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范文一：生物膜的应用
生物膜组成 细胞膜组成似可分为1 膜的骨架 ( 主要是脂质)o期在骨架上的物质 ( 蛋 白质等)。其化学成分一般 由类脂 (磷脂、胆固醇)、蛋 白质、糖类(糖蛋 白、糖脂)、少量的核酸、无机离子 以及水分所组成。而类脂和 蛋白质则是组成细胞膜的主要成分。 膜结构体系的基本作用是为细胞提供保护。质膜将整个细胞的生命活动保护起来，并进行选择性的物质交换；核膜将遗传物质保护起来，使细胞核的活动更加有效；线粒体和叶绿体的膜将细胞的能量发生同其它的生化反应隔离开来，更好地进行能量转换。 膜结构体系为细胞提供较多的质膜表面，使细胞内部结构区室化。由于大多数酶定位在膜上，大多数生化反应也是在膜表面进行的，膜表面积的扩大和区室化使这些反应有了相应的隔离，效率更高。 另外，膜结构体系为细胞内的物质运输提供了特殊的运输通道，保证了各种功能蛋白及时准确地到位而又互不干扰。例如溶酶体的酶合成之后不仅立即被保护起来，而且一直处于监护之下被运送到溶酶体小泡。 细胞生物膜系统是指由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等有膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，由于细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器都涉及到细胞膜或细胞器膜，所以通常称此系统为生物膜系统。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。此外，研究细胞生物膜系统在医学和生产过程中都有很广阔的前景。
生物膜结构 如今所认知的生物膜结构为流体镶嵌模型。在提出后又有多次补充，它们都是以流动镶嵌模型为前提。如晶格镶嵌模型强调了膜蛋白分子对磷脂分子流动性的限制作用，认为内在蛋白周围结合的磷脂分子为界面脂，界面脂只能随内在蛋白运动，并与内在蛋白构成晶格；板块模型则认为在流动的脂双层中存在着结构和性质不同，但有序又可独立移动的镶嵌板块，板块内不同组分的相互作用以及不同板块间的相互作用，使生物膜具有复杂的生物学功能。 膜蛋白和膜脂结构研究的最新进展主要是以下几个方面：（１）膜蛋白三维结构研究。膜蛋白可分为外周蛋白和内在蛋白，后者占整个膜蛋白的７０％～８０％，它们部分或全部嵌入膜内，还有的是跨膜分布，如受体、离子通道、离子泵以及各种膜酶等等。第一个水溶性蛋白质———肌红蛋白的三维结构的解析是由英国人Ｋｅｎｄｒｅｗ于１９５７年用Ｘ射线衍射法完成的，他因此获得了诺贝尔奖。迄今蛋白质解析出具有原子分辨率的三维结构已达２００００个左右。（２）膜脂结构研究进展。膜脂主要包括甘油脂（即磷脂）、鞘脂类以及胆固醇。对于甘油脂研究较多，它们不仅是生物膜结构的骨架，其中有些成员还参与了信号转导的过程。 生物膜作用 细胞膜主要功能有（1）分隔、形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境，膜的面积大大增加，提高了发生在膜上的生物功能；（2）屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过；（3）选择性物质运输，伴随着能量的传递；（4）生物功能：激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。（5）识别和传递信息功能（主要依靠糖蛋白）（6）物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的转运功能实现的 不同的生物膜有不同的功能。细胞膜和物质的选择性通透、细胞对外界信号的识别作用、免疫作用等密切相关；神经细胞膜与肌细胞膜是高度分化的可兴奋膜，起着电兴奋、化学兴奋的产生和传递作用；叶绿体内的类囊体薄膜与光合细菌膜、嗜盐菌的紫膜起着将光能转换为化学能的作用，而线粒体内膜与呼吸细菌膜则能将氧化还原过程中释放出的能量用于合成三磷酸腺苷；内质网膜是膜蛋白、分泌蛋白等蛋白质及脂质的生物合成场所。因此，生物膜在活细胞的物质、能量及信息的形成、转换和传递等生命活动过程中，是必不可少的结构。
细胞膜的应用
２．脂质体的发展和应用 １９６５年，英国学者Ｂａｎｇｈａｍ 将磷脂分散在水中，然后
用电镜观察。发现磷脂自发形成多层囊泡，每层均为类似生物膜结构的脂质双分子层，囊泡中央和各层之间被水相隔开，双分子层厚度约为４纳米。后来，将这种小囊泡称为脂质体。脂质体具有分子小、扩散速度快、脂溶性好及可生物降解等优点，因此可作为药物和基因等的载体。此外，如在脂质体中掺入特异的组织和细胞的识别配体或抗体等，脂质体即可将药物和基因靶向运输，增加药物作用的局部浓度和作用时间并减少全身的毒副反应。目前，抗肿瘤化疗药物及肿瘤基因治疗的脂质体投送系统的研究和应用已取得了较大的进展。
