影响生物膜形成的因素有哪些?


发布时间:

2024-03-04

生物膜的形成与载体表面性质(载体表面亲水性、表面电荷、表面化学组成和表面粗糙度)、微生物的性质(微生物的种类、培养条件、活性和浓度)及环境因素(PH值、离子强度、水力剪切力、温度、营养条件及微生物与载体的接触时间)等因素有关。

  生物膜的形成与载体表面性质(载体表面亲水性、表面电荷、表面化学组成和表面粗糙度)、微生物的性质(微生物的种类、培养条件、活性和浓度)及环境因素(PH值、离子强度、水力剪切力、温度、营养条件及微生物与载体的接触时间)等因素有关。

  1.载体表面性质。亲水性表面有利于微生物的附着,因为微生物可以通过氢键等相互作用与亲水性表面结合。表面电荷可以影响微生物细胞与载体表面的相互吸引或排斥,从而影响附着过程。例如,正电荷表面可能吸引带有负电荷的微生物细胞。表面的化学组成会影响微生物细胞表面的化学反应,从而影响附着机制。例如,表面活性剂可以增加表面的亲水性,促进微生物附着。粗糙的表面提供更多的附着点,有助于微生物的附着和生长。

  2.微生物的性质。不同种类的微生物具有不同的附着能力和生物膜形成特性。微生物的培养条件,如温度、pH、氧气供应等,会影响微生物的生长速率和生物膜的形成。微生物的活性越高,其附着和形成生物膜的能力通常越强。微生物的初始浓度会影响生物膜的形成速度和成熟度。

  3.环境因素。PH值会影响微生物的代谢活动和EPS的分泌,从而影响生物膜的形成。离子强度可以影响微生物细胞和EPS的溶解度,进而影响生物膜的形成。水力剪切力会影响生物膜的稳定性和脱落速率。较高的剪切力可能会破坏生物膜结构。温度会影响微生物的生长速率和生物膜的形成速率。微生物需要足够的营养物质来生长和形成生物膜。营养条件的不足可能会限制生物膜的形成。微生物与载体的接触时间,接触时间越长,微生物越有可能在载体表面形成稳定的生物膜。

  帮助污水厂了解和控制这些因素有助于优化生物膜的形成和功能,甘度生产高效微生物污水处理菌种,挂膜好见效快短时达标不产泥,提供技术指导和调试,从而提高污水处理等应用的效率。

  在污水处理过程中,投加微生物可提高处理效率,这些微生物在适宜的条件下,如pH、温度、溶解氧和营养物质等,可以在活性污泥或生物膜反应器中形成生物膜。生物膜的形成过程大致如下:

  1.附着阶段:最初,微生物通过其鞭毛、纤毛或粘附素等机制附着在处理介质的表面。

  2.生长阶段:附着后的微生物开始利用水中的营养物质生长繁殖,同时分泌EPS,这些物质有助于微生物在介质上形成稳定的生物膜。

  3.成熟阶段:随着微生物数量的增加,生物膜逐渐成熟,其中的微生物种类和数量达到一个相对稳定的状态,形成了具有特定功能的生物膜系统。

  4.脱落与更新:成熟的生物膜会有一定的脱落率,这是生物膜更新和维持活力的一个过程。

  在实际应用中,通过控制污水处理系统的运行条件,可以优化生物膜的形成和功能。例如,通过调节进水水质、pH值、溶解氧浓度和曝气量等,可以促进特定微生物的生长和生物膜的形成。此外,定期清洗和反冲洗反应器中的填料,可以去除老化或死亡的生物膜,保持生物膜反应器的良好性能。

  通过选择和投加合适的微生物,有利于提高处理效率、降低处理成本、增强系统对冲击负荷的耐受能力等,实现对各种污染物的有效降解和去除。