你知道好氧生物膜形成的過(guò)程嗎！

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生物膜及其特點(diǎn)

微生物附著在特定的載體表面上形成*的微生物群體結(jié)構(gòu)并以固著方式生長(zhǎng)時(shí)形成生物膜。當(dāng)污水流經(jīng)生物膜表面時(shí)，污水中的有機(jī)物被微生物所吸附、吸收和降解。利用生物膜處理污水的方法叫做生物膜法。和活性污泥法相比，生物膜法有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)生物膜抗水質(zhì)變化沖擊能力較強(qiáng)。這是由于包埋在生物膜中的細(xì)胞的生理特性和游離的細(xì)胞的生理特性是不一樣的。包埋在生物膜中的細(xì)胞由于群體效應(yīng)，具有較強(qiáng)的抗毒性能力，比游離細(xì)胞的抗毒性能力要強(qiáng)50--500倍。所以生物膜對(duì)水質(zhì)變動(dòng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

(2)生物相多樣化，尤其是一些增殖速度慢，世代較長(zhǎng)的微生物可以在生物膜中定居，形成了較完整的微生態(tài)區(qū)，各種微生物的聯(lián)合作用有利于大分子和難降解物質(zhì)如多環(huán)芳烴、纖維素、幾丁質(zhì)的降解。此外，由于生物相中高營(yíng)養(yǎng)級(jí)微生物如原生動(dòng)物、后生動(dòng)物較多，生物群落之間形成了較長(zhǎng)的食物鏈，故生物膜法的剩余污泥量較活性污泥法要少。

(3)可以承受較高的有機(jī)負(fù)荷，生物膜法的特點(diǎn)是微生物群體吸附在載體上，因而不易流失，可以保持反應(yīng)器中較高的污泥濃度。

此外，生物膜法還具有無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象，運(yùn)行管理方便，動(dòng)力消耗少等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是填料及其支撐結(jié)構(gòu)的一次性投資較大，填料容易堵塞等。

生物膜法是污水處理廠主要生化工藝之一，很多污水處理廠均采用了生物膜法工藝，如生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池、生物流化床等，因此掌握生物膜的形成過(guò)程是非常重要的，下面就其形成過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)論述：

微生物在經(jīng)歷不可逆附著過(guò)程后，開(kāi)始逐漸適應(yīng)生存環(huán)境，并在載體表面逐漸形成小的，分散的微生物。這些初始菌落首先在載體表面不規(guī)則處形成。這一階段的持續(xù)時(shí)間取決于進(jìn)水第五濃度以及載體表面特性。在實(shí)際生物膜反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)，要控制這一階段是很困難的。

在適應(yīng)期形成的分散菌落開(kāi)始迅速增長(zhǎng)，逐漸覆蓋載體表面。生物膜厚度可以達(dá)到幾十μm。多聚糖及蛋白質(zhì)產(chǎn)率增加，大量消耗溶解氧，后期氧成為限制因素，此階段結(jié)束時(shí)，生物膜反應(yīng)器的出水底物濃度基本達(dá)到穩(wěn)定值，這個(gè)階段決定了生物膜反應(yīng)器內(nèi)底物的去除效率及生物膜自身增長(zhǎng)代謝的功能。

生物膜在載體表面以恒速率增長(zhǎng)，出水底物濃度不隨生物量的積累而顯著變化；其好氧速率保持不變；此階段生物膜總量的積累主要源于非活性物質(zhì)。此時(shí)生物膜活性生物量所占比例很小，且隨生物膜總量的增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。原因是：可剩余有效載體表面飽和；禁錮作用明顯，有毒或抑制性物質(zhì)的積累。這個(gè)階段對(duì)底物的去除沒(méi)有明顯的貢獻(xiàn)，但在流化床反應(yīng)器內(nèi)，這個(gè)階段可以改變生物顆粒的體積特性。

由于生存環(huán)境質(zhì)量的改變以及誰(shuí)理學(xué)的作用，出現(xiàn)了生物膜增長(zhǎng)速率變慢，這一階段是生物膜在某一質(zhì)量和膜厚上達(dá)到的穩(wěn)定的過(guò)渡期。此時(shí)生物膜對(duì)水力學(xué)剪切作用極為敏感。生物膜結(jié)構(gòu)疏松，出水中懸浮物的濃度明顯增高，末期，生物膜質(zhì)量及厚度都趨于穩(wěn)定，運(yùn)行系統(tǒng)也接近穩(wěn)定。

生物膜新生細(xì)胞與由于各種物理力所造成的生物膜損失達(dá)到平衡。次階段，生物膜相及液相均已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在生物膜反應(yīng)器運(yùn)行中，生物膜穩(wěn)定期的維持一直認(rèn)為是過(guò)程穩(wěn)定性的必要保證，而在三相流化床等生物反應(yīng)器中，在高底物濃度、高剪切力作用下，這一階段時(shí)間很短，甚至不出現(xiàn)。

隨著生物膜的成熟，部分生物膜發(fā)生脫落。生物膜內(nèi)微生物自身氧化、內(nèi)部厭氧層過(guò)厚以及生物膜與載體表面間相互作用等因素可加速生物膜脫落。另外，某些物理作用也可以導(dǎo)致生物膜脫落。此階段中，出水懸浮物濃度增高，直接影響出水水質(zhì)；底物降解過(guò)程受到影響，其結(jié)果是底物去除率降低，而我們?cè)谶\(yùn)行生物膜反應(yīng)器的時(shí)候應(yīng)該盡量避免生物膜同時(shí)大量脫落。