3．细胞膜电穿孔的发展及应用 经过人们不断的研究发现: 细胞膜的绝缘强度与所加脉冲电场的幅值和持续时间有关。细胞膜的击穿电压值在 0. 5~ 1. 5 V 左右, 即: 假定细胞膜的厚度为5 nm, 当采用 Ls) ms 级的电脉冲时, 电场强度应该在1~ 3 kV/ cm 左右。通常, 幅值较低、持续时间较短的脉冲刺激仅导致细胞膜充电, 其时间常数取决于膜电容和充电通路的等效电阻。电穿孔现象发生后, 膜电导率 G( t)增大, 跨膜电流增加至 nA 数量级。如果在电流陡增前撤去外电场或者处于两脉冲的间隔时期,则膜电位 U( t) 快速衰减, 细胞膜放电, 膜屏障功能恢复, 则称此现象为可逆性电击穿( REB) ; 否则微孔数量增加或者孔径激增, 以至于膜组织断裂, 细胞死亡,称此现象为不可逆性电击穿( IREB 定性地说, 电穿孔现象是由电能( 因跨膜电位提高而产生的决定性能量) 和/ KT 能量0( 因热波动而产生的随机性能量) 共同作用而引起的。大量的观察发现:电穿孔的发生主要是一种物理现象, 同时也会引起细胞膜某些化学性质的变化, 应该建立细胞膜出现微孔的物理模型来解释细胞膜的机械特性、电特性和分子运输行为。
一、生物膜在污水处理中的应用 生物膜法是土壤自净和河床净化过程的人工模拟和强化。生物膜通常为微生物、原生动物、后生动物集群生长、繁育的膜状生物性污泥。与活性污泥法相比,耐冲击负荷、耐毒性、耐泡沫影响且无污泥膨胀问题,是生物膜法的普遍性优点。
1、多功能人工水草生物膜处理黑臭河水研究 随着工业的发展，工业超标排污造成大量的生活用水被污染，河道黑臭。因此，处理污水成为人们急需解决的问题，城市河道黑臭主要是过量纳污导致水体供氧和耗氧失衡的结果，水体缺氧乃至厌氧条件下污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等臭恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质[1]。近年来，微生物被广泛用于黑臭河道的治理，通过选育和培养高效的微生物菌剂，能有效降解 COD、N 和P，消除黑臭，提高溶解氧水平[2-3]。但对于成分复杂的废水，单一功能的微生物难于治理多种污染物[4]。以人工水草作为生物膜载体， 结合光合细菌球形红细菌、枯草杆菌和氧化硫硫杆菌组合构建多功能人工水草生物膜系统，多功能人工水草生物膜对工业河黑臭河水具有较好的净化效果，系统克服了单一功能微生物难于处理多种污染物的缺陷，能有效地处理成分复杂的黑臭河水。
2、还原水解－生物膜工艺处理印染废水中试研究。 研究人员提出 “还原水解－生物膜”处理工艺[5]，效果稳定、各处理单元布置合理，能够适应在各种生产阶段变化情况下的该厂废水的处理，处理后出水能达到并低于纺织染整工业水污染物排放的一级标准[6]，显示了联合工艺优良的适应性。利用生物膜法处理剩余污泥产量少，处理效率高，具有很好的推广应用价值。
三、有机废气的生物膜处理技术 化工厂和石油化工厂在生产过程中排放各种有机废气, 其中含有醋、醇、醚、酚、睛、酸、芳烃及杂环化合物等有机污染物, 对人体及环境危害很大。与有机废气的传统处理方法相比, 生物处理法[9]的主要伏点是工艺设备简单、管理维
护方便、能耗少、运行费用低, 且去除效率也比较高。生物膜法是微生物在填料表面固定附着生长的生物处理法, 有机废气中的污染物和空气中的氧通过相间传质为微生物膜所吸附, 并发生生物氧化反应, 使有机废气得到净化。生物膜法具有以下优点：生物相多样化, 除好氧菌外还存在厌氧菌,生物膜具有较低的含水率, 单位体积内的生物量较大, 因此生物膜反应器具有较大的处理能力,工艺过程比较稳定, 动力消耗较少。由于具有以上这些优点, 生物法生物膜法在有机废气处理中的应用受到了特别的关注。
四、生物膜在血液透析中的应用 血液透析[10]是一种溶质通过半透膜与另一种溶质交换的过程。半透膜是一张布满许多小孔的薄膜，膜的孔隙大小在一定范围内，使得膜的两侧溶液中的水分子和小分子的溶质可通过膜孔进行交换，但大分子溶质(蛋白质)不能通过。根据膜平衡原理，半透膜两侧液体各自所含溶质浓度的梯度差及其他溶质所形成的不同渗透浓度，可使溶质从浓度高的一侧向浓度低的一侧移动(弥散作用)，而水分子则从渗透浓度低的一侧向浓度高的一侧渗透(渗透作用)，最终达到动态平衡。当血液进入透析器时，其代谢产物如尿素、肌酐、胍类、中分子物质、过多的电解质便可通过透析膜弥散到透析液中，而透析液中的碳酸氢根、葡萄糖、电解质等机体所需物质则被补充到血液中，从而达到清除体内代谢废物、纠正水电解质紊乱和酸碱失衡的目的。
