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【摘要】目前我国水资源极度匮乏，并且随着社会发展建设，城镇废水、工业废水的排放日益增加，如何高效利用有限的水资源成为了迫在眉睫的任务。随着生物医疗、分子生物学等生物科技的兴起，人们发现通过生物方法处理废水相比于传统方式不仅污染小，而且效率奇高，于是创造了生物膜预处理技术，在处理工业废水中有着非常广泛应用。
【关键词】生物膜；微生物；生物工程
1、生物膜预处理技术的机理
1.1处理流程
生物膜预处理系统的基本流程：废水首先流经初次沉淀池，然后进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经过好养生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。整个一个系统就是生物膜法的基本流程。
1.2生物膜结构
所示，生物膜的构造分为好氧层、厌氧层和兼性厌氧层三部分，加上附着在生物膜表面的附着水层，共同构成了生物膜的基本结构。所示，可以看出生物膜处理过程中污染物以及生成物的流动情况：有机污染物流经生物膜，经过一些复杂的处理过程后，生成物以水、含氮化合物等形式排出到大气。
1.3生物膜處理污染水的原理
1）微生物处理：污染水通过生物膜的顺序依次为细菌——原生动物——后生动物的食物链或者生态系统。具体的生物以细菌的菌胶团为主，而原生动物和后生动物主要为藻类、固着型纤毛虫以及游泳型纤毛虫，他们在污染水的净化和污染物的去除中起着至关重要的作用。
降解：污染水中的有机物主要是在好氧层进行，好氧层形成的NO3-、NO2-等氮类氧化物经过厌氧层发生了反硝化作用，生成无污染的N2自发进入大气，从而达到净化作用；而直接进入厌氧层和兼性厌氧层的污染物经过微生物分解后产生H2S，NH3等气体进入大气。
2）生物膜的更新迭代
由于经过水力的冲刷，生物膜表面不断地减少，同时生物膜中的微生物在污染物处理的过程中也在不断地自行繁殖生长。所以生物膜在不停地自行更新迭代，以此维持生物活性。
2、生物膜预处理技术的应用
2.1生物滤池
2.1.1基本原理
生物滤池，顾名思义，含有污染物的废水通过自上而下流经生物膜，在污染物流动过程中与生物膜中的微生物充分接触并发生反应。微生物通过吸收降解作用，污染物得以净化。
2.1.2结构与组成
生物滤池的基本构成为池体、滤料、布水装置、排水系统四部分。
2.1.3主要结构详细介绍
1）池体：主要由池壁和池底两部分组成，其中池壁分为有孔池壁和无孔池壁两部分，由于生物膜处理过程中以需氧为主，所以大部分池壁的结构以有孔为主，但是考虑到冬天的恶劣环境，无孔池壁也是必要的。
2）滤料：一般以实心物体为主，常见的有鹅卵石、炉渣等材料。滤料的分布要尽可能的保持均匀，为了提高滤料的孔隙率。滤料的粒径越小，比表面积就越大，污染物的处理能力也就会相对提高；但是如果粒径过小，孔隙率会大大降低，则滤料层易被污染物堵塞，不利于污染物的处理。
3）布水装置：布水装置的主要作用是通过分散作用，将废水均匀地喷洒在滤料上。从而将生物膜和废水充分接触，极大地提高了生物膜的处理效率。
4）排水系统：位于生物滤池的底部的排水系统，主要是收集并且排出处理后的废水，并且能够保证处理系统内部良好的通风效果。
2.2生物转盘
2.2.1原理
生物转盘的原理是利用转盘的转动，使附着在转盘上的微生物在水和空气来回循环。在水中的过程中微生物通过氧化作用分解水中的有机物，而在空气中的过程中微生物获取空气中的氧气，用于氧化作用。通过不断循环达到净水目的。
2.2.2主要结构详细介绍
1）盘片：作为生物膜主要载体的盘片，是生物转盘最重要的组成部分。盘片之间会保持一定的间距，一方面保证良好的通风条件以保证微生物有氧呼吸的正常进行，另一方面保证转盘不会因为生物膜的增长而造成堵塞。
2）氧化槽：由于生物膜处理过程中需要有氧环境，所以处理装置必须与外界相关联，而氧化槽恰好起到了这个至关重要的作用。通过独特的结构设置，保证生物膜良好的处理环境。
3、生物膜预处理技术的展望
生物膜处理技术从诞生以来，一直是学术界引以为傲的污染物处理方法。但是随着时代的进步以及科技的发展，很多高科技技术不断地更新迭代，但是生物膜处理技术作为一个生物法处理污染物的技术，其自然的和谐性原理决定着其环境的友好性，这也是其他物理和化学方法不可替代的。
所以开发出一代新的生物处理技术对目前社会的发展会有极大的意义。如今严重的污染渠道包括水污染、大气污染、土壤污染等等，都严重威胁着人类的健康和生态的平衡。生物膜处理显得有极大的发挥空间。如：生物膜防霾口罩、生物膜空气净化器、生物膜灰尘吸收器等等，身为新一代创新人才，我们有权利也有义务去思考如何改善我们的生存环境以及合理利用自然资源。
目前生物膜处理技术应用于废水处理的情况居多，但是我相信，经过科技的进步，生物膜处理技术在未来的市场中一定会有极其广阔的前景。
参考文献：
[1]朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育，2000（1）：1.
[2]杨南如.机械力化学过程及效应（I）――机械力化学效应[J].建筑材料学报，2000，3（1）：19-26.
