目前大型污水處理廠主要采用的活性污泥法，只能提供一個“大統間”給微生物，沒有多樣性的空間條件，生物多樣性當然不夠，容易出現污泥膨脹等不耐沖擊負荷的現象!對氮磷的去除常有力不從心。提標、升級、擴容也必須大興土木，費錢!費時!而現行生物膜法采用的填料，大多不具備微生物喜好環境的認定標準;例如：彈性填料的纖維太粗(對細菌來說)，掛膜不易;孔徑單一，不具備生物多樣性。組合填填料有掛膜快的優點;但是容易結團、比表面積自然縮小，脫模、換膜不易，生物多樣性也不足。只有善待微生物才能更好的利用微生物。他引用生物學獎得主、生態學家E. O. Wilson提出的生態學的多樣性理論認為：物種數越高，則系統的能量利用效率越高，對外來干擾的恢復能力也越高。即生物多樣性越好，耐沖擊負荷能力就越強!
生物繩是在軟性填料和半軟性填料的基礎上發展而成的，組合填料兼有兩者的優點。其結構是將塑料圓片壓扣改成雙圈大塑料環，將醛化纖維或滌綸絲壓在環的環圈上，使纖維束均勻分布；內圈是雪花狀塑料枝條，既能掛膜，又能有效切割氣泡，提高氧的轉移速率和利用率。使水氣生物膜得到充分交換，使水中的有機物得到高效處理。生物厭氧池填料用于污水、廢水處理工程，配套于接觸氧化塔、氧化池氧化槽等設備，是一種生物接觸氧化法和厭氧發酵法處理廢水的生物載體。
生物繩具有諸多的特點：利于細胞分離；反應器中可達到較高的細胞濃度；通過優化載體體積特征，可以達到微生物大活性；提供了在同一反應器中同時固定不同種微生物的可能性；處理效率高，耐沖擊負荷，體積小，便于運行管理，困擾活性污泥法的污泥膨脹問題得以消除，可以維持較高的污泥齡，具有較高的微生物量，水力停留時間短等優點。由于微生物被固定在載體上，硝化菌等增殖速度慢的微生物也可能生長繁殖。生物膜的生物相是相當豐富的，形成了由細菌、真菌等一系列微生物群體所組成的較為穩定的生態體系。
生物膜法污水處理系統關鍵構成是生物體的載體—填料。生物填料的發展從過去的天然砂石到目前的高分子有機材料。目前常用的有機合成填料主要有：軟性填料、半軟性填料、彈性填料、蜂窩狀填料。由于上述有些填料存在掛膜量少、使用壽命短，有機物的處理效率低等缺點。嚴重的制約了生物填料在水處理工程中的應用。因此開發新型填料，考察其在水處理中的應用前景是當前生物膜應用研究的熱點問題。
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