总结和展望 近十年来,国际上膜分子生物学的发展速度和规模十分巨大,并取得了相当可观的成就。生物膜已成为现代生物学的一个新生长点。其原因大体是:生物膜与细胞结构和命现象的密切关系已 为人们所认识,离开对生物膜结构和功能的了解,要深人认识生命的本质是不可能的;以研究生物大分子的结构和功能为基础的分子生物学,它的进一步发展必然把视线转向比单个大分子更为复杂的超分子体系L;生物膜结构则是这种超分于体系在细胞内的基本结构形式,是研究生物大分子之间相互关系的适宜对象由于细胞学,生物化学和生物物理学等的长期发展为生物膜的基本性质,形态结构,化学成分及膜蛋白膜脂等物理 化学性质和功能的研究积累大量的比较系统的材料使人们对膜的基本认识逐渐深人,为生物膜研究的进一步发展奠定了基础;(钓由于近代许多物理学、化学等新技术和新仪器广泛渗透到生物膜的研究中,其中包括各种光谱如红外、激光拉曼、荧光光谱、旋光色散和圆二色性以及x一光衍射、中子衍射、核磁共振、顺磁共振、电子自旋标记、高分辨率电子显微镜、冰蚀刻技术和人造脂微球技术等都为生物膜的结构,膜组份的分子构型及其和膜功能的关系等提供了大量的信息,使人们在分子水平:对生物膜有了更多的了解;(5)由于生物膜在实践上有其广泛应用的可能性,很多医学、药学、工程技术、化学工业等问题的解决都对生物膜的许多基本原理的阐明提出了要求,从而把生物膜的研究扩展到更为广阔的领域,为促进膜分子生物学的发展增添了新的淮动方。可以预计,生物膜的研究在今后将有更大更快的发展。
范文二：有关生物膜的练习题
有关生物膜的练习题
1、下列过程中,不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是 () 。
A .植物体细胞杂交中原生质体融合 B. mRNA与游离核糖体的结合
C .胰岛 B 细胞分泌胰岛素 D .吞噬细胞对抗原的摄取
2.细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面 ()
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞 ②细胞产生的代谢产物也要排出细胞 ③细胞内的核 酸等重要成分不会流出细胞 ④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞
A .①②③ B .①②④ C .②③④ D .①③④
3.人体注射卡介苗后,经过一段时间,血液中就会出现抗结核杆菌的抗体。抗体的产生体现了细胞膜的 哪一种功能
A .控制物质进出细胞
B .将细胞与外界环境分隔开
C .排泄功能
D .进行细胞间的信息交流
4. 诺贝尔化学奖获得者 —— 赫尔什科和他的同事发明了免疫化学法。若对细胞膜进行化学免疫标记,则 标记的物质可能是 ()
A .磷脂 B .胆固醇 C .蛋白质 D .糖类
5. 最可能构成细胞膜的一组元素是()
A.C 、 H 、 O 、 N B.C 、 H 、 O [来源 :学§科§网 ]
C.C 、 H 、 O 、 P D.C 、 H 、 O 、 N 、 P
6、细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是()。
A. 磷脂分子排列成双层 B. 两侧膜物质分子排列不对称
C. 球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中 D. 膜物质分子的运动使其具有流动性
7、吞噬细胞具有识别功能是因为()。
A. 细胞膜具有一定的流动性 B. 细胞膜表面具有糖蛋白
C. 细胞内产生蛋白质 D. 细胞膜内有磷脂双分子层
8 、 将两种海绵动物的细胞分散成单个的细胞, 再进行混合培养, 发现只有同种的细胞才能结合, 其原因 是()。
A. 两种海绵细胞表面糖蛋白的成分不同
B. 两种海绵细胞的脂质成分不同
C. 两种海绵细胞的细胞膜上的蛋白质种类不同
D. 两种海绵细胞的细胞膜上上的蛋白质空间结构不同
9 (2011山东卷)下列关于原核生物和真核生物的叙述,正确的是
A. 原核生物细胞不含线粒体 ,不能进行有氧呼吸
B. 真核生物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝分裂
C. 真核生物以 DNA 为遗传物质,部分原核生物以 RNA 为遗传物质
D. 真核生物细胞具有细生物膜系统,有利于细胞代谢有序进行
10. (2011上海卷) 下列藻类中属于原核生物的是
A .伞藻 B.衣藻 C.硅藻 D.颤藻
11. (2010年高考·新课标 1) 下列有关细胞的叙述,正确的是
A .病毒是一类具有细胞结构的生物
B .蓝藻细胞具有细胞核且 DNA 分子呈环状
C .人体所有细胞的细胞周期持续时间相同
D .内质网膜和高尔基体膜都具有流动性
.
