一、生物膜法
廢水的生物膜處理過程是用人為，優(yōu)化微生物菌群、原生及后生動物等微信動物在載體上附著生長的條件，形成生物膜，通過同廢水中的底物不斷接觸，借吸附、傳質(zhì)、生物代謝等活動對廢水進行凈化。生物膜法主要用于去除廢水中溶解性有機污染物，對水質(zhì)、水量變化的適應性較強，運行管理方便，是工業(yè)廢水處理中被廣泛采用的生物處理方法之一
生物膜法處理過程具有如下特征
（１）對環(huán)境條件適應能力強  生物膜中的微生態(tài)結(jié)構(gòu)完善，微生物生存環(huán)境穩(wěn)定，故生物膜反應器對廢水的水質(zhì)、水量的沖擊負荷耐受能力較強。生物膜對環(huán)境的強適應能力還表現(xiàn)為對低水溫和低濃度廢水的適應性，適于在寒冷地區(qū)應用和廢水的深度處理。
（２）污泥沉降性好  由生物膜上脫落下來的衰老生物膜所含的生物成分較多，密度較大，而且污泥顆粒個體較大，沉降性能良好，易于固液分離。
（３）處理效能穩(wěn)定  生物膜中微生態(tài)結(jié)構(gòu)豐富，微生物量大、活性較強，能提供多種污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化和降解途徑，處理效能穩(wěn)定。
（４）易于維護和管理  由于生物膜反應器不需要污泥回流，微生物附著生長，即使絲狀菌大量生長，也不會導致污泥膨脹，易于維護和管理。
（一）生物接觸氫化法
１、生物接觸氧化池的構(gòu)造
生物接觸氧化法較為廣泛地應用在中小型工業(yè)廢水處理中，已形成較為定型的生物接觸氧化池。
典型的生物接觸氧化池由填料層、進出水裝置、布氣裝置和排泥裝置組成。生物填料是生物接觸氧化池的關(guān)鍵組成部分。要求填料的比表面積大、空隙率大、水力阻力小、強度大、化學和生物穩(wěn)定性好、能經(jīng)久耐用、價格低廉。至今生物接觸氧化填料已從最初采用塑料硬性填料、軟性纖維填料發(fā)展為組合填料、彈性立體填料和懸浮填料等
2、工藝設計參數(shù)
生物接觸氧化池工藝設計主要內(nèi)容是確定池子的有效容積和尺寸、填料體積、供氣量和空氣管道系統(tǒng)計算等。目前一般是根據(jù)容積有機負荷率計算池子容積。對于工業(yè)廢水，最好通過試驗確定有機負荷率，也可審慎地采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)。
生物接觸氧化池的填料有效高度一般為３m左右，由此可按池子容積確定池體表面積及尺寸。
（二） 曝氣生物濾池
新一代的曝氣生物濾池是近１０余年來開發(fā)的一種廢水生物處理技術(shù)。它是集生物降解、固液分離于一體的污水處理設施。
曝氣生物濾池底部設承托層，其上部則是濾池的填料層。在承托層設置曝氣用的空氣管及空氣擴散裝置，處理水集水管兼作反沖洗水管也設置在承托層內(nèi)。廢水從池上部進入池體，并通過由填料組成的濾層，在填料表面由微生物棲息形成生物膜。在廢水流過濾層的同時，由池下部通過空氣管向濾層進行曝氣，空氣從填料的間隙上升，與下向流的廢水相向接觸，空氣中的氧轉(zhuǎn)移到廢水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和豐富的有機物。在微生物的新陳代謝作用下，有機污染物被降解，廢水得到處理。廢水中的懸浮物及由于生物膜脫落形成的生物污泥，被填料所截留。當濾層內(nèi)的截污量達到某種程度時，對濾層進行反沖洗，反沖水通過反沖水排放管排出。
曝氣生物濾池的工藝設計內(nèi)容是確定濾床總體積、面積和高度。通常，負荷率是影響處理效率的主要因素?？梢园簇摵陕蔬M行設計計算，或經(jīng)過試驗后用經(jīng)驗公式計算。生物濾池的負荷率包括有機負荷［kgBOD5／（m３·d）］、水力負荷［m３／（m３·d））和表面水力負荷［m３／（m２·d）］等。
工業(yè)廢水處理中經(jīng)常采用有機負荷計算濾床總體積。在計算時，應注意采用的有機負荷應與設計處理效率相應。如沒有同類型工業(yè)廢水處理可以借鑒，則應經(jīng)過試驗確定其設計負荷率。試驗性生物濾池的濾料和濾床高度應與實際工程相一致。影響曝氣生物濾池處理效率的因素很多，除負荷率之外，還有廢水濃度、溫度、濾料特性和濾床高度。對于有回流的濾池，則還有回流比。
