Biyofilmler, sistemi kötü performansa göre biyolojik tedavinin arka kemiğini oluştururlar ve aktif olarak biyolojik film direncini ortadan kaldırırlar.Bu makale, temel operasyonel değişikliklerden, veya toksik bileşiklerden oluşur - bu mühendisler ve olumsuz koşullar altında güçlü biyofilm sağlığıyla tanışmaya devam edip aktif olarak artırabilirler.
Biyofilm Stres Faktörlerini Derinlikde Anlamak
Dayanıklılık önlemleri uygulamadan önce, biyofilmleri istikrarsızlaştıran özel stresörler anlamak önemlidir. Biofilm mimarisi - ekstra hücreli polimer maddeler (EPS) bir dizi çevresel ve operasyonel zorlukla çarpıtılmış hücrelerden oluşan hücrelerden bahsedilir.
Yüksek Organik ve Toksik Yükler
Kimyasal oksijen talebi (COD) veya ağır metaller, fenoller veya çözücüler gibi inhibitörlerin varlığı, mikrobiyal topluluğun yükünün% 60'ını (örneğin, lysis ve incelik) olabileceğini göstermiştir.[D)[D)[Dörtüncü Sukoloji[Döneticileri, spertici biyofilmleri) ile ilgili literatürü şok etmek için ortaya çıkan bakırın yükünün %60'ını (görünür:2).[D)[D)[D)[D)[D)[D)[Döner:)[Düzücük Araştırmalar[Düzücükler, pdf)
Sıcaklık Extremes
Düşük ve yüksek sıcaklıklar yavaş metabolik oranları ve EPS üretimi. Soğuk iklimlerde, biyofilm büyüme oranları yarım düşüşe neden olabilir, topluluğun yıkanması daha kırılgan hale getirebilir. Tersine, yüksek sıcaklıklar enzimleri de olabilir ve kontrol edilmemiş bakteri büyümesi teşvik edebilir, malodor hidrojen sulfid üreten anaerobik bölgeler.
Oksijen Eksikliği
Psiklet filtreleri, biyofilm yüzeyinin yakınında aerobik koşullarını korumak için doğal veya zorla havalandırmaya güvenmektedir.Inadequate oksijen diffüzyonu daha derin katmanlara kadar toplumu fermentatif veya sulfate-reksiyon organizmalarına doğru değiştirebilir, tedavi verimliliğini ve biyofilm kohesionunu azaltır.
Kimyasal Şoklar ve pH Variations
Abrupt pH değişiklikleri (yaklaşık 6 veya üstü) veya klor gibi dezenfekte edicilere maruz kalma acil hücre ölümü ve matris bozulmasına neden olabilir. Kısa süreli şoklar bile biyofilmi boşluklarla kurtulabilir, yüzey alanını ve tedavi kapasitesini azaltır.
Hidrolik Overload ve Shear Stres
Aşırı hidrolik yükleme oranları sıvı hızı artırmak, medyadan gelen biyofilmi daha yüksek güçler yaratmak. Bu özellikle kombine kanalizasyon sistemlerinde fırtına olayları sırasında sorunludur.
Biofilm Resilience geliştirmek için Core Strategies
Aşağıdaki stratejiler en yaygın stres faktörlerini ele alır ve hem operasyonel deneyim ve bilimsel araştırmalara dayanmaktadır. Çok-barrier yaklaşımı için bireysel veya kombinasyonda uygulanabilirler.
1. Operasyonel Koşulları optimize edin
Stabil pH (tipik olarak 6.5-8.5) korumak, sıcaklık (20-35°C çoğu mesofilik topluluklar için), ve oksijeni (birbove 2 mg/L) oluşturmak, sağlıklı biyofilm büyümesi için temel sağlar. Düzenli izleme sistemleri ve otomatik dosing sistemleri, örneğin, asitli endüstriyel atık akışların preneutralizasyonuna ulaşmadan önce biyolojik soğutma süresini dramatik bir şekilde artırabilir.
2. Robust Microbial Cultures ile bağlantı
Stresli mikrobiyal sular tanıtılır - benzer tedavi ortamları veya ticari olarak kullanılabilir - Hollanda'da bir tedavi tesisi başarılı bir şekilde kullandı:0)autochthonTous) (siteye dönük olarak) türlerini korumak için kullanılır (örneğin, yüksek amonyak yükleri altında araştırma yapılır).
3. Nutrient Supplementation
Biyofilmler, düşük dönemler sırasında dengeli bir karbon-tonitrogen-tophosphorus (C:N:P) optimal metabolizma ve EPS üretimi için oranı gerektirir. Düşük-nutrient dönemleri sırasında urea veya fosforik asit ile takviye etmek, 100:5:1 (BOD:N:P) ortak bir hedeftir.
4. Şok Yük Yönetimi
Aşırı yüklerin (kırık değişikliklerden daha fazlası) biyofilmlerin zamanlarını toparlama enzimleri ve ek EPS'yi tedavi etmek için, eşit birizasyon basını veya at tank yüklemesi operatörlerin, ağır metallerin veya pH ayarlamalarının kimyasal yağışı gibi - aynı zamanda uygulama alanlarının da yüksek çözünürlükte kullanılmasını sağlar.