13(2010年高考·四川卷) 与酵母菌相比,硝化细菌具有 的特点是
A. 无线粒体,只能通过无氧呼吸获得能量
B. 无固氮酶,只能以含氮有机物伯为氮源
C. 无细 胞核,只能通过出芽生殖方式繁殖后代
D. 无染色体,只能在 DNA 水平产生可遗传变异
1 、回答科学家对生物膜结构的探索历程。
(1 ) 19 世纪末, 欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质, 比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进 入细胞,于是他提出:_____________。
(2 ) 20 世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,化学分析表明,膜的主要成分 是 _____________。
(3 ) 1925 年,两位瑞兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气一水界面上铺展成单分子 层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的 2 倍。由此他们得出的结论是 _____________。 (4 ) 1959 年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗 — 亮 — 暗的三层结构,并大胆地提出 生物膜的模型是 _____________。
(5 ) 1970 年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,以及相关的其他实验证据表明 _____________。
(6 ) 1972 年,桑格和尼克森提出的 _____________为大多数人所接受。
答案:1---5BAACD 6— 10 DBADD 11— 13DCD
1 、 (1 ) 膜是由脂质组成的 (2 ) 脂质和蛋白质 (3 ) 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层 (4 ) 所有的生物膜都由蛋白质 — 脂质 — 蛋白质三层结构构成, 电镜下看到的中间的亮层是脂质分子, 两边的暗 层是蛋白质分子,他把生物膜描述为静态的统一结构 (5 )细胞膜具有流动性 (6 )流动镶嵌模型
范文三：生物膜的原理及其应用
Liaoning Normal University
（2009届）
本科生开放实验室项目研
究论文
题 目： 生物载体技术在污水处理中的研究与进展
学 院： 生命科学
专 业： 环境科学
班级序号： 5班26号
学 号： 20091134010025
学生姓名： 谢天添
指导教师： 赵凤琴
2011年5月
目 录
中文摘要 .................................................................................................................................... 1
关键词 ........................................................................................................................................ 1
1. 前言 ..................................................................................................................................... 1
2. 生物载体 ............................................................................................................................. 1
3. 生物载体材料的研究 ......................................................................................................... 2
4. 生物载体在污水处理中的应用 ......................................................................................... 2
4.1 动植物材料类 .............................................................................................................. 2
4.2 有机合成高分子类 ...................................................................................................... 3
4.3 无机材料类 .................................................................................................................. 3
4.4 混合材料类 .................................................................................................................. 4
