• 滤池用滤料、填料

• 球形轻质多孔生物陶粒

• 生物接触氧化池填料

• BAF生化池专用防堵滤头

• 滤池支撑板

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• 单孔膜式曝气器

• 可提升微孔曝气器

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• 纤维球

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影响生物膜法功能的主要因素

在生物膜法中，污水中有机污染物的降解主要是依靠附着生长的微生物的生物氧化作用。因此，凡影响微生物生长代谢活动的因素都会影响到生物处理的净化效果，如温度、pH值，溶解氧、填料类型及特征、有机负荷和水力负荷，还有生物膜本身的特性(数量和活性)等。

一、温度

温度是影响微生物正常代谢的重要因素之一。
任何一种微生物都有一个最佳生长温度，在一定的温度范围内，大多数微生物的新陈代谢活动都会随着温度的升高而增强，随着温度的下降而减弱。好氧微生物的适宜温度范围是10-35℃，一般水温低于10℃，对生物处理的净化效果将产生不利影响。在温度高的夏季，生物处理效果最好。而在冬季水温低，生物膜的活性受到抑制，处理效果受到影响。
温度对生物处理反应速率的影响可用下述公式表示：rt=r20θT-20
式中，rt、r20分别为温度T和20℃的反应速率；θ为温度系数。对于活性污泥法，θ为1.00-1.04，一般为1.02。对于生物滤池，θ为1.02-1.14，一般为1.03。
水温在接近细菌生长的最高生长温度时，细菌的代谢速率达到最大值，此时，可使胶体基质作为呼吸基质而消耗，使污泥结构松散而解体，吸附能力降低，并使出水漂泥、浑浊、出水SS升高，结果出水BOD反而增加。温度升高还会使饱和溶解氧降低。氧的传递速率降低，在供氧跟不上时造成溶解氧不足，污泥缺氧腐化而影响处理效果，超过最高温度时，最终会导致细菌死亡。因此，对温度高的工业废水《如印染度水》应采取降温措施。

二、pH值

微生物的生长、繁殖与pH值有着密切关系，对好氧微生物来说，pH值在6.5-8.5之间较为适宜。细菌经驯化后对pH值的适应范围可进一步提高。如印染废水进入水解酸化池时，pH值控制在9.0-10.5范围内，经长期驯化后，处理效果保持良好。
一般来讲，废水中大多含有碳酸、碳酸盐类、铵盐及磷酸盐类物质，使污水具有一定的缓冲pH值的能力。在一定范围内。对酸或碱的加入能起到缓冲作用，不至于引起pH值大的变化。一般来说，城市污水大都具有一定的缓冲能力。生物反应都是在酶的参与下进行，酶反应需要合适的PH值，因此污水的pH值对细菌的代谢活性有很大的影晌。此外，pH值还会改变细菌表面电荷，从而影响它对营养的吸收。
必须着重说明的是，微生物对pH值的波功十分敏感，即使在其生长pH值范围内，pH值的突然改变也会引起细菌活性的明县下降，这是由于细菌对pH值改变的适应比对温度改变的适应过程慢得多。因此应尽量避免污水pH值突然变化。

三、有机负荷及水力负荷

水力负荷(q)的大小直接影响到生物膜法的净化效果。在滤床高度不变的前提下，水力负荷的大小直接关系到污水在反应器中与生物膜的接触时间的长短。水力负荷愈小，污水与生物膜接触时间愈长，处理效果愈好，反之亦然。当然，水力负荷的本质是指有机负荷(Nv)对净化效果的影响，两者的关系见下式：q=Nv*H/24S0
式中，q为水力负荷，m3/(㎡·h)；Nv为有机负荷，kgBOD5/(m3·d)；S0为进水BOD5浓度，g/L；H为载体高度，m。
水力负荷的大小对生物膜厚度、传质阻力也产生影响。水力负荷的提高，其紊流剪切作用对膜厚的控制以及对传质的改善有利，但水力负荷应控制在一定的限度以内，以免因水力冲剧作用过强，造成生物膜的流失。因此，不同的生物膜法工艺应有其适宜的水力负荷。

