺的核心部分，无论是好氧、兼氧还是厌氧过程，载体都发挥着重要的作用，对废水的处理效率有着直接影响。
【4】优良载体应具有以下特性：载体应具有良好的生物相容性，适中的粒度及孔径结构，可以耦联足够的生物分子；载体的作用仅是使生物分子固定化，对生物分子而言载体应是惰性的；载体应具有足够的机械强度，以保证载体的使用寿命和稳定性；载体表面应具有化学活性基团，这些基团可以直接或经过较为温和的化学方法活化后与生物分子耦联；载体应价格便宜，操作制备方便。
实际上，很少有一种载体材料能满足上述所有条件。
通常总是根据工作性质去选择较为合适的载体材料。
生物膜填料的种类及分类方法繁多，按照载体的材料分类，生物膜载体大致可分为固定型填料、软性填料、半软性填料及复合填料等悬挂式填料和悬浮型填料。
2.1.1 固定式填料固定式填料主要包括蜂窝状和波纹板状等硬性填料。
2.1.2 悬挂式填料悬挂式填料包括软性、半软性及组合填料。
软性填料主要以软性纤维填料为代表。
软性填料的基本结构是在一根中心绳索上系扎软性纤维束，在安装时需要固定在辅助支架上，它克服了蜂窝填料的某些弊端。
软性填料的空隙可变性避免了堵塞现象；纤维丝的数量很多，从而具有巨大的理论比表面积(2470m ／m。
)，造价低廉、加工方便。
但软性填料一般在使用1年后就会出现纤维束结团的现象。
随着时间的推移，结团现象将越来越严重。
黄长盾等对软性填料研究表明：软性纤维填料在水中处于漂浮状态，对气水混合流体的碰撞和切割很微弱不足以把大气泡切割为小气泡，影响了氧的转移速率。
针对软性填料的缠结和断丝两方面的不足，业内专家对软性填料进行了改良，即后来发展起来的半软性填料，以BS型半软性填料为代表。
半软性填料的理论比表面积(85～150m ／m。
)较软性填料小，造价较软性填料高，且表面光滑，微生物附着性能相对较差。
组合式填料是基于软性填料的比表面积大、易挂膜和半软性填料的不结团、布气均匀的优点基础上设计的一种填料，以YDT 弹性立体填料为例。
YDT弹性立体填料L5利用密集的丝条来进行挂膜和切割气泡，比表面积大、生物膜量多，氧的利用率比软性填料料高，不堵塞、使用寿命长。
梅翔等进行YDT 填料过膜试验发现：YDT填料在较易挂膜同时也易积泥。
目前，在对不同水力负荷和曝气强度下，填料积泥及生物膜状况对运行效果的影响尚无研究。
2.1.3 悬浮型填料悬浮型填料的开发是当前国内外针对以上填料的不足，由生物流化床工艺引发而来的一个新的研究方向。
这种填料密度接近于水，无需固定支架，在池中可随曝气搅拌悬浮于水中并全池均匀流化，能耗较低，是一种很有发展前途的填料。
据资料表明：悬浮填料用于中水、化工、制药、印染、造纸等工业废水的处理，处理效果相当好。
【5】2.2 生物膜载体的研究进展生物膜载体大致可以分为两类，有机类载体和无机类载体。
有机类载体可分为天然高分子载体和合成高分子载体，目前应用的生物膜载体主要有：海藻酸钙、琼脂等天然高分子载体及聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)及多种形状的塑料填料等合成高分子载体。
它们的主要性能如表所示：注：塑料填料，生物膜在塑料填料表面形成的第一步便是微生物要在载体表面附着，随后才有微生物依托环境繁殖、增长，最终发展成具有一定厚度和密度的生物膜，这个过程也称为挂膜。
【6】当前所用的无机类载体，大部分为粒状载体，如石灰石、玻璃粒料、陶瓷颗粒、矿渣等粒子。
尽管机械强度、生物相容性较好，但它们的比重较大不利于在流化床等流化态反应器中运行，并且回收利用也较困难。
活性炭粒(GAC)作为生物膜载体材料，是近年来发展起来的新型废水生物处理用载体。
它主要利用了高活性比表面积及良好的生物相容性等性能。
