Biofilmer: en komplex roll i vattenbehandling

Biofilmbildningsprocess

Bildandet av biofilm är en komplex process, som generellt kan delas in i följande steg:

Initial vidhäftning: Mikroorganismer adsorberas reversibelt till fasta ytor genom sina ytfästen (som flageller, pili, kapslar, etc.).
Irreversibel vidhäftning: Mikroorganismer utsöndrar extracellulära polymerer (EPS) för att fixera sig ordentligt på ytan för att bilda mikrokolonier.
Mognad: Mikrokolonier fortsätter att växa för att bilda en tredimensionell biofilm med vattenkanaler bildade inuti för att säkerställa utbyte av näringsämnen och metaboliter.
Dispersion: Under ogynnsamma miljöförhållanden bryter vissa mikroorganismer sig loss från biofilmen och går in i en ny miljö.

Biofilmens positiva roll i vattenrening

Kärnteknologin för avloppsrening: Biofilmmetoden är en av de mycket använda teknologierna inom avloppsrening. Genom att odla biofilm på en specifik bärare kan mikroorganismerna i den effektivt bryta ned organiskt material, ammoniakkväve och andra föroreningar i avloppsvatten och därigenom uppnå syftet att rena vattenkvaliteten. Vanliga biofilmmetoder inkluderar biofilter, bioroterande skiva, biofilmreaktor med rörlig bädd (MBBR) , etc.
Slambehandling: Biofilmteknik kan användas för stabilisering och reduktion av slam. Genom att odla specifika mikroorganismer i slam kan nedbrytningen av organiskt material påskyndas och mängden producerad slam minskas.
Vattenrening: Biofilm kan effektivt ta bort tungmetaller, organiska föroreningar, patogener etc. från vatten.
Näringskretslopp: Mikroorganismer i biofilm deltar i näringskretsloppet i vattendrag och upprätthåller den ekologiska balansen i vattendrag.

Negativa effekter av biofilm vid vattenrening

Biologisk nedsmutsning: Biofilm växer på ytan av rör och utrustning, vilket kommer att orsaka rörblockering, minska utrustningens effektivitet och till och med orsaka systemfel.
Sekundär förorening: Tillväxten av biofilmer kan leda till uppfödning av patogener och öka risken för sekundär förorening av vattendrag.
Påverkan på vattenkvaliteten: Överdriven tillväxt av biofilmer kan frigöra luktämnen och påverka vattenkvaliteten.

Hur man kontrollerar effekten av biofilmer i vattenrening

Optimera processparametrar: Kontrollera tillväxthastigheten för biofilmer genom att justera processparametrar såsom luftningsvolym och hydraulisk retentionstid.
Välj lämpliga fyllmedel: Välj fyllmedel med stor yta och hög specifik yta, som bidrar till tillväxt och avfall av biofilmer.
Regelbunden rengöring: Rengör utrustningen regelbundet för att ta bort biofilmer och förhindra att röret blockeras.
Lägg till bio-inhibitorer: I vissa fall kan bio-inhibitorer tillsättas för att kontrollera tillväxten av biofilmer.
Anta ny biofilmteknologi: Utveckla nya biofilmsbärarmaterial och biofilmreaktorer för att förbättra stabiliteten och behandlingseffektiviteten hos biofilmer.

Framtida utveckling av biofilm och vattenreningsteknik

Intelligentisering av biofilmsteknik: Realtidsövervakning och kontroll av biofilmer uppnås genom teknologier som sensorer, big data och artificiell intelligens.
Innovation av biofilmmaterial: Utveckla nya biofilmsbärarmaterial för att förbättra biofilmers slagbelastningsbeständighet och toxicitetsbeständighet.
Koppling av biofilm med andra teknologier: Koppling av biofilmteknik med andra vattenbehandlingsteknologier (som membranseparation, avancerad oxidation etc.) kan uppnå en högre nivå av vattenrening.