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污水處理模塊技術中應用廣泛、實用的生物處理技術有兩類:一類稱為活性污泥法，另一類稱為生物膜法。
活性污泥法是通過懸浮生物群的生化代謝進行好氧廢水處理的一種形式 微生物在生長和繁殖過程中可以形成大表面積的膠體，能夠絮凝和吸附廢水中大量懸浮的膠體或溶解的污染物，將這些物質吸收到細胞中，并在氧氣的參與下完全氧化這些物質釋放能量、CO2和H2O。 活性污泥法的污泥濃度一般為4克/升
在生物膜過程中，微生物附著在填料表面形成膠體連接生物膜 生物膜通常是具有許多微孔和大表面積的蓬松絮狀結構，具有很強的吸附作用，有利于微生物進一步分解和利用這些吸附的有機物。 在處理過程中，水流和空氣的攪動使生物膜表面不斷與水接觸，廢水中的有機污染物和溶解氧被生物膜吸附，生物膜上的微生物不斷分解這些有機物，在氧化和分解有機物的同時，生物膜本身也不斷代謝，老化的生物膜脫落并被處理后的出水帶出生物處理設施，與沉淀池中的水分離 生物膜法污泥濃度一般為6-8g/L
為了提高污泥濃度，從而提高處理效率，活性污泥法可以與生物膜法相結合，即在活性污泥池中添加填料。這種同時具有生物膜形成微生物和懸浮微生物的生物反應器被稱為復合生物反應器，其具有非常高的污泥濃度，通常約為14g/L
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