5. 结语 .............................................................................................................................. 5
参考文献 .................................................................................................................................... 5
生物载体技术在污水处理中的研究与进展
中文摘要
活性污泥法和生物膜法是污水处理的主要方法。生物膜法是利用附着生长于某些
固体物表面的微生物进行有机污水处理的方法。在充氧的条件下，微生物在固体填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧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。生物载体填料是新型生物膜法处理污水中的重要组成部分。本文阐述了生物载体材料的国内外研究现状，重点论述了生物载体在污水处理中的应用。目前由于载体的价格较高，并且多数是难降解材料，有的甚至还是有毒有害。如果能开发对环境有利的载体填料，则生物膜法必将有更为广阔的用途。
关键词:生物载体 载体材料 污水处理
1. 前言
污水处理的主要方法是活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。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。生物膜法是一种高效的水处理方法，由于生物膜法对废水水质和水量的变动具有较强的适应能力以及产泥量少等优点, 在废水处理中已得到广泛的应用。而生物载体是生物膜法中的关键构成部分，载体的材料和形状对污水处理都有直接的影响。
2. 生物载体 起支撑作用的载体物——填料或称滤料如图1-1。 滤料是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有：① 大的表面积，有利于微生物的附着；② 能使废水以液膜状均匀分布于其表面；③ 有足够大的孔隙率，使脱落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风；④ 适合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长；⑤ 有较好的机械强度，不易变形和破碎。
滤料作为生物膜的载体，对生物滤池的工作影响较大。滤料表面积越大，生物膜数量越多。其特性对接触氧化池中生物量、氧的利用率、水流条件和废水与生物膜的接触反应情况等有较大影响；分为硬性填料、软性填料、半软性填料、及球状悬浮型填料等。
图1-1氧化池中填料
3. 生物载体材料的研究
从十九世纪二、三十年代英国人使用碎石、卵石为填料建造生物滤池处理生活
污水开始，一直到二十世纪初，生物载体基本上都是硬质材料。在二十世纪六十年代，随着大量新型有机合成材料的出现，生物载体技术更加体现出了它的重要性。生物载体的研究也越来越受到国内外的重视。
4. 生物载体在污水处理中的应用
按照生物载体材料的种类对其在污水处理中的应用进行了研究。
4.1 动植物材料类
动植物类主要包括经过处理的毛发、玉米粒、竹丝和麦草浆粕等。
吴金义[1]利用经特定脱脂处理后的毛发作载体，经定向培菌挂膜后，对高浓度化
学需氧量（COD）和高硫酸根含量的味精离交废水进行小试和中试研究。
结果表明：在一定供气量和温度条件下，废水COD总去除率可稳定在96%以上；在供氧不足的兼性条件下或温度较低时，仍有较高去除效果，其对SO42-的总去除率可达98%以上。 2m3/h的中试经历了三个月实际运行，运行结果表明该工艺已具有建立生产性装置的技术条件等。
以废弃玉米粒为载体，在生物膜流化床试验装置上进行印染废水处理试验研究。
结果与以炉渣作为载体表明,：与炉渣载体比较成膜时间缩短2d，形成的生物膜生长到载体内部，结合牢固，曝气量(20～30 L/h·L)受流化状况控制，比非生物质载体时略大。玉米粒含量为2～4 g/L时，COD、色度和浊度的去除率分别为72%、85%和86%。
曹文平等[2]研究出竹丝生物载体，将其投入到水处理构筑物中，可以提高微生物
的吸附面积和提高生长周期长的微生物的浓度，提高水处理效率。然而以天然麦草浆粕为原料，采用黏胶法制备多孔纤维素载体，并通过交联反应控制载体的降解速率，通过阳离子化反应改变载体表面的电荷性。这种填料不但具有生物降解速率可控的降解性， 而且具有较大的孔隙率及比表面积、足够高的强度、较高的生物亲和性、亲水性及表面电荷性，适于微生物大量生长繁殖及好氧与厌氧多种处理过程，从而达到较高的废水处理能力。 我们将以上三种生物材料在同种条件及时间下其对污水中一些指标的去除率做一个对比如表1
表1 三种生物填料对污水中指标的去除率
4.2 有机合成高分子类
有机高分子类主要包括合成塑料、合成纤维和合成橡胶等。［塑料多采用聚烯烃
类(如聚乙烯、聚丙烯) 及其改性材料、聚氯乙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫等塑料制成[3]］。
范轶等[4]为有效去除污水中的含氮物质，在体积为3.5L的鼓泡曝气塔内使用模
拟污水，研究了同时硝化和反硝化过程。实验过程中，在鼓泡曝气塔中投入占总体积10%的多孔聚氨酯载体，以实现微生物的固定化。
实验表明，投加载体后，实验体系中含氮物质的去除效率明显提高；在16～64L/h气体体积流量范围内可以在3h内得到接近于100%的NH4+-N去除率。证明了采用补充碳源的方法可以有效提高NH4+-N去除率。
