1.生物膜的形成

生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。生物膜在载体上的生长过程为:当有机废水或由活性污泥悬浮液培养面成的接种液流过载体时，水中的表面形成一层黏液状的生物膜。 浮物及微生物被吸附于固相载体表面，其中的微生物利用有机物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。

为了保持好氧生物膜的活性，除了提供废水营养物外，还应创造一个良好的好氧条件，亦即向生物膜供氧。在非淹没式生物膜法设备中常采用自然通风或强制自然通风供氧。氧透入生物膜的深度取决于它在膜中的扩散系数、固液界面处氧的浓度和膜内微生物的氧利用车。对料给定的废水流量和浓度，好氧层的厚度是一定的。增大废水浓度将减小好氧层的厚度、而增大废水流量则将增大好氧屋的厚度。

2.生物膜结构及净水机理

生物膜呈蓬松的絮状结构，微孔多，表面积大，具有很强的吸附能力。由于生物膜的吸附作用，在膜的表面存在一个很薄的水层(附着水层)。废水流过生物膜时，有机物经附着水层向膜内扩散、膜内微生物在氧的参加下对有机物进行分解和机体新陈代谢

代谢产物沿底物扩散相反的方向，从生物膜传递返回水相和空气中。随着废水处理过程的发展、微生物不断生长繁殖、生物膜厚度不断增大，废水底物及氧的传递阻力逐渐加大在膜表层仍能保持足够的营养以及处于好氧状态，在这里有机污染物经微生物好氧代谢而降解，终产物是H2O、CO:等。而在膜深处将会出现营养物或氧的不足，造成微生物内源代谢或出现厌氧层，在这里进行有机物的厌氧代谢，终产物为有机酸、乙酸、醛和HS。由于生物膜不断增厚，超过一定厚度后，吸附的有机物在传递到生物膜内层的微生物以前已被代谢掉，此处的生物膜因与载体的附着力减小及水力冲刷作用而脱落。老化的生物膜脱落后，载体表面又可重新吸附、生长、增厚生物膜直至重新脱落，从吸附到脱落，完成一个生长周期。在正常运行情况下，整个反应器的生物膜各个部分总是交替脱落的，系统内活性生物膜数量相对稳定，膜厚2~3mm.净化效果良好。过厚的生物膜并不能增大底物利用速度，却可能造成堵塞，影响正常通风。因此，当废水浓度较大时，生物膜增长过快，水流的冲剧力也应加大。如依靠原废水不能保证其冲刷能力时，可以采用处理出水回流，以稀释进水和加大水力鱼荷，从而维持良好的生物膜活性和合适的膜厚度。

生物膜中微生物主要有细菌(包括氧气、氧气及兼氧细菌)、真菌、放线菌、原生动物(主要是纤毛虫)和较高等的动物，其中藻类、较高等生物比活性污泥法多见，微生物沿水流方向在种属和数目上具有一定的分布，在塔式生物滤池中，这种分层现象更为明显，在填料上层以异养细菌和营养水平较低的鞭毛虫或肉足虫为主，在填料下层则可能出现世代期长的硝化菌和营养水平较高的固着型纤毛虫。真菌在生物膜中普遍存在，在条件合适时，可能成为优势种。

生物相的组成随有机负荷、水力负荷、废水成分、pH值、温度、通风情况及其他影响因素的变化而变化。

二、生物膜法的影响因素

影响生物膜法处理效果的因素有很多，在各种影响因素中，主要有;进水底物的组分和浓度、营养物质、有机负荷及水力负荷、溶解氧、生物膜量、pH值、温度和有毒物质等。在实际工程中，应控制影响生物膜法运行的主要因素，创造适于生物膜生长的环境，使生物膜法处理工艺达到令人满意的效果。

1.有机负荷及水力负荷

负荷是影响生物膜法处理能力的首要因素，是集中反应生物膜法工作性能的参数、例知，生物滤池的负荷分为有机负荷和水力负荷两种，前者通常以污水中有机物的量来计算，后者是以污水量来计算的负荷。