二、膜生物反應器（MBR）
膜生物反應器（ Membrane biological reactor，MBR）是將膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新型高效廢水處理技術(shù)。膜的作用是替代二沉池，將生物體截留在生物反應器中，使反應器保持高濃度的生物體（MLSS＞１００００mg／L）。使用的膜通常為微濾膜或超濾膜，膜的類型有管式、中空纖維和平板式，其孔隙尺寸為０．１～０．３чm。對于為從廢水中去除污染物而需要較長的固體停留時間的情況，膜生物反應器（MBR）是可取的生物處理工藝。 
同常規(guī)工藝相比，MBR具有以下特點。
（1）處理效率高。MBR工藝不僅能高效地進行固液分離，而且能有效地去除病原微生物。
（2）富集的生物濃度高。生物反應器內(nèi)可以富集高微生物濃度，MLSS高于常規(guī)處理工藝。
（3）提高大分子有機物的降解率。高濃度活性污泥的吸附與長時間的接觸，使分解緩慢的大分子有機物的停留時間變長，降解率提高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。（４）即使污泥膨脹亦不影響出水水質(zhì)。由于過濾分離機理，即使出現(xiàn)污泥膨脹，依靠膜的過濾截留作用，也不影響出水水質(zhì)。
（５）剩余污泥量少。MBR工藝實現(xiàn)了SRT和HRT的分離，SRT很長，污泥濃度高，生物反應器起到了污泥好氧消化池的作用，剩余污泥量少。
（６）實現(xiàn)自動控制。MBR工藝結(jié)構(gòu)緊湊，易于實現(xiàn)一體化自動控制。    （７）操作靈活。MBR膜組件化設計，能夠使工藝操作具有較大的靈活性和適應性。
MBR存在的主要缺點是：膜的一次投資高；運行中存在膜污染，需要對膜進行定期清洗；膜污染造成的堵塞會影響膜的使用壽命
（一）一體式膜生物反應器
一體式膜生物反應器，這種膜生物反應器是將膜組件放置在生物反應器內(nèi)部，曝氣器設置于膜組件的正下方。曝氣裝置的功能一是供氧，二是在空氣攪動的作用下，使膜表面產(chǎn)生紊流，膠體顆粒被迫離開膜表面，減緩膜的堵塞。
一體式膜生物反應器的特點如下。
（1）結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。
（２）工作壓力小，動力消耗小。一體式膜生物反應器每立方米出水的動力消耗為０．２－０．４kW·h，約是分置式的１／１０，運行費用較低。
（３）過膜壓力小，且水流沿著纖維長度方向基本分布均勻，堵塞率相對較低。
（４）出水不連續(xù)，膜表面流速小，易污染，且清洗較麻煩。
（５）反應器的膜通量低于分置式
防止一體式膜反應器的膜污染措施有多種，例如在膜組件下方進行高強度的曝氣，借空氣和水流的攪動延緩膜污染。在反應器內(nèi)設置中空軸，通過其旋轉(zhuǎn)隨之帶動軸上的膜轉(zhuǎn)動，在膜表面形成交叉流，減少膜污。
（二）分置式膜生物反應器
分置式膜生物反應器的工藝流程如圖２－１８所示。分置式膜生物反應器是指膜組件與生物反應器分開設置，在反應器中設有循環(huán)管路，采用加壓泵從生物反應器抽水，壓入膜組件中，膜的濾過水排出系統(tǒng)，濃縮液回流至生物反應器
分置式膜生物反應器的特點如下。
（１）組裝靈活，各種不同種類的生物反應器與膜組件可以相互組合，形成多種形式的分置式膜生物反應器
（２）便于膜組件的安裝、清洗、維護、更換及增設等。          
（３）易于大型化，可以建成大規(guī)模的工業(yè)化系統(tǒng)，不受生物反應器的限制。
（４）膜組件在有壓條件下工作，膜通量較大，而且泵的工作壓力可在膜組件的承受壓力范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，從而可最大限度地增大透水率。
（５）易于對現(xiàn)有的生物處理工藝進行改造。
分置式膜生物反應器是在較高的交叉流速率、過膜壓力和水通量的條件下操作的，并且需回流污泥，因此動力消耗大，系統(tǒng)運行費用高。一般每立方米出水的能耗為２～１０kW·h。