生物膜法是一(yī)種高效(xiào)的廢水處理方法(fǎ)，具有汙(wū)泥量少，不會引起(qǐ)汙泥(ní)膨(péng)脹，對廢水的水質和水量(liáng)的(dí)變(biàn)動具有較好(hǎo)的適應能力，運(yùn)行(háng)管(guǎn)理(lǐ)簡單等特點。
       生物(wù)膜(mó)法是(shì)使(shǐ)微(wēi)生物附著(zhuó)在(zài)載體表麵上並(bìng)形(xíng)成生(shēng)物膜，當(dāng)汙水流經(jīng)載(zǎi)體表(biǎo)麵(miàn)時，汙水中的(dí)有機物及溶(róng)解氧向生物膜內部(bù)擴散。膜(mó)內(nèi)微生(shēng)物(wù)在有氧存在的(dí)情況(kuàng)下對(duì)有(yǒu)機(jī)物進(jìn)行分解代謝(xiè)和機體(tǐ)合成(chéng)代(dài)謝(xiè)，同時(shí)分解的(dí)代謝產物從生物膜擴散(sàn)到水(shuǐ)相和(hé)空(kōng)氣(qì)中，從而使廢水中(zhōng)的(dí)有(yǒu)機物(wù)得以(yǐ)降解。
       活(huó)性汙泥法(fǎ)和生物(wù)膜法的區別不僅僅是(shì)微(wēi)生物的懸(xuán)浮(fú)與(yǔ)附著之(zhī)分，更重要的(dí)是(shì)擴(kuò)散(sàn)過程在生物膜(mó)處理(lǐ)係統(tǒng)中(zhōng)是一(yī)個(gè)必須考(kǎo)慮的因素。
       在(zài)生(shēng)物膜(mó)反應(yīng)器(qì)中，有機汙(wū)染物，溶解氧(yǎng)及(jí)各種(zhǒng)必(bì)須(xū)的(dí)營(yíng)養(yǎng)物質首先要(yào)從液相擴散到生(shēng)物膜(mó)表麵，進而進到(dào)生物膜(mó)內(nèi)部，隻有擴(kuò)散(sàn)到(dào)生物膜(mó)表麵(miàn)或(huò)內部的汙染(rǎn)物(wù)才有(yǒu)可能(néng)被生(shēng)物膜(mó)內微(wēi)生物分解與轉(zhuǎn)化，最(zuì)終形(xíng)成各種代謝產(chǎn)物(wù)。
       另(lìng)外(wài)，在(zài)生物膜反(fǎn)應(yīng)器中，由於(yú)微生(shēng)物被固定在載體(tǐ)上(shàng)，從而實現了SRT與HRT(水力停(tíng)留時間)的分(fēn)離，使得增殖速(sù)率(shuài)慢的微(wēi)生物也(yě)能生(shēng)長繁(fán)殖(zhí)。因此(cǐ)，生物膜(mó)是一(yī)穩定的，多(duō)樣(yàng)的微生物(wù)生態(tài)係(xì)統。

01生物膜的(dí)形成(chéng)原(yuán)理（掛膜(mó)過(guò)程）
       生(shēng)物膜(mó)的(dí)形成(chéng)過程是微生(shēng)物吸附，生長(cháng)，脫落(là)等綜合作(zuò)用的(dí)動態過程。
       首先，懸浮於液相中的有(yǒu)機汙染(rǎn)物及微(wēi)生物(wù)移動(dòng)並附(fù)著(zhuó)在載體表(biǎo)麵上(shàng)；然(rán)後，附著(zhuó)在(zài)載體上的微(wēi)生物對(duì)有(yǒu)機(jī)汙(wū)染(rǎn)物進行降(jiàng)解，並發(fā)生代(dài)謝(xiè)，生長(cháng)，繁殖(zhí)等過(guò)程，並(bìng)逐(zhú)漸(jiàn)在載(zǎi)體的(dí)局(jú)部區域形成(chéng)薄的(dí)生(shēng)物膜(mó)，這層生(shēng)物膜(mó)具有生化(huà)活性，又可(kě)進一步(bù)吸(xī)附(fù)，分解(jiě)廢(fèi)水(shuǐ)中(zhōng)有機汙染物(wù)，直(zhí)至最後(hòu)形成(chéng)一層將(jiāng)載體*包裹(guǒ)的成熟的(dí)生物(wù)膜(mó)。
