수처리에서 바이오 필름 공정에 대한 포괄적 인 안내서

수처리에서 바이오 필름 소개

물은 우리 지구의 생명체이며,,,,,,,,,,,,,,,,, 순도는 공중 보건 및 환경 지속 가능성의 초석입니다. 전 세계 인구가 성장하고 산업 활동이 확대됨에 따라 효과적이고 지속 가능한 수요 수처리 솔루션이 강화됩니다. 사용되는 다양한 기술 중 바이오 필름 프로세스 물을 정화하고 치료하는 데 매우 효율적이고 환경 친화적 인 접근 방식으로 등장했습니다. 폐수 .

핵심적으로 수처리는 오염 된 물을 사용 가능한 상태로 변환하는 것입니다. 화학적 및 물리적 방법은 중요한 역할을하는 반면, 생물학적 과정, 특히 관련된 과정 바이오 필름 , 미생물의 힘을 활용하여 오염 물질을 분해하고 제거하십시오. 이 자연 미생물 공동체는 전통적인 정지 성장 시스템에 대한 안정적이고 강력하며 비용 효율적인 대안을 제공하여보다 탄력적이고 지속 가능한 물 관리를위한 길을 열어줍니다.

바이오 필름은 무엇입니까?

정의 및 특성 에이 바이오 필름 세포가 표면에 부착되어 세포 외 중합체 물질 (EPS)의 자체 생성 매트릭스 내에 둘러싸인 미생물의 복잡한 응집이다. 주로 다당류, 단백질, 핵산 및 지질로 구성된이 젤라틴 매트릭스는 구조적 무결성, 보호 및 미생물 군집 간의 의사 소통을 촉진합니다. 박테리아, 곰팡이, 조류 및 원생 동물이 끈적 끈적하고 보호적인 슬라임 층에 살고있는 미생물 도시라고 상상해보십시오. 이 공동체는 정적이 아닙니다. 그들은 지속적으로 성장하고, 적응하며, 환경에 반응하는 역동적 인 생태계입니다.

바이오 필름의 주요 특성은 다음과 같습니다.

• 표면 준수 : 미생물이 고체 기판에 부착되는 정의 기능.
• EPS 생산 : 보호 및 접착제 중합체 매트릭스의 생성.
• 구조적 이질성 : 바이오 필름은 균일하지 않습니다. 그들은 종종 영양소와 산소 수송을 허용하는 채널과 모공을 나타냅니다.
• 회복력 증가 : 바이오 필름 내의 미생물은 종종 자유 플로팅 (플랑크톤) 대응 물에 비해 환경 스트레스, 소독제 및 항생제에 더 내성이 있습니다.
• 대사 다양성 : 바이오 필름은 광범위한 미생물 종을 호스팅하여 오염 물질 분해에 중요한 다양한 대사 활동을 가능하게합니다.

자연 및 엔지니어링 시스템의 중요성 바이오 필름은 유비쿼터스이며 거의 모든 자연적이고 설계된 수생 환경에서 발견됩니다.

• 자연 시스템 : 강 암석의 점액과 수중 식물 표면의 성장에서 온천의 미생물 매트에 이르기까지 바이오 필름은 영양소 순환에서 중요한 역할을합니다 (예 : 질화 , 탈질 ), 유기물 분해 및 생태계의 전반적인 건강. 그것들은 탄소, 질소, 인 및 황의 생지 화학주기의 기본입니다.
• 엔지니어링 시스템 : 인간이 만든 환경에서는 그들의 존재는 양날의 칼이 될 수 있습니다. 그들은 매우 귀중합니다 폐수 처리 오염 통제를위한 식물, 그들은 또한 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 파울 산업 파이프 라인, 열교환 기 및 의료 기기에서. 이 이중성은 바이오 필름 행동을 이해하고 제어하는 ​​것의 중요성을 강조합니다. ~ 안에 수처리 , 목표는 효율적인 오염 물질 제거를 위해 유익한 특성을 활용하는 것입니다.

바이오 필름 형성의 과학

a의 형성 바이오 필름 미생물 상호 작용과 환경 신호에 의해 구동되는 역동적이고 다단계 프로세스입니다. 미생물 적응 및 지역 사회 개발의 매혹적인 전시입니다.

초기 첨부

바이오 필름 형성의 첫 번째 단계는 플랑크톤 (프리 플로이팅) 미생물의 침수 표면에 가역적 접착성이다. 이 초기 접촉은 다음을 포함한 다양한 요인의 영향을받습니다.

• 표면 특성 : 기질의 소수성, 거칠기, 전하 및 화학적 조성. 미생물은 종종 거친 소수성 표면을 선호합니다.
• 환경 조건 : ph, 온도, 영양소 가용성 및 유체 역학적 힘 (물 흐름).
• 미생물 운동 : Flagella, Pili 및 Fimbriae는 박테리아가 표면과 초기 접촉 할 수 있도록하는 데 중요한 역할을합니다. 약하고 가역적 인 상호 작용 (예 : 반 데르 발스 힘, 정전기 상호 작용)이 더 강력하고 돌이킬 수없는 부착에 앞서 있습니다.