为了提高生物除磷（A/O）工艺的脱氮效果，采用聚乙烯或聚丙烯等制成悬浮填料生物系统来处理炼油废水。试验结果表明：当装填30%反应器容积的悬浮填料、进水NH3-N和COD分别为5475 mg/L和420570 mg/L、水力停留时间为24h时，对NH3-N和COD的去除率分别达96%和88%以上，出水水质达到了排放标准。此外，在悬浮填料曝气池中还发生了同步硝化反硝化现象。在对王台铺矿采用由特制塑料和树脂制成的球形SNP悬浮填料和先进的水下曝气技术对生活污水进行二级处理，这种方法投资少，成本低，管理方便，曝气均匀，水处理效果好。
张凤君等[5]采用中空纤维膜作生物膜载体及无泡供氧装置，利用具有死端式和漂
浮式特点的浸没式接触氧化工艺进行污水处理试验研究。
结果表明：在控制系统工作压0.03MPa、污水中ρ(溶解氧DO) 为5～8mg/L及HRT=8h的条件下，污水中COD、 生化需氧量（BOD）、 悬浮颗粒物（SS）的去除率分别达70%、90%和75%以上，NH3-N、P的去除率也在70%以上。系统连续运行3个月，表现了较好的稳定性和抗有机负荷冲击能力。
然而针对经典的污水处理生化工艺的缺陷， 提出用超滤膜作载体的生物接触氧化处理工艺。
试验结果证明：经初沉处理后的生活污水，当接触时间为3h左右时，化学需氧量（CODcr）、BOD5、SS和NH3-N的去除率分别可达到83%、92%、94%和60%左右。理论分析亦表明此法在污水生物处理方面前景良好。
王文兵[6]研究出的生物载体采用橡胶为主体，耐磨性好，空隙率大，比表面积大，
具有生物活性，用于三相流化床启动运行迅速，在填料表面及内部生长的微生物数量大、种类多，安装和更换方便，填料不结团、不堵塞，出水水质好。
在我们所做的实验中所采用的填料是一种软性纤维材料如图1—1中所示，经生
物载体的作用使污水去除率显著提高，一下便是我们实验中分别在2h，4h，6h时取样测污水中的COD，DO，PH，T（平行双份）的数据。如表2
表2 不同时刻污水中的指标测量
组分去除效率我们有以下数据。如表3
表3 不同材料对不同指标的去除率
可见，不同
的材料都有每种材料的优势及侧重点，所以我们在选择材料时要先了解我们所测物品的物理性质等及所要检测指标再来选择填料。
4.3 无机材料类
无机材料类主要包括碎石、卵石、沸石，珍珠岩，陶瓷，煤渣和硅藻土等。 薛涛[7]设计了一种应用于徐批示活性污泥法（SBR）反应器的新型沸石生物载体，最终通过SBR脱氮工艺实验确定了最佳工艺运行条件及参数。
实验结果表明：通过沸石生物载体的应用，SBR生物脱氮工艺的硝化段反应时间仅需原来的三分之一，大大缩短了工艺水力停留时间，同时硝化阶段的硝化效果得到了进一步稳定，从而使普通SBR生物脱氮工艺的整体脱氮性能得到了有效的增强。若研究了以粉末化硅藻土作为生物载体强化A/O工艺，结果表明该载体可载持更大的生物量，从而提高系统的处理效率和抗冲击负荷能力。如果以珍珠岩为原料开发出了一种生物载体，
3该载体密度约为1g/cm，表面粗糙多孔，强度远大于其他行业用膨胀珍珠岩。生物实验
表明：该载体适合于微生物附着，可应用于污水处理工程。
李步祥等[8]选用轻质粘土、硅藻土和蛭石等陶瓷原料，按一定比例进行配方和制
作，研制成一种轻质生物膜陶瓷载体，比重仅有1.47g/cm3，将其用于流化床生物反应器来处理有机废水，在较小的曝气量条件下即可呈现出良好的流态化。有人研究以煤渣做填料的生物接触式化法处理高浓度BOD污水的原理与技术，BOD去除率可达到99.3%。如用深海锰结核作生物固定化载体处理废水，可有效地降低废水中的COD、 BOD、 固体悬浮物、色度等，并可打开难降解的苯环。如果采用膨润土和斜发沸石粉末作为生物载体来处理污水，COD和氨氮去除率都得到了较好的效果。
4.4 混合材料类
混合材料主要包括有机高分子材料 PVA、橡胶等和无机材料的物理或者化学组
合。
张志永[9]选取天然多孔矿物-浮石、网络状塑料外壳、磁铁为原料，试验开发出
一种新型生物磁性载体，并将该载体应用于生物膜反应器进行废水处理试验研究。结果表明：载体可在 5d 内完成挂膜，而非磁性载体则须 8d，且磁性载体对 CODcr、NH3-N的去除率比非磁性载体分别高出 5%和20%左右。吕绿洲等[25]用尼龙 6、硅藻土、聚乙烯醇和双氧水为原料，制备出了更有利于微生物生长繁殖的新型微生物载体。该载体呈白色球状颗粒，具有多孔结构，粒径(3～5)mm，密度小于 1.0g/cm3，吸湿率达到
9.35%。若以铁屑和活性炭为骨架，硅藻土为吸附剂，聚乙烯醇为粘结剂，双氧水为起泡剂制备生物载体，这种载体可以用于三相生物流化床处理生活污水，该载体挂膜时间快, 微生物含量高, 污水处理效果好, 生活污水的 COD 去除率达 96.72％，浊度去除率达 96.87%。若果采用固态三元乙丙橡胶为主料，按质量比例填充辅以固态粉末状（AC）发泡剂，固态晶体（DCP）交联剂和固态粉末状硫酸钡混炼制备了多孔生物载体。而采用35～70wt％橡胶粉、25～55wt％树脂、0.1～5wt％化学发泡剂、0～10wt％比重调节材料，制备了有较好浮力的生物载体。
5. 结语
通过数据的比较，我们可以看出各种不同材料的生物载体在处理污水中各有侧
重，所以我们应当根据水质的具体情况来选择对应的生物载体材料。但生物载体技术处理污水能产生少量污泥甚至不产生，并且占地面积小，比传统工艺40%以上。制备载体的材料多是陶粒、聚丙烯、树脂等不可降解材料，但这些材料多是有毒有害的并且使用后的载体污泥作为垃圾而丢弃于环境中，如果这些载体垃圾不具备可降解性，就会在环境中形成二次污染。我们应尽量选取生物性的材料，这样不会给环境带来污染与负担，还会节省处理其他污染物的费用，应当持以节约减排，保护环境的原则。如果能开发研究对环境有利，并且利于安装操作的载体，则生物载体技术就会有更广泛的应用。
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范文四：生物膜法的介绍及应用
生物膜法的介绍及应用