       根據Characklis，Liu等人的(dí)研究(jiū)，微生物膜的形成(chéng)通(tōng)常經歷載體表麵改(gǎi)良(liáng)，可(kě)逆附(fù)著(zhuó)，不(bù)可逆附著，生(shēng)物膜形成四個階段，具體(tǐ)描述(shù)如(rú)下(xià)：
       微生(shēng)物(wù)在載體(tǐ)上的(dí)掛(guà)膜可分為(wéi)微(wēi)生(shēng)物(wù)吸(xī)附和固(gù)著生(shēng)長(cháng)兩個階(jiē)段(duàn)。載體加入(rù)水體以後(hòu)，首先(xiān)進(jìn)入吸附期。有(yǒu)部分微(wēi)生(shēng)物和(hé)絲狀(zhuàng)物(wù)質(zhì)已(yǐ)經(jīng)附(fù)著在載(zǎi)體(tǐ)表麵，附(fù)著(zhuó)了(liǎo)較多物質的位置往往(wǎng)是載體的凹處，不容(róng)易被(bèi)水(shuǐ)流(liú)剪切的地方(fāng)。此時(shí)懸(xuán)浮液中的微生(shēng)物大(dà)量(liáng)增(zēng)長(cháng)，出現較明(míng)顯的(dí)一個汙泥層(céng)。
       經過不(bù)可逆附著以後(hòu)，微生(shēng)物在載體表麵(miàn)獲得一個(gè)比較穩(wěn)定的(dí)生長環(huán)境，在供氧和(hé)底(dǐ)物充足的情(qíng)況下，吸附在載體上的(dí)汙泥(ní)中的微(wēi)生物很(hěn)快就開始(shǐ)生(shēng)長(cháng)。
       隨著(zhuó)培養(yǎng)馴化(huà)時間(jiān)的增(zēng)長，在(zài)載體(tǐ)表麵(miàn)生(shēng)長的(dí)生(shēng)物膜也迅速(sù)增(zēng)長(cháng)，逐漸(jiàn)覆(fù)蓋整個載體表麵，並(bìng)開始增(zēng)厚(hòu)。但生物膜的(dí)生(shēng)長並不均匀，在(zài)載體(tǐ)比較(jiào)突出的(dí)地方(fāng)，生物(wù)膜(mó)比(bǐ)較薄，而凹處則(zé)會長(cháng)出(chū)相(xiāng)當(dāng)繁盛的(dí)菌(jūn)落(là)，可見水力(lì)剪(jiǎn)切對生物膜的(dí)生(shēng)長具有重要的影響。在(zài)載(zǎi)體表(biǎo)麵附(fù)著(zhuó)生(shēng)長(cháng)的微(wēi)生(shēng)物種類(lèi)也很繁(fán)多，除(chú)了累枝蟲，鐘蟲(chóng)外，還(huán)可觀(guān)察到(dào)絲(sī)狀菌，球(qiú)菌(jūn)，杆菌等，還有一些遊泳(yǒng)性的(dí)細菌(jūn)在活動。隨著載(zǎi)體(tǐ)上附著(zhuó)了越(yuè)來越(yuè)多(duō)的生(shēng)物膜，載體(tǐ)的(dí)表觀密(mì)度逐(zhú)漸(jiàn)會(huì)下降(jiàng)，變得(dé)更輕，更容(róng)易流態化，同(tóng)時(shí)在(zài)下(xià)降(jiàng)區的(dí)載(zǎi)體下降速(sù)度有(yǒu)所(suǒ)變(biàn)慢(màn)。
