生物膜法(Boi--membrane process)是一种广泛采用的好氧生物处理方法。使废水流过生长在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相间的物质交换，降解废水中的有机物的方法。它的发展过程最初是由污水灌溉和土地处理开始的，接着产生了过滤田，1893年英国发明了生物滤池，进一步的改进，产生了塔式生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等生物膜法。可以说生物膜法是污水灌溉和土地处理的人工强化。

    生物膜法的最大特点：

依靠固着生长的微生物来净化废水，所需氧气直接来自大气.----故亦称固着生长法(注意和活性污泥法的区别)

生物膜法的原理

 一、生物膜的形成与脱落

    形成：在生物膜净化废水的构筑物中，填充着数量相当的挂摸介质，废水均匀地淋洒在介质表面上，在充分供氧的条件下，接种的或原存在于废水中的微生物就在介质表面增殖。这些微生物不断吸附废水的有机物，迅速进行降解有机物的生命活动，逐渐介质表面形成一层充满微生物的粘膜－－生物膜。当生物膜形成后，滤池就可进入正常运行状态，相应的处理效率和出水水质亦可达到预期的要求。这种生物膜的形成过程如果温度适宜耗时约需一周时间。从洁净的无膜滤床到长满生物膜的滤床过程，叫驯化－挂膜阶段。

    脱落：由于生物膜不断与废水接触，生物膜中的微生物不断增加，生物膜增厚。生物膜的增厚将导致膜里层厌氧化，厌氧化的产物的积累使膜疏松，脱落；也由于膜的增厚使膜里层的微生物难于得到有机营养物，使里层微生物死亡，产生脱落；同时由于膜的增厚，重量增加，重力的作用，使膜脱落；另外水力的冲剧作用，也使膜引起脱落。

二、生物膜净化废水的机理

  生物膜净化废水的机理是很复杂的，它包括废水的紊流运动，氧的扩散和吸收，有机物的分解和微生物的新陈代谢等各过程，净化机理一般认为：是幅由于生物膜呈蓬松的絮状体结构，微孔多，表面积大，具有很强的吸附能力。生物膜中的微生物以吸附或沉积于膜上的有机物为营养物，将一部分物质转化为细胞物质，另一部分转化为排泄物，转化过程中放出能量，供生物繁殖生长的需要，增殖微生物脱落后进入废水沉淀池中被截留下来，成为污泥。

    在生物膜法中，废水中有机物的去除是依靠生物膜的正常运动，保持好氧层膜的生物活性，发挥生物氧化分解的正常功能来达到的。其中很重要的一点就是要保证充分的供氧，去满足好氧菌活动的需要。而且在高负荷运行的情况下，还应有充足的水量，防止滤床堵塞，以及控制好生物膜的厚度。从现有的生物膜法工艺的研究开发情况来看，人们从加强供氧、提高水力负荷及采用较高比表面积滤床这三方面着手，去发展较高负荷的生物滤池，达到高较净化废水的目的。

三、生物膜法的运行要素

    (1)废水水质

    进水水质控制COD<400mg/L(对普通生物滤池而言)

    SS大：设沉淀池          (主要是供氧问题)

    有毒有害物：进行预处理，设调节池，增大回流稀释

    营养物：BOD5∶N∶P=100∶5∶1            

    (2)温度

    温度＞45℃ 生物膜出现坏死脱落现象

    温度＜5℃  生化反应慢，要求有取暖设备。

    (3)滤床高度

    高度的增大，生物与废水的接触时间增大，处理率增大；

    高度的增加，滤池内外温差、高低空的温差增大，有良好的通风条件，氧供应充分。

    高度的增加，不同层次有不同的微生物，类似河流自净的生物递变现象。

    滤床高度与出水水质的关系(Eckenfelder公式)

        S_e=S₀e^-kH        或  Se=S₀e^-Kt

式中：S_e--底物剩余浓度

      S₀--底物起始浓度

      k、K--底物降解系数(与水质、滤料、滤率有关)

      H--由上往下的高度

      t--由上往下的接触时间

上式反映了，滤床高度的增加或接触时间的增大，出水水质变好，处理效率提高。但由于是指数关系，高度到一定值后，处理效率提高极微，因此从经济的角度，必须通过试验求其适宜高度。

    (4)负荷率

    负荷率有二种，一种是以水量为准的水力负荷率，另一种是以有机物为准的有机负荷率(活性污泥只有一种有机负荷率)。

    水力负荷率：(生物滤池需要定期脱膜和更新，因此应有一定的水量冲剧生物膜。)

    水力负荷的定义有二种，即单位面积滤床每日承担的废水量(m³废水/m²滤床日)，或者单位体积滤床每日承担的废水量(m³废水/m³滤床日)。

    有机负荷：(确保生物滤池中的生物有足够的有机营养物)

    有机负荷的定义也有二种，即单位体积滤床每日承担的进水有机物量(gBOD₅(进水)/m³(滤床)日)，或者单位体积滤床每日去除有机物的量(gBOD₅(去除)/m³(滤床)日)。

    各种生物滤池其负荷率范围都不相同，涉及各类生物滤池时讲述。

    (5)工艺流程

    最初出现的滤池是普通生物滤池，其流程为:

    进水──→初沉池→生物滤池→二沉池→出水

在生产实践中人们通过回流和滤池串联等形式，发展了多种工艺流程。常见的工艺流程有如下几种：                       

    滤池串联的主要作用：

    ①便于提高出水水质；

    ②进水浓度较高，单级滤池达不到要求时；

    ③避免单个生物滤池深度太深；

    ④提高耐冲击负荷的能力。

    利用污水处理厂的出水，或生物滤池的出水稀释进水的做法称回流。回流水量与进水水量之比称回流比。

    回流的主要作用：

    ①稀释进水，降低浓度，改善水质；

    ②当时水的质和量有波动时，调节和稳定水质；

    ③增大水力负荷，提高冲刷生物膜的能力；

    ④向生物膜连续接种，促进生物膜的生长；

    ⑤可以采用旋转布水器进行布水。

    (6)供氧

    来自大气，靠自然通风供氧，温差大小决定通风情况。

    池内温度低于大气温度时，气流向下流动；

池内温度高于大气温度时，气流向上流动。