污水处理中，生物膜的结构及净化的原理

什么是生物膜？ 微生物细胞在水环境中，能在适宜的载体表层坚固附着，生长繁殖，细胞胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，称之为生物膜。   生物膜的结构 生物膜一般由细菌（好氧、厌氧、兼性）、真菌、原生动物、后生动物、藻类以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫等组成。   ① 细菌与真菌 生物膜中的细菌对污水处理中有机物氧化分解起主要作用； 真菌在污水处理中，可利用的有机物范围广，部分真菌可降解木质素等难降解的有机物，对于一些人工合成的难降解有机物也有一定的降解能力。   ② 原生动物与后生动物 原生生物与后生生物都是微型动物中的一类，栖息在生物膜好氧表层内。 原生生物以吞食细菌为生，在生物滤池中，对改善出水水质起着重要的作用。 后生生物主要以细菌、原生生物为食料，在溶解氧充足时出现，有软化生物膜、促使生物膜脱落的作用，从而使生物膜保持活性和良好的净化功能。   ③ 滤池蝇 滤池蝇及其幼虫以微生物及生物膜为食料，可以抑制生物膜的过度增长，具有使生物膜疏松，促使生物膜脱落的作用。   ④ 藻类 受到阳光照射的生物膜部分会生长出藻类，由于藻类的出现仅限于生物膜反应器表层的很小部分，对污水净化起到的作用不大。   生物膜污水净化的原理 生物膜法去除污水中污染物是一个吸附、稳定的复杂过程，包括污染物在液相中的紊流扩散、污染物在膜中的扩散传递、氧向生物膜内部的扩散和吸附、有机物的氧化分解和微生物的新陈代谢等过程。   生物膜表层容易吸取营养物质和溶解氧，形成由好氧和兼性微生物组成的好氧层，而在生物膜内层，由于微生物利用和扩散阻力，制约了溶解氧的渗透，形成由厌氧和兼性微生物组成的厌氧层。   在生物膜外，附着一层薄薄的水层，附着水流动很慢，其中的有机物大多已被生物膜中的微生物所摄取，其浓度要比流动水层中的有机物浓度低。与此同时，空气中的氧也扩散转移进入生物膜好氧层，供微生物呼吸。生物膜上的微生物利用溶入的氧气对有机物进行氧化分解，产生无机盐和二氧化碳，达到水质净化的效果。有机物代谢过程的产物沿着相反方向从生物膜经过附着水层排到流动水或空气中去。   污水中溶解性有机物可直接被生物膜中微生物利用，而不溶性有机物先是被生物膜吸附，然后通过微生物胞外酶的水解作用，降解为可直接生物利用的溶解性小分子物质。由于水解过程比生物代谢过程要慢得多，水解过程是生物膜污水处理速率的主要限制因素。