污水處理中，生物膜的結(jié)構(gòu)及凈化的原理

什么是生物膜？ 微生物細(xì)胞在水環(huán)境中，能在適宜的載體表層堅(jiān)固附著，生長(zhǎng)繁殖，細(xì)胞胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)，稱之為生物膜。 ? 生物膜的結(jié)構(gòu) 生物膜一般由細(xì)菌（好氧、厭氧、兼性）、真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、藻類以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲等組成。 ? ① 細(xì)菌與真菌 生物膜中的細(xì)菌對(duì)污水處理中有機(jī)物氧化分解起主要作用； 真菌在污水處理中，可利用的有機(jī)物范圍廣，部分真菌可降解木質(zhì)素等難降解的有機(jī)物，對(duì)于一些人工合成的難降解有機(jī)物也有一定的降解能力。 ? ②?原生動(dòng)物與后生動(dòng)物 原生生物與后生生物都是微型動(dòng)物中的一類，棲息在生物膜好氧表層內(nèi)。 原生生物以吞食細(xì)菌為生，在生物濾池中，對(duì)改善出水水質(zhì)起著重要的作用。 后生生物主要以細(xì)菌、原生生物為食料，在溶解氧充足時(shí)出現(xiàn)，有軟化生物膜、促使生物膜脫落的作用，從而使生物膜保持活性和良好的凈化功能。 ? ③?濾池蠅 濾池蠅及其幼蟲以微生物及生物膜為食料，可以抑制生物膜的過度增長(zhǎng)，具有使生物膜疏松，促使生物膜脫落的作用。 ? ④?藻類 受到陽(yáng)光照射的生物膜部分會(huì)生長(zhǎng)出藻類，由于藻類的出現(xiàn)僅限于生物膜反應(yīng)器表層的很小部分，對(duì)污水凈化起到的作用不大。 ? 生物膜污水凈化的原理 生物膜法去除污水中污染物是一個(gè)吸附、穩(wěn)定的復(fù)雜過程，包括污染物在液相中的紊流擴(kuò)散、污染物在膜中的擴(kuò)散傳遞、氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散和吸附、有機(jī)物的氧化分解和微生物的新陳代謝等過程。 ? 生物膜表層容易吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧，形成由好氧和兼性微生物組成的好氧層，而在生物膜內(nèi)層，由于微生物利用和擴(kuò)散阻力，制約了溶解氧的滲透，形成由厭氧和兼性微生物組成的厭氧層。 ? 在生物膜外，附著一層薄薄的水層，附著水流動(dòng)很慢，其中的有機(jī)物大多已被生物膜中的微生物所攝取，其濃度要比流動(dòng)水層中的有機(jī)物濃度低。與此同時(shí)，空氣中的氧也擴(kuò)散轉(zhuǎn)移進(jìn)入生物膜好氧層，供微生物呼吸。生物膜上的微生物利用溶入的氧氣對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，產(chǎn)生無(wú)機(jī)鹽和二氧化碳，達(dá)到水質(zhì)凈化的效果。有機(jī)物代謝過程的產(chǎn)物沿著相反方向從生物膜經(jīng)過附著水層排到流動(dòng)水或空氣中去。 ? 污水中溶解性有機(jī)物可直接被生物膜中微生物利用，而不溶性有機(jī)物先是被生物膜吸附，然后通過微生物胞外酶的水解作用，降解為可直接生物利用的溶解性小分子物質(zhì)。由于水解過程比生物代謝過程要慢得多，水解過程是生物膜污水處理速率的主要限制因素。