一、生物膜法的作用機理

1. 微生物吸附作用

生物膜法處理污染物的核心是微生物的吸附作用。在生物膜法中，微生物通過吸附作用將廢水中的污染物捕捉并固定在生物膜表面。

這一過程包括物理吸附、化學吸附和生物吸附三種方式。

物理吸附是指微生物通過靜電作用、疏水作用等物理力量與污染物結合；

化學吸附是指微生物通過共價鍵、配位鍵等化學鍵與污染物結合；

生物吸附是指微生物利用其細胞壁、細胞膜等結構將污染物捕獲。

2. 微生物代謝作用

微生物在生物膜中通過代謝作用將吸附的污染物轉化為無害物質。代謝過程包括好氧代謝和厭氧代謝。

好氧代謝需要充足的溶解氧，微生物通過氧化還原反應將有機污染物轉化為二氧化碳和水；

厭氧代謝在缺氧條件下進行，微生物通過還原反應將有機污染物轉化為甲烷、硫化氫等氣體。

3. 生物膜的生長與脫落

生物膜的生長和脫落是生物膜法處理污染物的動態過程。在生物膜形成初期，微生物通過吸附作用在載體表面形成一層薄的生物膜。

隨著微生物的繁殖和生長，生物膜逐漸增厚。當生物膜達到一定厚度時，內部微生物由于缺氧和營養物質不足而死亡，生物膜開始脫落。脫落的生物膜隨著廢水流出處理系統，從而實現了污染物的去除。

二、生物膜法的處理過程

1. 生物膜的形成

在生物膜法處理過程中，首先需要在載體表面形成生物膜。這個過程通常需要以下幾個步驟：

（1）載體預處理：為了提高微生物的附著，需要對載體進行預處理，如表面改性、粗糙化等。

（2）微生物接種：將富含微生物的廢水或污泥引入系統中，使微生物在載體表面繁殖和生長。

（3）生物膜形成：在適宜的環境條件下，微生物通過吸附和生長在載體表面形成生物膜。

2. 生物膜的生長與穩定

生物膜的形成后，需要經過一段時間的生長穩定期。在這個過程中，微生物不斷繁殖和生長，生物膜的厚度逐漸增加。同時，生物膜中的微生物種類和數量也不斷變化，逐漸形成一個穩定的生態系統。

3. 生物膜的處理效果

生物膜法處理污染物的效果主要取決于以下幾個因素：

（1）載體性質：載體的比表面積、孔隙率、表面性質等直接影響微生物的附著和生物膜的形成。

（2）微生物種類和數量：不同種類的微生物對污染物的降解能力不同，微生物的數量也直接影響處理效果。

（3）環境條件：溶解氧、溫度、pH值等環境條件對微生物的生長和代謝有重要影響。

（4）水力條件：水力條件對生物膜的生長和脫落有直接影響，如水力停留時間、水流速度等。