5. Media Design ve Havalandırmayı optimize edin
Yüksek yüzey alanı, yüksek boşluk ve stabil yapı (örneğin, çapraz akışlı plastik veya yapılandırılmış paketleme) biyofilm ekini destekler ve incelik azaltır. )Enhanced havalandırma) zorla hava sistemleri veya uzun kuleler ile sürekli oksijen tedarik sağlar, matrixi zayıflatan anaerobik bölgeleri önler.
6. Kontrol Biyofilm Kalınlık Kalınlığı
Aşırı kalın biyofilmler difüzyon sınırlamaları geliştirir ve eğime bağlı olarak eğime eğilimlidir. Periyodik geri yıkama veya hidrolik kızarma, uygun bir tabakayı korurken aşırı biyokütmeleri ortadan kaldırır. Otomatik zamanlayıcılar veya diferansiyel basınç sensörleri bu döngüleri filtrenin başına dönüştürülebilir.
Marginal Koşullar için Gelişmiş Yaklaşımlar
Geleneksel stratejiler yetersiz olduğunda - kalıcı toksik maruziyet veya aşırı iklim koşulları sırasında olduğu gibi - daha ileri müdahaleler garanti edilebilir. Bu yöntemler genellikle tam ölçekli dağıtımdan önce pilot ölçekli geçerliliği gerektirir, ancak önemli esneklik kazanımlar sunabilir.
Konrum Sensing ve Signal Manipulation
Mikrobiyolojik moleküllerin otoinducer molekülleri aracılığıyla iletişim EPS üretimini ve stres yanıtlarını düzenler. Araştırmacılar, sentetik quorum-sensing agonistleri (örneğin, yl-homoserin lactones) kullanarak, EPS'nin sentezlerini ve biyofilm kalınlığını toksik stres altında artırabilirler.
Mühendisli Strains ile Biyoaugmentation
Genetik olarak değiştirilmiş organizmalar (GMOs) belirli bir rekalcitrant bileşikleri veya EPS'yi üretebilme yeteneğine sahip olabilir, ancak düzenleyici engeller mevcut olabilir.GMO alternatifleri için, sitedeki yerel susajların seçici zenginleştirilmesi stres-inoculation döngüleri (örneğin, kurtarma dönemleri tarafından takip edilen toksik olmayan bir maruz kalma) dirençli bir miktara maruz kalabilir.
Biocarriers ve koruyucu Kaplamalar Kullanımı
Özel taşıyıcılarda biyofilmleri hareket ettirin (örneğin, biyofilme ulaşmadan önce akorunan karbon değişiklikleri ve reklamlarorb toksik maddelere de uygulanabilir.
İzleme ve Adaptif Yönetim
Sınırlılık, operatörlerin erken uyarı işaretlerinden habersiz olup geliştirilemez: Sağlam bir izleme programı şunları içermelidir:
- [0]Online respirometri[Dönetici:0) Mikrobiyal oksijen oranı (OUR) ölçmek için, bu da hızla toksik stres altında düşüş gösterir.
- [FONT:0)Confokal lazer tarama mikroskobu (CLSM)) veya diğer görüntüleme biyofilm kalınlığı, porosity ve canlı / hücre oranları takip etmek için.
- [FONT:0]EPS ölçüm[DÜDÜDÜT:1][/FONT][/TRNT=0)) yapısal bütünlüğün bir proxy olarak algılanması.
- [FONT:0]Effluent kaliteli analizörler [D, amonyak ve ağır metaller için, sapmak için alarm eşleri ile).
Düzenli veri incelemesi, operatörlerin yükleme oranları, aerasyon veya biyofilm hasarından önce eklemeleri geri dönüşümlü hale getirmelerine izin verir. ABD EPA'nın 03.C.T:0]).Trickling Filter Fact Sheet).
Biofilm Resilience Vaka Çalışmaları Gelişen
Gerçek dünya uygulamaları, bu stratejilerin etkinliğini göstermektedir. Midwest (USA) bir belediye fabrikasında, operatörler soğuk hava durumu sırasında prematüre ve biyofilm kalınlığı% 25 arttı ve nitrification verimliliği, atık su sıcaklıklarının 6°C'ye düştüğünün üzerinde kaldı. başka bir örnek olarak, Almanya'daki kimyasal bir endüstri tesisi, Germany'daki bir prevalasyon basin ve biyosing dosing ile% 70 azaldı:0).Thiobacillus
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Stres koşulları altında hileli filtrelerde biyofilm direnci tek bir boyuta uygun olmayan bir girişim değildir. Siteye özgü stresler, operasyonel ve mikrobiyal stratejilerin bir katmanı ve sürekli olarak sürekli olarak altyapılarını korumak, atık su arıtma maliyetlerini azaltmak ve operasyonel zorluklarla ilgili gelişmiş teknikleri sağlamak için bugün kullanılabilir.