一、厭氧生物膜的形成及其作用

當(dāng)一種載體(填料成濾料)浸沒于有機(jī)污水中，在污水流動的前提下，其載體表面就會附著生長一些微生物，微生物不斷繁殖而會在載體表面終形成一層薄膜狀的微生物群體，稱為微生物膜。微生物膜的生長必須要有供其新陳代謝的營養(yǎng)物質(zhì)，這些營養(yǎng)物質(zhì)主要來源于污水中的有機(jī)物。同時(shí)構(gòu)成微生物膜的微生物群體在新陳代謝中有的是需要呼吸氧氣而生存的，稱之為好氧微生物膜；有的是不需要氧氣而生存的，稱之為厭氧微生物膜。
關(guān)于微生物附著于載體表面的機(jī)理比較復(fù)雜，有人認(rèn)為微生物在載體表面附著的原因主要是靜電斥力和范德華力的綜合效應(yīng)，以及微生物胞外聚合物的作用；也有人利用界面自由能系統(tǒng)理論定性地解釋附著機(jī)理，認(rèn)為微生物細(xì)胞與載體表面的接觸降低了系統(tǒng)的總自由能。
徽生物膜可在塑料、金屬、陶瓷和其他情性材料的表面形成，并不斷生長、脫落、再生和更新。微生物膜的脫落是由于微生物的老化或環(huán)境條件發(fā)生變化，使得微生物在載體表面的附著力變小，并在水力的剪切作用下而脫落。微生物脫落后裸露的載體表面可重新形成微生物膜
同好氧微生物膜一樣，厭氧微生物膜對污水中的有機(jī)物起到吸附降解的作用，其降解有機(jī)污染物的過程主要包括有機(jī)物的傳質(zhì)、有機(jī)物的厭氧降解和產(chǎn)物的傳質(zhì)三個(gè)過程。其降解有機(jī)物的過程見圖1-8。

二、厭氧生物膜法和厭氧生物濾池的特點(diǎn)

在厭氧生物濾池內(nèi)都填充著足以提供厭氧微生物附著生長的載體。這些載體的比表面積很大。使得附著生長的厭氧微生物膜的表面積也很大。足夠大的表面積不僅提高了單位容積反應(yīng)器內(nèi)的微生物數(shù)量，而且也為提高反應(yīng)器的處理效率創(chuàng)造了良好的條件。同時(shí)，由于具有較大的比表面積，因而也增大了傳質(zhì)面積，使傳質(zhì)過程得以加強(qiáng)，在負(fù)荷相同的條件下，厭氧生物濾池一般較其他厭氧處理法的有機(jī)物去除率高得多。厭氧生物濾池收集利用沼氣
由于厭氧生物濾池中的厭氧微生物是以膜狀附著于載體表面存在，不易隨水流失，所以對于增殖速度較慢的厭氧微生物特別有利。厭氧微生物膜的泥齡長，一般其生物固體停留時(shí)間(SRT)在20d以上，有的高達(dá)100 --200d。厭氧微生物膜中的微生物大多被截留在濃稠的胞外多聚物殘留物中，微生物膜的結(jié)構(gòu)具有保護(hù)微生物、抵抗外部環(huán)境干擾的作用，因此厭氧微生物膜可以承受相對較高的毒物沖擊負(fù)荷及相對較大的溫度變化，工藝穩(wěn)定性較好，不但能處理高濃度有機(jī)廢水，而且可以在常溫下處理大量的低濃度有機(jī)廢水或污水。雖然厭氧微生物膜的泥齡很長，但一般不需要設(shè)置專門的生物滯留裝理，產(chǎn)生的沼氣易于氣液分離，無需設(shè)置專門的氣體分離裝置。
厭氧生物濾池具有以下特點(diǎn)：①由于厭氧微生物在厭氧生物濾池中以附著于載體表面形成生物膜和截留在濾料空隙間的形態(tài)存在，可以積累大量的厭氧活性生物體。以保持較高的微生物濃度。因此對有機(jī)物的去除率較高；②由于厭氧生物濾池有較長的固體停留時(shí)間，因此生成的剩余污泥量少，同時(shí)不需要?dú)?、水、泥三相分離設(shè)施，且出水SS較低；③厭氧生物濾池承受沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，適用的廢水有機(jī)物濃度范圍寬，同時(shí)無需攪拌和回流措施，運(yùn)行能耗低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行管理簡便；④存在的主要問題是進(jìn)水分配不易均勻，濾料易堵塞。
采用厭氧微生物膜處理污水的裝置除了厭氧生物濾池外，還包括厭氧生物轉(zhuǎn)盤、厭氧附著膜彭脹床、厭氧流化床等。厭氧生物濾池收集利用沼氣