四、溶解氧

溶解氧是生物处理的一个重要控制因素。在污水的好氧生物处理中，微生物以好氧菌为主，反应器应从外部另外供给氧，由于生物膜中存在溶解氧的传递阻力，如果溶解氧不足，好氧微生物由于得不到足够的氧，正常的生长规律受到影响，甚至被破坏。轻则好氧微生物的活性受到影晌，新陈代谢能力降低。这样正常的生化反应过程将受到影响，废水中的有机物质的氧化不能彻底进行，处理效果下降，反应器中的生物膜恶化变质，发黑发臭，出水水质显著下降。

五、载体表面结构与性质

作为生物载体对处理效果的影响主要反映在载体的表面性质，包括载体的比表面积的大小。表面亲水性、表面电荷、表面粗糙度、载体的密度、堆积密度、孔隙率、强度等。因此，载体的选择不仅决定了可供生物膜生长的比表面积的大小和生物膜量的大小，而且还影响着反应器中的水动力学状态。在正常生长环境下，微生物表面带有负电荷。如果载体表面带正电荷。将使微生物在载体表面附着、固定过程更易进行。载体表面的粗糙度有利于细菌在其表面附着、固定，粗糙的表面增加了细菌与载体间的有效接触面积，比表面积形成的孔洞、裂缝等对已附着的细菌起到屏蔽保护，使其免受水力剪切的冲刷作用。Aster等(1990)及Lin(1994)报道，当载体表面粗糙度增加时，细菌在不同载体表而的附着、固定所受的影响，其结果表明，载体表面最佳孔径是细菌体长的4-5倍。

六、生物膜量及活性

生物膜的厚度反映了生物量的大小，也影响溶解氧和基质的传递。生物膜厚度要区分膜的总厚度和活性厚度的不同，生物膜中的扩散阻力(膜内传质阻力)限制了过厚生物膜实际参与降解基质的生物膜量。只有在膜活性厚度范圈(70-100nm)内，基质降解速率随膜厚度的增加而增加。当生物膜为薄层膜时，膜内传质阻力小，膜的活性好；当生物膜超出活性厚度时，基质降解速率与膜厚无关。由此推知，各种生物膜法适宜的生物膜厚度应控制在159nm以下。随生物膜厚度增大，膜内传质阻力增加，单位生物膜量的膜活性下降，已不能提高生物膜对基质的降解能力，反而会因生物膜的持续增厚，膜内层由兼性层转入厌氧状态，导致膜的大量自动脱落(超过600nm即发生脱落)，或填料上出现积泥。或出现填料堵塞现象，而影响到生物池的出水水质。
以往对控制生物膜生长的基础性研究进行得较少。Truler和Characklis研究证实了生物膜的脱落速率随界面上水力学剪切力的增加而增大，并开发了在固定膜反应器中顶侧生物膜的技术。生物滤池的运行方式对生物膜的生长产生影响，并通过改变传质条件而影响到生物膜的活性。生物膜的衰损包括细菌自找氧化所造成的生物膜量的减少(衰耗)以及由于外力(如水流紊动水力学剪切作用)引起的生物膜后的减少(损耗)。只要微生物的生长速率超过由于衰耗和损耗而减少的速率，生物膜的厚度就会连续增长。运行方式决定了生物滤池内的流态。在高紊流范围内，当流经填料上生物膜膜面的水流流速较大时，流体的剪切力能够限制附着生物膜的生长数量，使生物膜的厚度得以控制，形成的生物膜附着力强、活性高，且通常膜厚小于200μm。紊流流态还通过破坏液膜层或使液膜层厚度变薄，减少外传质阻力，改善传质效果。但当膜面流速过大，使附着的生物膜量损失过多时，则会导致生物池的净化效果下降。

七、有毒物质

一般在工业废水中，存在着对微生物具有抑质和杀害作用的化学物质，这类物质被称为有毒物质。如重金属离子、酚、氰等。毒物对微生物的毒害作用，主要表现在细胞的正常结构遭到破坏以及菌体内的酶变质。并失去活性。如重金属离子(砷、铅、镉、铬、铁、铜、锌等)能与细饱内的蛋白质结合，使它变质，导致酶失去活性。
为此，在废水生物处理中，对这些有毒物质应严加控制。不过，它们对微生物的毒害和抑制作用，有一个长的概念。即当达到一定浓度时，这个作用才显示出来，只要在允许的浓度内，微生物还是可以承受的。对生物处理来讲，废水中存在的毒物浓度的允许范围，至今还没有一个统一的标准，还需通过试验不断完善。对某一种废水来说，必须根据具体情况做具体的分析，必要时通过试验，以确定生物处理对水中毒物的容量浓度。表2-中列出的数字可供参考。当然，这些数字亦不能看成是绝对不可逾越的临界值，如果缓慢提高有毒物的浓度，让微生物在这种环境中逐渐适应和驯化，可能会承受更高一些的浓度。

