Biofilm: En kompleks rolle i vandbehandling

Biofilmdannelsesproces

Dannelsen af ​​biofilm er en kompleks proces, som generelt kan opdeles i følgende faser:

Initial adhæsion: Mikroorganismer adsorberes reversibelt til faste overflader gennem deres overfladevedhæftninger (såsom flageller, pili, kapsler osv.).
Irreversibel vedhæftning: Mikroorganismer udskiller ekstracellulære polymerer (EPS) for at binde sig fast på overfladen og danne mikrokolonier.
Modning: Mikrokolonier fortsætter med at vokse til at danne en tredimensionel biofilm med vandkanaler dannet indeni for at sikre udvekslingen af ​​næringsstoffer og metabolitter.
Dispersion: Under ugunstige miljøforhold bryder nogle mikroorganismer væk fra biofilmen og kommer ind i et nyt miljø.

Den positive rolle af biofilm i vandbehandling

Kerneteknologien for spildevandsrensning: Biofilmmetoden er en af ​​de meget anvendte teknologier inden for spildevandsrensning. Ved at dyrke biofilm på en specifik bærer kan mikroorganismerne i den effektivt nedbryde organisk stof, ammoniak-nitrogen og andre forurenende stoffer i spildevand og derved opnå formålet med at rense vandkvaliteten. Almindelige biofilmmetoder omfatter biofilter, bioroterende skive, moving bed biofilm reactor (MBBR) osv.
Slambehandling: Biofilmteknologi kan anvendes til stabilisering og reduktion af slam. Ved at dyrke specifikke mikroorganismer i slam kan nedbrydningen af ​​organisk stof accelereres, og mængden af ​​produceret slam kan reduceres.
Vandrensning: Biofilm kan effektivt fjerne tungmetaller, organiske forurenende stoffer, patogener osv. fra vand.
Næringsstofkredsløb: Mikroorganismer i biofilm deltager i næringsstofkredsløbet i vandområder og opretholder vandområdernes økologiske balance.

Negative effekter af biofilm i vandbehandling

Biologisk begroning: Biofilm vokser på overfladen af ​​rør og udstyr, hvilket vil forårsage rørblokering, reducere udstyrets effektivitet og endda forårsage systemfejl.
Sekundær forurening: Væksten af ​​biofilm kan føre til forædling af patogener og øge risikoen for sekundær forurening af vandområder.
Indvirkning på vandkvaliteten: Overdreven vækst af biofilm kan frigive lugtende stoffer og påvirke vandkvaliteten.

Sådan kontrolleres påvirkningen af ​​biofilm i vandbehandling

Optimer procesparametre: Styr væksthastigheden af ​​biofilm ved at justere procesparametre såsom beluftningsvolumen og hydraulisk retentionstid.
Vælg egnede fyldstoffer: Vælg fyldstoffer med stort overfladeareal og højt specifikt overfladeareal, som er befordrende for vækst og udskillelse af biofilm.
Regelmæssig rengøring: Rengør udstyret regelmæssigt for at fjerne biofilm og forhindre tilstopning af rør.
Tilføj bio-inhibitorer: I nogle tilfælde kan bio-inhibitorer tilsættes for at kontrollere væksten af ​​biofilm.
Adopter ny biofilmteknologi: Udvikl nye biofilmbærermaterialer og biofilmreaktorer for at forbedre stabiliteten og behandlingseffektiviteten af ​​biofilm.

Fremtidig udvikling af biofilm og vandbehandlingsteknologi

Intelligentisering af biofilmteknologi: Realtidsovervågning og kontrol af biofilm opnås gennem teknologier som sensorer, big data og kunstig intelligens.
Innovation af biofilmmaterialer: Udvikl nye biofilmbærermaterialer for at forbedre biofilms modstandsdygtighed over for slagbelastning og toksicitet.
Kobling af biofilm med andre teknologier: Kobling af biofilmteknologi med andre vandbehandlingsteknologier (såsom membranseparation, avanceret oxidation osv.) kan opnå et højere niveau af vandrensning.