[3]陈惜明，彭宏.化学工程技术的几个热点与发展趋势[J].安徽化工，2006，01：3-6.
[4]叶庆国，周传光.生物工程技术的发展动向及对策[J].山东化工，2000，01：21-25.
【关键词】生物膜；微生物；生物工程
1、生物膜预处理技术的机理
1.1处理流程
生物膜预处理系统的基本流程：废水首先流经初次沉淀池，然后进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经过好养生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。整个一个系统就是生物膜法的基本流程。
1.2生物膜结构
所示，生物膜的构造分为好氧层、厌氧层和兼性厌氧层三部分，加上附着在生物膜表面的附着水层，共同构成了生物膜的基本结构。所示，可以看出生物膜处理过程中污染物以及生成物的流动情况：有机污染物流经生物膜，经过一些复杂的处理过程后，生成物以水、含氮化合物等形式排出到大气。
1.3生物膜處理污染水的原理
1）微生物处理：污染水通过生物膜的顺序依次为细菌——原生动物——后生动物的食物链或者生态系统。具体的生物以细菌的菌胶团为主，而原生动物和后生动物主要为藻类、固着型纤毛虫以及游泳型纤毛虫，他们在污染水的净化和污染物的去除中起着至关重要的作用。
降解：污染水中的有机物主要是在好氧层进行，好氧层形成的NO3-、NO2-等氮类氧化物经过厌氧层发生了反硝化作用，生成无污染的N2自发进入大气，从而达到净化作用；而直接进入厌氧层和兼性厌氧层的污染物经过微生物分解后产生H2S，NH3等气体进入大气。
2）生物膜的更新迭代
由于经过水力的冲刷，生物膜表面不断地减少，同时生物膜中的微生物在污染物处理的过程中也在不断地自行繁殖生长。所以生物膜在不停地自行更新迭代，以此维持生物活性。
2、生物膜预处理技术的应用
2.1生物滤池
2.1.1基本原理
生物滤池，顾名思义，含有污染物的废水通过自上而下流经生物膜，在污染物流动过程中与生物膜中的微生物充分接触并发生反应。微生物通过吸收降解作用，污染物得以净化。
2.1.2结构与组成
生物滤池的基本构成为池体、滤料、布水装置、排水系统四部分。
2.1.3主要结构详细介绍
1）池体：主要由池壁和池底两部分组成，其中池壁分为有孔池壁和无孔池壁两部分，由于生物膜处理过程中以需氧为主，所以大部分池壁的结构以有孔为主，但是考虑到冬天的恶劣环境，无孔池壁也是必要的。
2）滤料：一般以实心物体为主，常见的有鹅卵石、炉渣等材料。滤料的分布要尽可能的保持均匀，为了提高滤料的孔隙率。滤料的粒径越小，比表面积就越大，污染物的处理能力也就会相对提高；但是如果粒径过小，孔隙率会大大降低，则滤料层易被污染物堵塞，不利于污染物的处理。
3）布水装置：布水装置的主要作用是通过分散作用，将废水均匀地喷洒在滤料上。从而将生物膜和废水充分接触，极大地提高了生物膜的处理效率。
4）排水系统：位于生物滤池的底部的排水系统，主要是收集并且排出处理后的废水，并且能够保证处理系统内部良好的通风效果。
2.2生物转盘
2.2.1原理
生物转盘的原理是利用转盘的转动，使附着在转盘上的微生物在水和空气来回循环。在水中的过程中微生物通过氧化作用分解水中的有机物，而在空气中的过程中微生物获取空气中的氧气，用于氧化作用。通过不断循环达到净水目的。
2.2.2主要结构详细介绍
1）盘片：作为生物膜主要载体的盘片，是生物转盘最重要的组成部分。盘片之间会保持一定的间距，一方面保证良好的通风条件以保证微生物有氧呼吸的正常进行，另一方面保证转盘不会因为生物膜的增长而造成堵塞。
2）氧化槽：由于生物膜处理过程中需要有氧环境，所以处理装置必须与外界相关联，而氧化槽恰好起到了这个至关重要的作用。通过独特的结构设置，保证生物膜良好的处理环境。
3、生物膜预处理技术的展望
生物膜处理技术从诞生以来，一直是学术界引以为傲的污染物处理方法。但是随着时代的进步以及科技的发展，很多高科技技术不断地更新迭代，但是生物膜处理技术作为一个生物法处理污染物的技术，其自然的和谐性原理决定着其环境的友好性，这也是其他物理和化学方法不可替代的。
所以开发出一代新的生物处理技术对目前社会的发展会有极大的意义。如今严重的污染渠道包括水污染、大气污染、土壤污染等等，都严重威胁着人类的健康和生态的平衡。生物膜处理显得有极大的发挥空间。如：生物膜防霾口罩、生物膜空气净化器、生物膜灰尘吸收器等等，身为新一代创新人才，我们有权利也有义务去思考如何改善我们的生存环境以及合理利用自然资源。
目前生物膜处理技术应用于废水处理的情况居多，但是我相信，经过科技的进步，生物膜处理技术在未来的市场中一定会有极其广阔的前景。
参考文献：
[1]朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育，2000（1）：1.
[2]杨南如.机械力化学过程及效应（I）――机械力化学效应[J].建筑材料学报，2000，3（1）：19-26.
[3]陈惜明，彭宏.化学工程技术的几个热点与发展趋势[J].安徽化工，2006，01：3-6.
[4]叶庆国，周传光.生物工程技术的发展动向及对策[J].山东化工，2000，01：21-25.