Biofilmer: En kompleks rolle i vannbehandling

Biofilmdannelsesprosess

Dannelsen av biofilm er en kompleks prosess, som generelt kan deles inn i følgende stadier:

Initial adhesjon: Mikroorganismer adsorberer reversibelt til faste overflater gjennom deres overflatefester (som flageller, pili, kapsler, osv.).
Irreversibel feste: Mikroorganismer skiller ut ekstracellulære polymerer (EPS) for å feste seg fast på overflaten for å danne mikrokolonier.
Modning: Mikrokolonier fortsetter å vokse for å danne en tredimensjonal biofilm med vannkanaler dannet på innsiden for å sikre utveksling av næringsstoffer og metabolitter.
Dispersjon: Under ugunstige miljøforhold bryter noen mikroorganismer seg vekk fra biofilmen og går inn i et nytt miljø.

Den positive rollen til biofilm i vannbehandling

Kjerneteknologien for kloakkbehandling: Biofilmmetoden er en av de mye brukte teknologiene innen kloakkbehandling. Ved å dyrke biofilm på en spesifikk bærer kan mikroorganismene i den effektivt bryte ned organisk materiale, ammoniakknitrogen og andre forurensninger i kloakk, og dermed oppnå formålet med å rense vannkvaliteten. Vanlige biofilmmetoder inkluderer biofilter, bioroterende skive, moving bed biofilm reactor (MBBR) , etc.
Slambehandling: Biofilmteknologi kan brukes for stabilisering og reduksjon av slam. Ved å dyrke spesifikke mikroorganismer i slam kan nedbrytningen av organisk materiale akselereres og mengden produsert slam reduseres.
Vannrensing: Biofilm kan effektivt fjerne tungmetaller, organiske forurensninger, patogener etc. fra vann.
Næringssyklus: Mikroorganismer i biofilm deltar i næringssyklusen i vannforekomster og opprettholder den økologiske balansen i vannforekomster.

Negative effekter av biofilm i vannbehandling

Biologisk begroing: Biofilm vokser på overflaten av rør og utstyr, noe som vil forårsake rørblokkering, redusere utstyrets effektivitet og til og med forårsake systemfeil.
Sekundær forurensning: Veksten av biofilmer kan føre til avl av patogener og øke risikoen for sekundær forurensning av vannforekomster.
Påvirkning på vannkvaliteten: Overdreven vekst av biofilm kan frigjøre luktstoffer og påvirke vannkvaliteten.

Hvordan kontrollere virkningen av biofilm i vannbehandling

Optimaliser prosessparametere: Kontroller veksthastigheten til biofilmer ved å justere prosessparametere som luftevolum og hydraulisk retensjonstid.
Velg egnede fyllstoffer: Velg fyllstoffer med stort overflateareal og høyt spesifikt overflateareal, som bidrar til vekst og avgivelse av biofilmer.
Regelmessig rengjøring: Rengjør utstyret regelmessig for å fjerne biofilmer og forhindre tilstopping av rør.
Legg til bio-hemmere: I noen tilfeller kan bio-hemmere tilsettes for å kontrollere veksten av biofilm.
Vedta ny biofilmteknologi: Utvikle nye biofilmbærermaterialer og biofilmreaktorer for å forbedre stabiliteten og behandlingseffektiviteten til biofilmer.

Fremtidig utvikling av biofilm og vannbehandlingsteknologi

Intelligentisering av biofilmteknologi: Sanntidsovervåking og kontroll av biofilm oppnås gjennom teknologier som sensorer, big data og kunstig intelligens.
Innovasjon av biofilmmaterialer: Utvikle nye biofilmbærermaterialer for å forbedre slagbelastningsmotstanden og toksisitetsmotstanden til biofilmer.
Kobling av biofilm med andre teknologier: Kobling av biofilmteknologi med andre vannbehandlingsteknologier (som membranseparasjon, avansert oksidasjon osv.) kan oppnå et høyere nivå av vannrensing.