八、营养物质

污水处理中所谓的营养物质是指能为微生物所氧化、分解、利用的那些物质，应包括组成细胞的各种元素和产生能量的物质。微生物细胞主要是由碳、氢、氧、氮、磷、硫所组成，另外还含有钠、钙、钾、铁以及锰、铜、钴、镍、钼等。曝气生物滤池反应器处理污水时，生物膜微生物以污水中所含有的物质作为营养物质，为使得反应器正常运行，污水中所含的营养物质应比例适当，其所需要的主要营养物质比例为BOD5:N:P=100:5:1。生活污水中的营养物质全面而且均衡，一般不需要额外投加，但对于某些工业废水，成分单一，能为微生物所利用的营养成分比例不当，则应根据实际情况，按比例投加营养物质。
由于微生物种类多、食性广、代谢类型多样，因此可以通过筛选、驯化等手段来寻找适合于所排放的废水中各种有机污染物的微生物，达到净化废水的目的。在曝气生物滤池微生物培养调试过程中，可以人为投加某些营养物质，以加快微生物的培养速度。如在启动初期，投加一定量的铁盐和改变营养物质比例(人为培养丝状菌)，有利于微生物在载体表面的固定，缩短调试周期。

九、进水底物浓度

在生物滤池处理污水过程中，由于污水中有机物组分是生物膜微生物食物与能源的主要来源，因而污水流量及其中的有机物含量就是影响滤池性能的重要因素之一。污水中有机物浓度在长时间或短时间内的改变均可导致微生物生长形式的改变，结果必然会影响到处理水的水质和处理效率。
一般来说，污水中含有的大部分有机物和部分无机物都可作为微生物的营养源而加以利用，这些可被微生物利用并在酶的催化作用下进行生物化学转化的物质称为底物。若污水处理过程工艺用来去除其中的有机污染物，则底物就是可生物降解的有机物的量；若污水处理过程是用来除氮的硝化过程，则底物就是可生物降解的氨氮的量。
为了全面了解进水底物浓度的改变对生物膜反应器所造成的影响，刘雨和赵庆良(1996)对生物膜反应器进出水底物浓度进行了试验，结果认为：反应器稳态出水中污染物的浓度[TOC、TOD(总需氧量)、NH4+-N]均随进水底物浓度的变化而变化，特别是在较高的底物浓度条件下生物腆反应器的性能所受扰动更为徽感。根据底物去除动力学，如果进水底物负荷大于底物去除率。底物就会从反应器中流失；增加单位进水底物浓度，就会相应地引起出水水质的改变。

十、水力剪切力

在污水处理的生物膜反应器中，生物膜一经形成，就发挥着去除污水中有机污染物和营养物质的作用，然而生物膜量不是一成不变的，这主要表现在生物膜脱落而造成生物膜量的减少。除了生物膜上微生物进行内源呼吸而使生物膜减少外，生物膜脱落的主要原因有：生物膜内部厌氧层发生厌氧分解产生CO2、H2S、CH4、 NH3等气体逸出时，减弱生物膜在载体表面的附着力；生物膜上线虫等后生动物蠕动会使生物膜松动。作用于生物膜上的水力剪切力对生物膜的冲刷作用也使生物膜脱落。尽管造成生物膜脱落的这些因素能在一定程度上起称更新生物膜的作用，但其对生物膜量的损失作用不容低估，特别是作用于生物膜上的水力剪切力直接决定了生物膜厚度和生物膜量，从而也影响了生物膜反应器的运行效果。
对于填充圆形滤料的生物滤池来说，如果载体颗粒较大，则水力剪切对生物膜的冲刷作用相对较小；如果载体颗粒较小，则水力剪切对生物膜的冲刷作用相对较小。但所有结果表明，水力剪切切作用对生物膜量的损失具有很大影响，水力剪切力是影响生物膜厚度及生物膜量的主要原因之一。

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