科学家研究了多种载体，他们测得平均孔径小于10I3／an的粒状活性炭的总表面积为570m2／g。
尽管微孔体积和相关的表面积对细菌是不可利用的细菌平均大小为0．3～2．0／an)，但是微孔的确为有机物提供了吸附点。
然而，活性炭粒再生困难循环利用性较差，且在使用过程中易使反应器堵塞，因此它们的应用又受到一定限制。
生物炭纤维(BCF)是一种纤维状的炭材料，当用于水处理时，它不仅可以作为一种优良的吸附材料净化水中的多种酚类化合物和卤代烃，而且具有优异的生物相容性，可用于废水处理中的生物膜载体材料。
【2】3生物膜技术在污水处理中的应用3.1生物膜技术二十世纪七十年代以前，生物膜法处理水仅在实验室进行技术性探索，八十年代以后逐渐由“技术性”转入对生物膜的结构及传质性质的研究，特别是生物膜的传质理论是近年关注的热点研究领域。
同活性污泥法处理水一样，所有的生物法处理不均是物理一化学过程。
污水中的有机污染物和低浓度的金属离子被污泥团或生物膜吸附，是一物理过程，吸附后再由微生物的酶分解，为化学过程。
由于生物膜有较大的表面积，因此，其吸附性十分优良.早期的理论工作主要集中描述污水中的有机物如何被生物膜吸附，富集，并建立许多模型。
比较典型的有LAWPRC模型L3(LAWPRC为国际水污染控制与研究协会缩写，国际水质协会(IAWQ)的前身)，该模型有四个标准型可供利用，并配有相关的软件。
在实际工程设计中，根据水质情况．选用适当的模型即可方便计算。
但是，吸附，富集仅是对物理过程的描述。
进人生物膜的有机物是如何传递的，即所谓的生物膜的传质过程是更深入的理论内容。
近年，不少研究人员已采用经典的扩散理论L4建立了多种有机污染物在生物膜中的传质过程。
较成功的理论是采用扩散方程一双膜理论发展起来的，其特点是能够全面描述有机污染物进人生物膜后的浓度分布及浓度迁移情况。
【7】3.2生物膜技术的应用由于生物膜法与经典的话性污泥法均是先有应用后建立理论，所以，对于理论，人们积累的经验比应用更多。
【8】生物膜技术是人们长期以来根据自然界中水体自净的现象，农田灌溉时土壤对污染物的净化作用以及有机物的腐败过程，总结、模拟而发展起来的一种污水处理技术。
它使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化，从而使污水得到净化。
【9】水是人类赖以生存的宝贵资源。
随着经济的快速发展，大量复杂污染物进入地表水体，水体生态环境日趋恶化，氮磷污染尤为普遍，不仅影响了人类正常生活，还制约着经济发展。
【10】所以去除水中的氮磷成为人们研究的重点。
3.2.1生物膜法去除水中的氨氮所用生物反应器如图所示，此生物反应器用有机玻璃加工而成，反应器由反应区，柱体，体积，分离区，内挂蜂窝陶瓷载体，蜂窝陶瓷等组成。
原水由计量泵从反应器底部打入，底部中心曝气，经分离区排出反应器。
将驯化好的活性污泥溶液加入反应器中并浸没蜂窝状生物膜陶瓷载体，通过吸附接种并闷曝48h后排出残余污泥。
采用间歇运行的方式，考查氨氮的去除情况。
当氨氮的去除率达到稳定之后，认为挂膜成功。
在生物膜形成初期，采用间歇的方法处理废水。
每批次将剩余污水排空，水力停留时间3h。
当间歇运行至一定时间，氨氮的去除率达到稳定之后，将进水改为连续运行的方式。
在连续运行的初期，水力停留时间为3h，保持反应器内溶解氧浓度一定，使氧不成为硝化反应的限制因素。
随着实验的进行，设计不同的停留时间，分别为3h、2h、1h、30min、50min、40min，以考查停留时间对氨氮去除的影响，每一停留时间稳定运行10d以上，期间测定氨氮的去除效果以确定最佳运行条件。
总之，生物膜法反应器结构简单、投资低、操作方便，载体具有易挂膜、孔隙率大、不易堵塞，容易反冲洗的优点，能够有效去除地表水的中氨氮、亚硝酸盐氮。
