生物滤料是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术，已有百余年的发展史。

1893年在英国试行将污水在粗滤料上喷洒进行净化的试验，取得良好的效果。1900年以后，这种工业得到公认，命名为生物过滤法，处理构筑物则称为生物滤池，开始用于污水处理实践，并迅速地在欧洲一些国家得到应用。

在19世纪末和20世纪初，Waring和Ditter等人就以碎石、炉渣为填料进行了生物接触氧化法的试验。其后德国的We Jgnad以烧结渣为填料发明了旋转生物接触氧化法进行了应用试验，得出BOD去除率最高为69%，低的只有28%，效果非常不理想。

到20世纪50年代以前，生产中采用的生物膜法处理构筑物仍是以碎石为填料。碎石比表面积小，占地面积极大，卫生状况也不好。由于早期生物填料存在的这种缺陷，使生物膜法处理废水的技术未能进一步推广应用，逐渐被活性污泥法所代替。20世纪50年代，在原民主德国有人按化学工业中的填料塔方式，建造了直径与高度比为（1:6）~（1:8），高度达8~24m的塔式生物滤池，通风畅行，净化功能良好。这种填料塔的 问世，使占地达的问题，进一步得到解决。

20世纪60年代初，由于新型合成填料的出现，给生物膜法的广泛应用带来了转机。许多新型生物膜反应器如塔式生物滤池、生物接触氧化池、流动床生物膜反应器、复合式生物反应器和生物流化床等先后问世，大大促进看各种填料的开发和应用，这充分体现了生物膜法在水处理工艺中的优势，促进了生物膜法在水处理中的应用。

之后随着塑料工业的发展，许多高效率塑料填料在接触氧化工艺中逐渐被开发利用，最典型的是由玻璃钢或塑料制成的波状板或蜂窝状硬性填料，其中以蜂窝填料最具代表性。该种填料由日本的小岛真男最先研制，并首先在受污染原水处理中应用。蜂窝填料具有材料耗费较小。孔隙率大等特点，在水处理行业得到广泛应用。但长期的污水处理使用过程中，蜂窝填料逐渐暴露出许多弊端：比表面积较小、生物膜量少；填料表面光滑，不易挂膜；水和汽在填料内横向不能流通，造成布气不均匀；易堵塞等。

20世纪80年代开始出现的由尼龙、涤纶、维纶、腈纶等化纤编结成束，并用中心绳连接成纤维束状的软性填料，克服了蜂窝填料的不足。组成填料的纤维丝具有很大的比表面积，相对容易挂膜；软性填料之间的空隙可以随水和气的流动而变化，避免了堵塞现象；物理化学性能稳定，加工运输方便，造价低。但软性填料在长时间使用后纤维束易于结块，不仅降低填料的实际使用面积，而且在结块去的中心易形成厌氧空间，影响处理效果。

真对软性填料的不足，北京纺织科学研究院开发研究了半软性填料。半软性填料的材质通常为变性聚乙烯、聚氯乙烯等耐酸、耐碱性能较好的有机塑料，它由填料单片、塑料套管和中心绳三部分组成。针刺状向外放射的圆形单片是半软性填料的主体，各单片一固定片距穿套在中心绳上。半软性填料优点较多：比表面积大（可达130m/m），为微生物的生长提供了充足的空间：孔隙率高（大于96%），流阻小；耐腐蚀、不易堵塞、便于安装。正常运行表明，相同条件下半软性填料比软性纤维填料可提高CODcr去除率达10%左右。此外，半软性填料还具有节能、降低运行费用等优点，目前应用较为广泛。

但是，由于半软性填料的表面积不如软性填料，又开发了将两者组合的填料，即中间为半软性填料，边缘为软性纤维丝的组合填料。经过30多年研究开发，目前用于污水处理的生物填料除半软性填料、组合填料外品种繁多，如立体弹性填料、悬浮式填料等。

综上所述，生物膜工艺的演变过程，实际上是一个填料特性不断完善的过程。从开始的砂石等天然填料发展到目前人工合成材料填料，人们不断完善了生物膜法废水处理技术，并使其优点进一步得到发挥。随着生物膜法应用范围的不断扩大，国内外水处理工作者不断研制、开发、生产和应用各种填料，为丰富填料类别、促进填料发展方面做了大量工作。估计我国每年需要消耗的填料已达（15~20）X104m³，随着我国经济的持续高速发展对环保事业的日益重视，各种新型填料在废水生物膜处理工艺中 必将发挥更加广泛的应用。

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