02生物(wù)膜(mó)形(xíng)成的影響(xiǎng)因(yīn)素(sù)
       生物膜(mó)的形(xíng)成與載體(tǐ)表(biǎo)麵(miàn)性質(載體(tǐ)表(biǎo)麵親(qīn)水(shuǐ)性，表(biǎo)麵電荷，表(biǎo)麵化學組成和表麵(miàn)粗糙度)，微生物(wù)的性質(zhì)(微生物的(dí)種類，培養條件，活性和(hé)濃(nóng)度(dù))及(jí)環(huán)境因(yīn)素(PH值，離子(zǐ)強度(dù)，水(shuǐ)力(lì)剪切力，溫度，營養條(tiáo)件(jiàn)及微生(shēng)物(wù)與(yǔ)載(zǎi)體(tǐ)的接(jiē)觸(chù)時(shí)間)等(děng)因素(sù)有關。
載(zǎi)體表麵性(xìng)質
       載體表麵電荷性，粗(cū)糙(cāo)度(dù)，粒(lì)徑(jìng)和載體濃(nóng)度等(děng)直接影(yǐng)響著(zhuó)生(shēng)物(wù)膜(mó)在其(qí)表麵的附(fù)著(zhuó)，形(xíng)成。在正常生(shēng)長環境下，微(wēi)生物(wù)表麵帶有(yǒu)負(fù)電(diàn)荷。如果能通過(guò)一(yī)定(dìng)的改(gǎi)良(liáng)技術，如化學氧化，低溫等離子體處理等(děng)可使載體(tǐ)表(biǎo)麵帶有正(zhèng)電荷，從而可使微(wēi)生物在載體表(biǎo)麵的(dí)附著，形成過(guò)程(chéng)更(gēng)易(yì)進(jìn)行(háng)。載(zǎi)體表(biǎo)麵(miàn)的(dí)粗(cū)糙(cāo)度(dù)有利(lì)於細菌(jūn)在(zài)其(qí)表麵附(fù)著(zhuó)，固(gù)定。
       一方(fāng)麵，與光滑(huá)表麵(miàn)相比，粗(cū)糙的(dí)載體(tǐ)表(biǎo)麵增加了細(xì)菌與(yǔ)載體(tǐ)間的有(yǒu)效(xiào)接(jiē)觸麵積；另(lìng)一方麵載體表麵的(dí)粗糙部分(fēn)，如孔洞，裂縫等(děng)對已附著的細(xì)菌起(qǐ)著(zhuó)屏(píng)蔽(bì)保護作(zuò)用(yòng)，使它們免(miǎn)受水(shuǐ)力剪切(qiē)力(lì)的衝刷。
       研(yán)究認為，相(xiāng)對(duì)於(yú)大粒(lì)徑載(zǎi)體(tǐ)而言，小(xiǎo)粒(lì)徑載體之間(jiān)的(dí)相互摩(mó)擦小，比(bǐ)表麵積大，因(yīn)而更容(róng)易(yì)生(shēng)成生(shēng)物膜。另(lìng)外(wài)，載(zǎi)體濃度(dù)對(duì)反(fǎn)應器內生物膜(mó)的掛(guà)膜(mó)也很重(zhòng)要。Wagner在用氣提(tí)式(shì)反(fǎn)應(yīng)器(qì)處理(lǐ)難降(jiàng)解(jiě)物廢水時(shí)發現(xiàn)，在載(zǎi)體質量(liáng)濃度很(hěn)低(dī)情況(kuàng)下(xià)，即使(shǐ)生(shēng)物(wù)膜厚達(dá)295μm，還是不能達(dá)到穩(wěn)定(dìng)的(dí)去(qù)除(chú)率。但是，在載體(tǐ)濃(nóng)度(dù)為20-30g／L時，即使隻有(yǒu)20％的(dí)載(zǎi)體上有(yǒu)75μn厚(hòu)的(dí)生物膜(mó)，反應(yīng)器(qì)依然能達到穩(wěn)定的(dí)(98％)去除(chú)率，COD負荷最高可達58kg／(m3·d)。