生物膜法60年代末期开始出现，在工业废水处理方面曾研究了高负荷生物滤池、塔式生物滤池等，后来则主要研究了接触氧化法，并在纺织、印染、化纤等行业废水中广泛应用。接触氧化工艺由于缺乏经久耐用和价格低廉的填料、大型池的均匀布水布气尚有困难等原因，在市政污水处理上特别是在大中型污水处理厂中没有得到应用。80年代中期在研究A/O、AA/O、AB法、SBR工艺、新型氧化沟等悬浮生长工艺技术的同时，也开展了高负荷生物滤池/固体接触(TF/SC)和生物曝气滤池(BAF)等附着生长技术方面的试验研究。研究结果表明生物膜法在市政污水处理方面前景良好。
1高负荷生物滤池/固体接触(TF/SC)工艺
高负荷生物滤池/固体接触(TF/SC)是美国在80年代初根据其城市污水处理厂70%为高负荷生物滤池，其出水达不到提高后的出水水质标准而开发出来的新工艺。我国于1990年由中国市政工程西北设计研究院和兰州铁道学院合作进行试验室、中间试验和工程生产试验，获得了完整的设计参数。国内设计公司据此成果进行了两座污水量为10×104m3/d规模处理厂设计建设。TF/SC的典型工艺流程如图1
。
图1：F/SC的典型工艺流程
生物滤池可以是卵石填料高负荷生物滤池，也可以是塑料填料的深式或塔式滤池。TF/SC工艺中生物滤池系按不完全处理设计，采用了较一般高负荷生物滤池还要高的负荷，美国采用的负荷为0.4～1.4kgBOD5/(m3·d)(填料体积)，最终出水BOD5可达10mg/L以下。我国的研究结果是卵石填料的负荷在
3.5kgBOD5/(m3·d)时最终出水BOD5可在30mg/L以下。生物滤池设计的BOD5去除率以50%左右较为经济，其主要功能是去除溶解性BOD5和将大分子等难降解的物质降解为易降解物质。在我国采用卵石填料比较经济，因塑料填料的价格要高20倍以上。
固体接触池是TF/SC工艺高效的关键之一，它是将回流污泥与生物滤池出水混合曝气，进行生物絮凝和生物吸附，将废水中细小颗粒和凝聚性差的生物膜絮凝成易于沉淀的絮体，同时吸附和降解污水中的有机污染物，因而污水在固体接触池中的停留时间一般都较短(美国典型TF/SC处理厂最短的仅2.0min，一般为30min左右)，我国设计的停留时间较长，多在45min左右，因滤池负荷较美国高。固体接触池的污泥负荷比一般活性污泥法高1倍，若出水BOD5要求低于30mg/L，污泥负荷为0.4～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)。
絮凝沉淀池与一般二沉池最大的不同之处是设有进水絮凝区，借助于外力进行再絮凝。它是根据生物可以再絮凝原理设计的，从而较大幅度提高了表面负荷并使细小不易絮凝沉淀的生物膜得以去除，出水悬浮物可达10mg/L。
从以上TF/SC工艺的单元特性讨论中说明了TF/SC工艺具有以下优点：①出水水质好。美国的数处工程实例和我国示范工程都说明出水悬浮物和BOD５均可达到10mg/L以下。一般活性污泥法出水悬浮物和BOD５达到20mg/L已是高水准，尤其是悬浮物达到20mg/L以下是很困难的。所以，有人称之为“二级处理工艺，三级出水标准”。
②TF/SC的工艺单元--生物滤池、固体接触池和絮凝沉淀池均是高效设施，负荷高、停留时间短，因而工程造价低，运行能耗少。研究结果说明TF/SC工艺污水处理厂工程总投资和运行费用均较传统活性污泥法低约20%(未包括污泥处欢迎访问，水/业/导/航/www//ｈ２ｏ//com
理，TF/SC工艺污泥量少1/4)。美国Corvallis市政污水处理厂(Oregon州)改造为TF/SC工艺后，节约用电20%，鼓风机所需动力由186.4kW降至44.7kW，尤为重要的是污泥量减少了24%，大幅度减少了污泥处理费用。
③具有生物膜法的特点，耐冲击、运行稳定、操作比较简单。
2生物曝气滤池
生物曝气滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，在90年代初已发展成法国、英国、奥地利和澳大利亚等国设备制造公司的技术和设备产品。使用BAF的污水处理厂规模也已扩大到8.0×104m3/d。同时发展为可以脱氮除磷的工艺。采用生物曝气滤池的市政污水处理厂流程有两类，见图2
。
图2：采用生物曝气滤池的市政污水处理厂流程
BAF的构造基本上与污水三级处理的滤池相同，只是滤料不同，BAF一般用单一均粒滤料，其构造见图3。
BAF有两种运行方式，一种是从池上进水，水流与空气逆向运行，称之为逆向流或向下流。另一种是池底进水，与空气流同向运行，即同向流或向上流。同向流负荷高，出水水质略差，必须设二沉池。而逆向流在流速较小时，可不设二沉池。
图3：生物曝气滤池(BAF)的构造
国内主要是研究逆向流BAF，国外厂商提供的工艺设备也主要是逆向流。中国市政工程西北设计研究院和兰州铁道学院合作研究提出的工艺设计参数见表1。表1中的进水浓度为一般城市的市政污水浓度,BOD5为150～200mg/L。所列设计参数为BAF流程1的参数，即采用此参数可不设二沉池。
表1清楚说明BAF是高效处理设施，其容积负荷高出一般活性污泥法1～2倍，出水可以完全满足“污水综合排放标准”二级标准。BAF的空气量仅为一般活性污泥法的1/2，其水气比为1∶2～1∶3，运行能耗较低。
BAF前可设置有填料的厌氧滤池而形成AA/O工艺膜法，也可在BAF流程2中二沉池前投加铁盐絮凝剂成为除磷脱氮工艺。
3生物膜法与传统活性污泥法比较
现将生物膜法与活性污泥法的两类代表工艺比较列于表2。
表2说明膜法的负荷均远高于活性污泥法，因而工程总造价也要低很多，TF/SC工艺研究专题依托工程的经济分析说明TF/SC工艺的总造价比标准活性污泥法低20%。另外近年来我国所设计的两个10×10４m3/d规模的市政污水处理厂均采用TF/SC工艺，其处理1.0m3污水的工程造价一项为900元，另一项为1015元(工程包括污泥消化与污泥处理)。由于这项工程利用了有利地形，其电耗分别为0.1kW·h/m3水和0.05kW·h/m3水(完全自流无须提升)。一般传统活性污泥法的工程总造价为1200～1500元/m3水，运行电耗超过0.2kW·h/m3。
4生物膜法在我国城市污水处理中的前景
生物膜法在我国城市污水处理中应用的前景是十分广阔的，将会与活性污泥法一样成为城市污水处理厂的主要工艺。
