1.生物膜的形成

生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸，進行固、液相的物質交換，利用膜內微物將有機物氧化，使廢水獲得凈化，同時，生物膜內微生物不斷生長與繁殖。生物膜在載體上的生長過程為:當有機廢水或由活性污泥懸浮液培養面成的接種液流過載體時，水中的表面形成一層黏液狀的生物膜。 浮物及微生物被吸附于固相載體表面，其中的微生物利用有機物而生長繁殖，逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。

為了保持好氧生物膜的活性，除了提供廢水營養物外，還應創造一個良好的好氧條件，亦即向生物膜供氧。在非淹沒式生物膜法設備中常采用自然通風或強制自然通風供氧。氧透入生物膜的深度取決于它在膜中的擴散系數、固液界面處氧的濃度和膜內微生物的氧利用車。對料給定的廢水流量和濃度，好氧層的厚度是一定的。增大廢水濃度將減小好氧層的厚度、而增大廢水流量則將增大好氧屋的厚度。

2.生物膜結構及凈水機理

生物膜呈蓬松的絮狀結構，微孔多，表面積大，具有很強的吸附能力。由于生物膜的吸附作用，在膜的表面存在一個很薄的水層(附著水層)。廢水流過生物膜時，有機物經附著水層向膜內擴散、膜內微生物在氧的參加下對有機物進行分解和機體新陳代謝

代謝產物沿底物擴散相反的方向，從生物膜傳遞返回水相和空氣中。隨著廢水處理過程的發展、微生物不斷生長繁殖、生物膜厚度不斷增大，廢水底物及氧的傳遞阻力逐漸加大在膜表層仍能保持足夠的營養以及處于好氧狀態，在這里有機污染物經微生物好氧代謝而降解，終產物是H2O、CO:等。而在膜深處將會出現營養物或氧的不足，造成微生物內源代謝或出現厭氧層，在這里進行有機物的厭氧代謝，終產物為有機酸、乙酸、醛和HS。由于生物膜不斷增厚，超過一定厚度后，吸附的有機物在傳遞到生物膜內層的微生物以前已被代謝掉，此處的生物膜因與載體的附著力減小及水力沖刷作用而脫落。老化的生物膜脫落后，載體表面又可重新吸附、生長、增厚生物膜直至重新脫落，從吸附到脫落，完成一個生長周期。在正常運行情況下，整個反應器的生物膜各個部分總是交替脫落的，系統內活性生物膜數量相對穩定，膜厚2~3mm.凈化效果良好。過厚的生物膜并不能增大底物利用速度，卻可能造成堵塞，影響正常通風。因此，當廢水濃度較大時，生物膜增長過快，水流的沖劇力也應加大。如依靠原廢水不能保證其沖刷能力時，可以采用處理出水回流，以稀釋進水和加大水力魚荷，從而維持良好的生物膜活性和合適的膜厚度。

生物膜中微生物主要有細菌(包括氧氣、氧氣及兼氧細菌)、真菌、放線菌、原生動物(主要是纖毛蟲)和較高等的動物，其中藻類、較高等生物比活性污泥法多見，微生物沿水流方向在種屬和數目上具有一定的分布，在塔式生物濾池中，這種分層現象更為明顯，在填料上層以異養細菌和營養水平較低的鞭毛蟲或肉足蟲為主，在填料下層則可能出現世代期長的硝化菌和營養水平較高的固著型纖毛蟲。真菌在生物膜中普遍存在，在條件合適時，可能成為優勢種。

生物相的組成隨有機負荷、水力負荷、廢水成分、pH值、溫度、通風情況及其他影響因素的變化而變化。

二、生物膜法的影響因素

影響生物膜法處理效果的因素有很多，在各種影響因素中，主要有;進水底物的組分和濃度、營養物質、有機負荷及水力負荷、溶解氧、生物膜量、pH值、溫度和有毒物質等。在實際工程中，應控制影響生物膜法運行的主要因素，創造適于生物膜生長的環境，使生物膜法處理工藝達到令人滿意的效果。

1.有機負荷及水力負荷

負荷是影響生物膜法處理能力的首要因素，是集中反應生物膜法工作性能的參數、例知，生物濾池的負荷分為有機負荷和水力負荷兩種，前者通常以污水中有機物的量來計算，后者是以污水量來計算的負荷。