你知道好氧生物膜形成的过程吗！

生物膜及其特点

微生物附着在特定的载体表面上形成*的微生物群体结构并以固着方式生长时形成生物膜。当污水流经生物膜表面时，污水中的有机物被微生物所吸附、吸收和降解。利用生物膜处理污水的方法叫做生物膜法。和活性污泥法相比，生物膜法有以下几个特点：

(1)生物膜抗水质变化冲击能力较强。这是由于包埋在生物膜中的细胞的生理特性和游离的细胞的生理特性是不一样的。包埋在生物膜中的细胞由于群体效应，具有较强的抗毒性能力，比游离细胞的抗毒性能力要强50--500倍。所以生物膜对水质变动具有较强的适应能力。

(2)生物相多样化，尤其是一些增殖速度慢，世代较长的微生物可以在生物膜中定居，形成了较完整的微生态区，各种微生物的联合作用有利于大分子和难降解物质如多环芳烃、纤维素、几丁质的降解。此外，由于生物相中高营养级微生物如原生动物、后生动物较多，生物群落之间形成了较长的食物链，故生物膜法的剩余污泥量较活性污泥法要少。

(3)可以承受较高的有机负荷，生物膜法的特点是微生物群体吸附在载体上，因而不易流失，可以保持反应器中较高的污泥浓度。

此外，生物膜法还具有无污泥膨胀现象，运行管理方便，动力消耗少等优点。其缺点是填料及其支撑结构的一次性投资较大，填料容易堵塞等。

生物膜法是污水处理厂主要生化工艺之一，很多污水处理厂均采用了生物膜法工艺，如生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池、生物流化床等，因此掌握生物膜的形成过程是非常重要的，下面就其形成过程进行详细论述：

微生物在经历不可逆附着过程后，开始逐渐适应生存环境，并在载体表面逐渐形成小的，分散的微生物。这些初始菌落首先在载体表面不规则处形成。这一阶段的持续时间取决于进水第五浓度以及载体表面特性。在实际生物膜反应器启动时，要控制这一阶段是很困难的。

在适应期形成的分散菌落开始迅速增长，逐渐覆盖载体表面。生物膜厚度可以达到几十μm。多聚糖及蛋白质产率增加，大量消耗溶解氧，后期氧成为限制因素，此阶段结束时，生物膜反应器的出水底物浓度基本达到稳定值，这个阶段决定了生物膜反应器内底物的去除效率及生物膜自身增长代谢的功能。

生物膜在载体表面以恒速率增长，出水底物浓度不随生物量的积累而显著变化；其好氧速率保持不变；此阶段生物膜总量的积累主要源于非活性物质。此时生物膜活性生物量所占比例很小，且随生物膜总量的增长呈下降趋势。原因是：可剩余有效载体表面饱和；禁锢作用明显，有毒或抑制性物质的积累。这个阶段对底物的去除没有明显的贡献，但在流化床反应器内，这个阶段可以改变生物颗粒的体积特性。

由于生存环境质量的改变以及谁理学的作用，出现了生物膜增长速率变慢，这一阶段是生物膜在某一质量和膜厚上达到的稳定的过渡期。此时生物膜对水力学剪切作用极为敏感。生物膜结构疏松，出水中悬浮物的浓度明显增高，末期，生物膜质量及厚度都趋于稳定，运行系统也接近稳定。

生物膜新生细胞与由于各种物理力所造成的生物膜损失达到平衡。次阶段，生物膜相及液相均已达到稳定状态。在生物膜反应器运行中，生物膜稳定期的维持一直认为是过程稳定性的必要保证，而在三相流化床等生物反应器中，在高底物浓度、高剪切力作用下，这一阶段时间很短，甚至不出现。

随着生物膜的成熟，部分生物膜发生脱落。生物膜内微生物自身氧化、内部厌氧层过厚以及生物膜与载体表面间相互作用等因素可加速生物膜脱落。另外，某些物理作用也可以导致生物膜脱落。此阶段中，出水悬浮物浓度增高，直接影响出水水质；底物降解过程受到影响，其结果是底物去除率降低，而我们在运行生物膜反应器的时候应该尽量避免生物膜同时大量脱落。