식민지화와 성장

셀이 가역적으로 부착되면 표면에 더 단단히 고정되기 시작할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 돌이킬 수없는 첨부 파일 : 접착제 단백질 및 표면과 강한 결합을 형성하는 다른 분자의 생산.
• 세포 분열 및 성장 : 부착 된 세포가 분열되기 시작하여 미세 콜로니를 형성합니다.
• 다른 세포의 모집 : 다른 플랑크톤 세포는 성장하는 미세 콜로니에 끌릴 수 있으며, 이는 다양한 미생물 종의 모집을 초래할 수있다. 이 공동 응집은 이기종 바이오 필름 커뮤니티의 개발에 필수적입니다.

EPS 생산 및 바이오 필름 성숙

미세 콜로니가 성장함에 따라 바이오 필름의 가장 독특한 특징이 형성되기 시작합니다. 세포 외 중합체 물질 (EPS) 행렬.

• EPS 분비 : 미생물은 다당류 (가장 풍부한 성분), 단백질, 핵산 (예 : 세포 외 DNA) 및 지질을 포함한 수화 된 거대 분자의 복잡한 혼합물을 분비합니다.
• 매트릭스 형성 : 이것 EPS 매트릭스는 세포를 감싸고 커뮤니티를 함께 유지하고 표면에 단단히 고정하는 "바이오 글루"역할을합니다.
• 바이오 필름 성숙 : 그만큼 EPS 매트릭스는 환경 스트레스 요인 (예 : PH 변동, 독성 화학 물질, 건조, 방목 포식자, 소독제)로부터 세포를 보호하고 바이오 필름의 3 차원 구조에 대한 스캐 폴드를 제공합니다. 이 매트릭스 내에서, 다양한 산소, 영양소 및 pH 그라디언트를 갖는 미세 환경이 발생하여, 다른 미생물 종이 특정 틈새 시장에서 번성 할 수있게한다. 수로는 종종 바이오 필름 내에서 형성되어 영양소와 폐기물의 수송을 용이하게합니다.

정족수 감지 및 커뮤니케이션

정족수 감지 바이오 필름 형성 및 행동에서 중요한 역할을하는 정교한 셀-세포 통신 시스템입니다.

• 신호 분자 : 박테리아는 작은 신호 분자 (자동 유도기)를 환경에 방출합니다.
• 인구 밀도 반응 : 박테리아 집단 밀도가 발달하는 바이오 필름 내에서 증가함에 따라, 이들자가 유도제의 농도는 임계 임계 값에 도달한다.
• 유전자 조절 : 임계 값이 충족되면 박테리아는 특정 유전자를 총체적으로 활성화 시키거나 억제합니다. 이 조정 된 유전자 발현은 다음과 같은 다양한 집단 행동을 유발할 수 있습니다.
  • 향상되었습니다 EPS 생산
  • 특정 바이오 필름 구조의 형성
  • 독성 요인의 발현
  • 바이오 필름에서 분리
• 집단 행동 : 정족수 감지 바이오 필름 커뮤니티는 다세포 유기체 역할을 할 수있게하며, 개별 세포에 의해 수행되는 경우 효과가없는 활동을 조정합니다. 이 커뮤니케이션은 효율적이고 안정적인 작동에 중요합니다. 바이오 필름 반응기 ~에 수처리 , 미생물 커뮤니티가 유입수 수질의 변화에 ​​효과적으로 적응하고 반응 할 수 있도록합니다.

수처리에서 바이오 필름 반응기의 유형

바이오 필름의 독특한 특성으로 인해 다양한 배열이 개발되었습니다. 바이오 필름 반응기 디자인, 각각의 특정 응용 프로그램 및 운영 조건에 최적화 된 설계 수처리 그리고 폐수 처리 . 이 반응기는 미생물 부착을위한 고체 배지를 제공하여 안정적이고 효율적인 생물학적 처리 시스템을 생성합니다.

습격 필터

그만큼 스케일링 필터 (여과하는 필터 또는 바이오 필터라고도 함)는 가장 오래되고 가장 간단한 형태 중 하나입니다. 바이오 필름 반응기 . 폐수가 지속적으로 분배되는 고정 된 미디어 베드에 의존합니다.

• 설계 및 운영 :

  • 구조: 습격 필터는 투과성 매체의 침대 (예 : 암석, 슬래그, 플라스틱 모듈)로 구성되며, 일반적으로 1-3 미터 깊이는 탱크에 수용됩니다. 로터리 분배기 또는 고정 노즐 스프레이 또는 트리플 폐수는 매체의 상단 표면에 골고루가 있습니다.
  • 바이오 필름 성장 : 폐수가 매체를 통해 아래쪽으로 여과함에 따라, a 바이오 필름 포장 표면에서 자랍니다. 이 바이오 필름 내의 미생물은 유기물을 제기하고 종종 수행합니다. 질화 .
  • 폭기 : 공기는 매체의 공극을 통해 순환하여 대류 또는 강제 환기에 의해 자연스럽게 바이오 필름에 산소를 제공합니다.
  • 폐수 수집 : 처리 된 물은 바닥에서 수집되어 일반적으로 2 차 정화기로 보내져 슬래프 오프 바이오 필름 (Humus)을 제거합니다.

