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城乡规划与污水治理研究
Research on Urban and Rural Planning and Sewage Treatment

生物膜降解污染物的过程主要分为 4 个阶段：（1）污染物质向生物膜表面扩散；
（2）污染物在生物膜内部扩散；（3）生物分泌的活性物质与污染物发生生物化
学反应；（4）代谢生成物排出生物膜。

世界上最早的生物膜处理设施（生物滤池）出现在 1893 年，由于其具有耗
时短，降解效率高，占地面积小等特点，在世界各地得到广泛的发展及应用。近
年来由于城市河流及湖泊频受污染，人们希望将用于废水处理生物膜法应用到自
然水体，因此新的生物膜技术得到发展。在国外较为常见的用于河流净化的生物

膜法有砾间接触氧化法，排水沟渠接触氧化法，生物活性炭填充柱净化法等等。
这些方法的原理即通过往河流或湖泊中投放自然或人工载体，使污水与生物膜的
接触面积增大数十倍或上百倍，由于填料巨大的比表面积，可附着大量的微生物，
因此对污染物的净化能力很强。而且，生态填料的特性对生物膜的挂膜速度、厚

度、微生物活性及处理效率有着重要的联系，也就是说，填料的性质是生物膜技
术的关键。
在 19 世纪 20 年代至 20 世纪 50 年代，用于处理污水的填料多为天然材料，
以碎石（花岗岩，安山岩等较硬岩石）、炉渣为主，此类填料的比表面积较小；

随着科技的进步及制造业的发展，在 20 世纪 60 年代，蜂窝状人造填料问世并
成功处理了受污染河水，但缺点是不易挂膜，比表面积小以及易堵塞等；从 20
世纪 90 年代开始，越来越多的新型填料被开发出来，在河湖治理中，通过模仿
植物净化污水的原理研发而成的生态草填料在生态修复领域得到长足的发展及

进步。
4. 生态草技术
生态草技术是一种新兴的生物膜载体净化技术，是由生物膜技术发展而来，
本质上是利用微生物的新陈代谢来分解污染物。生态草技术主要是将具有耐性高，

柔性好，对环境无污染的材料模仿天然水体中的水草设计而成的仿生水草投放到
受污染水体中，以人工投加菌群或土著菌群为种源，利用微生物在载体上的大量
繁殖来降低水体有机污染物浓度，是一种基于污染物自然降解原理的生物强化修
复技术，在一些发达国家如美国，日本均有工程应用且效果较好。

（1）细绳状生态填料的应用研究
细绳状生态填料在 20 世纪 90 年代诞生于日本，填料主体是由聚氯乙烯叉、
聚丙烯和维尼纶等人工合成材料制成的环状小丝体群，以细绳为中心，其丝条呈

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