在19世紀末， 就開(kāi)始有人研究利用生物化學(xué)法處理廢水。2O世紀初， 德國人韋加德(Weigand)發(fā)現，讓微生物有一個(gè)固著(zhù)場(chǎng)所形成生物膜后，可以提高廢水生化處理效果。他提出了一種用旋轉的生物接觸器處理廢水的生物膜法， 這是世界上最早出現的生物膜法形式。
生物膜法的核心是填料技術(shù) 近百年以來(lái)， 填料技術(shù)經(jīng)歷了盤(pán) 板 砂 石 蜂窩， 硬料 海棉、軟絲等多種形式。廢水處理工作者發(fā)現j生物膜法不僅效率高而且產(chǎn)生泥量較少， 因此對填料技術(shù)予以高度重視。近年來(lái)，國內外競相采用O／A流程，研究少污泥甚至無(wú)污泥排出的工藝，更加推動(dòng)了填料技術(shù)的研究和發(fā)展。
1、填料的功能
在廢水生化處理中，對有機污染物進(jìn)行分解的主要功能者是細菌在細菌的最外表有一粘層，使細菌具有結臺附著(zhù)能。廢水處理裝置中采用填料以后，使微生物有了一個(gè)附著(zhù)場(chǎng)所， 細菌在填料表面的附著(zhù)和相互結合， 就形成了生物膜。
活性污泥法中，細菌以結合成菌膠團的形式存在并始終處于一種動(dòng)態(tài)狀況， 對有機污染物的吸收分解是以形成更多的微生物為主。 廢水就相當于是微生物的一種培養基，在充氧和水流運動(dòng)的作用下，微生物培養繁殖的數量越來(lái)越多，需要用剩余污泥的形式排出。
細菌在填料上附著(zhù)形成生物膜，其功能形式就不同于活性污泥法。生物膜法中，細菌附著(zhù)在填料上穩定生存，廢水中的污染物是被微生物吸收分解的對象，微生物以充分發(fā)揮分解功能為主，把有機污染物分解為不可生他物或者CI-I M c 等，新生繁殖的數量只與老化脫落的生物膜相平衡。因此，填料不僅使微生物有了一個(gè)固定附著(zhù)的場(chǎng)所，還使細菌的分解功能得到加強，新生繁殖的數量減少。
2、孔隙可變性
從微觀(guān)上看，填料微單元與微單元之一間，應處于一種相對運動(dòng)—— 孔隙可變狀’態(tài)。細菌在填料上附著(zhù)后，如果是絕對靜止，則對有機污染物的接觸氧化作用、吸收分解作用和自身的新陳代謝作用都會(huì )減弱。如果暑處于一種有一定局限的相對運動(dòng)，根據運動(dòng)加強作用的原理， 能夠使填料的諸功能作用都得到加強。
硬填料中，除以砂和細石為填料的流化床有填料微單元的孔隙可變性以外，其它都不可能存在。轉盤(pán)形式也只是使膜整體運動(dòng)而不存在孔隙可變性。
“軟”是 變” 的基礎，軟性填料就存在孔隙可變的潛在優(yōu)勢。這種優(yōu)勢發(fā)揮是否良好，關(guān)鍵取決于填料微單元—— 軟絲是否能產(chǎn)生良好的運動(dòng)性，這就與坎性填料的加工和固定方法有關(guān)。填料微單元有運動(dòng)， 孔隙可變就行。運動(dòng)程度和可變幅度應該是略小和微動(dòng)， 運動(dòng)太強烈和孔隙可變幅度太大， 則會(huì )適得其反破壞生物膜的穩定性。以細石為填料的流化床， 微單元運動(dòng)強烈，孔隙可變幅度太大，生物膜穩定性就差。
填料微單元之間有一定相對運動(dòng)，不但孔隙可變性良好，還可以避免填料結死形成發(fā)揮不了生物膜功能的封閉死區。