我国城市污水处理厂现仅160座，污水处理率也仅为10%，需要建设大量的城市污水处理厂，但我国城市建设资金远不能满足这方面的需求。解决资金的途径，一条是拓宽资金来源；另一条是采用新的技术降低工程造价节约资金。上述两生物膜法工艺显然是可以较大幅度降低工程造价的新技术，因而也正是城市污水处理所需要的技术。
5物膜法需要研究改进的技术问题
生物膜法从开始研究至今不足20年，在我国研究的时间更短，还不到10年，建设的工程也很少，因而必然存在许多需要改进的地方，需主要研究的内容如下：①需要研究工艺设计的优化，如TF/SC工艺各单元处理程度的优化、BAF工艺投配负荷与反冲洗关系的优化等。
②不论是TF/SC工艺还是BAF技术，工艺的理论研究还很不够，如果在理论研究上有所发展，必然会极大地推动生物膜法的发展。
③随着对环境质量要求的提高，污水脱氮除磷也一定会在我国得到加强。TF/SC和BAF工艺的脱氮除磷技术在国外已有一些技术方案和成功的流程，但在我国还未很好地开展这方面的研究，需要规划安排和加强工作。
④BAF存在一个大型滤池的均匀布水布气问题，它既关系其工程造价，也关系此技术的适用规模。
⑤需要研究TF/SC和BAF适用的轻质高强、价廉、使用寿命长的滤池滤料，这是两种工艺的关键问题。
范文五：生物膜及生物膜技术在污水处理中的应用
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
【1】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。
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
【2】物膜法水处理最重要的题之一。
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
【4】发挥着重要的作用，对废水的处理效率有着直接影响。
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
【5】废水的处理 ，处理效果相当好。
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
【6】物膜，这个过程也称为挂膜。
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 ，
【2】可用于废水处理中的生物膜载体材料。
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
【7】生物膜后的浓度分布及 浓度迁移情况。
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，
【8】人们积累的经验比应用更多。 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
【9】营养吸收并加以同化 ，从而使污水得到净化 。
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
【10】生活，还制约着经济发展。 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
【10】氮。
3.2.2生物膜法去除水中的磷
目前我国城市污水处理工艺普遍采用活性污泥、氧化沟、SBR和 AB法等．这与发达国家所采用的工艺技术几乎在同一水平。而我国的国民生产总值远远低于这些发达国家，投资费用十分昂贵，一步到位建设功能齐全的现代化城市污水处理厂．资金一时难于承受。城市污水对水体的污染使饮用水资源越来越少。所以逐步提高城市污水处理率是势在必行。城市污水处理生物膜法应用较少【11】，而消毒大都采用传统的液氯消毒工艺【12,13】。而用生物膜法处理化学除磷代替传统的活性污泥工艺能取得更优的处理效果。
工艺流程：(1)水解池、好氧池结构基本相同，采用折流、穿孔隔板布水方式，均设计并安装尼龙花瓣型滤料。
（2)以膜法代替泥法 ，污泥不需回流，污水处理系统趋
于简单化，污水与污泥在同一装置中得到基本处理。
(3)试验原水是直接引入居民生活小区化粪池排出的生活污水．经格栅 、旋流沉砂预处理后进人厌氧水解池，水解池分为两格、前格主要用于碳氧化和氨化 ，污水先进人水解池，在厌氧条件下，通过异养菌和兼性厌氧菌的生长、繁殖，使淀粉、纤维素、多糖类等大分子有机物转化成有机酸和其它小分子有机物；
蛋向质、脂肪等水解或氨化转变为甘油和
氨，提高了废水的可生化性，有利于聚磷菌释放磷 ；后格主要用于有机物进一步水解和 NOR或 NOR反硝化。
（4)通过高程布置，好氧池也分为两格，产生微气泡、前格主要用于碳的进一步氧化和聚磷菌对磷的超量吸收：后格主要用于氨的硝化。
(5)在好氧池后增加斜板沉淀化学除磷装置，加入 AI(SO4)~PAM(聚丙烯酰胺)进行化学除磷，以进一步提高除磷效果。
(6)在化学除磷之后安装 NLC紫外消毒装置 ，代替传统的液氯消毒工艺。
城市污水采用生物膜法，以厌氧水解、氨化 、释磷 、反硝化与好氧吸磷 、聚磷 、氨的硝化 、化学除磷相结合的处理工艺。以代替传统的活性污泥法，以
【14】NLC紫外消毒代替液氯消毒。
4.结语
生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，载体填料的存在，对水流起到强制紊动的作用，同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题，在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理，而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
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