• 장점 :

  • 단순성과 신뢰성 : 기계적인 부품이 거의없는 디자인, 작동 및 유지 관리가 비교적 간단합니다.
  • 낮은 에너지 소비 : 종종 자연 통기에 의존하여 에너지 비용을 줄입니다.
  • 견고성 : 변동하는 유기 부하를 합리적으로 잘 처리 할 수 ​​있습니다.
  • 낮은 슬러지 생산 : 활성화 된 슬러지와 비교할 때, 물방울 필터는 초과 슬러지를 적게 생성합니다.

• 단점 :

  • 냄새 생산 : 때로는 유기농 부하 또는 부적절한 환기로 냄새를 생성 할 수 있습니다.
  • 비행 nuisance : 필터 파리가 발생하기 쉬우므로 도시 지역에서 성가신 일 수 있습니다.
  • 막힘/연못 : 생물학적 성장은 과도하여 제대로 관리되지 않으면 막히거나 연못으로 이어질 수 있으며 치료 효율을 줄입니다.
  • 제한된 영양소 제거 : 유기물 제거에 주로 효과적입니다 질화 ; 상당한 달성 탈질 또는 인 제거 일반적으로 추가 프로세스가 필요합니다.

회전 생물학적 접촉기 (RBC)

그만큼 회전 생물학적 접촉기 (RBC) 더 진보 된 것입니다 바이오 필름 반응기 이는 폐수에 부분적으로 잠긴 회전 디스크를 사용합니다.

• 설계 및 운영 :

  • 구조: RBC 시스템은 수평 샤프트에 장착 된 일련의 밀접한 간격의 대형 지휘계 플라스틱 디스크로 구성됩니다. 디스크는 일반적으로 표면이 많은 현상 플라스틱 매체로 만들어집니다.
  • 회전: 샤프트는 천천히 회전하여 (분당 1-2 회전) 디스크가 폐수를 번갈아 가며 대기에 노출시킵니다.
  • 바이오 필름 형성 : 디스크가 폐수를 통해 회전함에 따라 a 바이오 필름 표면에 형성되고 자랍니다. 공기에 노출되면 바이오 필름은 산소를 흡수합니다.
  • 오염 물질 분해 : 이 주기적 노출은 바이오 필름의 미생물이 유기 오염 물질을 효과적으로 저하시키고 수행 할 수 있습니다. 질화 . 과도한 바이오 필름은 탱크로 떨어지고 정화기로 분리됩니다.

• 장점 :

  • 작은 발자국 : 물이 덜 소형화되어 토지 면적이 적습니다.
  • 안정적인 작동 : 활성화 된 슬러지 시스템보다 충격 하중 및 PH 변동에 덜 취약합니다.
  • 낮은 에너지 소비 : 주로 회전 속도가 느리기 위해 에너지를 사용하여 전력 수요가 줄어 듭니다.
  • 간단한 유지 보수 : 활성화 된 슬러지보다 운영 복잡성이 적음으로 비교적 쉽게 작동하고 유지 관리합니다.
  • 좋은 질화 : 종종 달성에 매우 효과적입니다 질화 안정된 호기성 조건으로 인해.

• 단점 :

  • 높은 자본 비용 : RBC 장치에 대한 초기 투자는 일부 기존 시스템보다 높을 수 있습니다.
  • 기계식 마모 : 베어링 및 샤프트는 마모를 경험할 수 있으며 유지 보수가 필요합니다.
  • 바이오 필름 슬로 킹 문제 : 과도하거나 갑자기 슬래지는 관리하지 않으면 폐수 품질이 떨어질 수 있습니다.
  • 온도 감도 : 성능은 추운 날씨의 영향을받을 수 있으며 잠재적으로 생물학적 활동을 줄입니다.
  • 제한된 영양소 제거 : 스케일링 필터와 유사하며 고급을 달성합니다 탈질 또는 인 제거 일반적으로 추가 단계 또는 수정 된 설계가 필요합니다.

이동 침대 바이오 필름 반응기 (MBBR)

그만큼 이동 침대 바이오 필름 반응기 (MBBR) 매우 인기 있고 다재다능합니다 바이오 필름 프로세스 이는 미생물의 부착 매체로 작고 자유롭게 움직이는 플라스틱 캐리어를 사용합니다.

• 설계 및 운영 :

  • 구조: an MBBR 내부 표면적이 높은 수천 개의 작고 특별히 설계된 플라스틱 캐리어 (미디어)로 채워진 원자로 탱크로 구성됩니다. 이들 운반체는 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)으로 만들어진다.
  • 캐리어 움직임 : 캐리어는 폭기 (호기성 시스템) 또는 기계적 혼합 (무산소/혐기성 시스템)에 의해 탱크 내에서 일정한 움직임으로 유지됩니다. 이 연속적인 움직임은 폐수, 바이오 필름 및 공기/영양소.
  • 바이오 필름 성장 : 얇은 바이오 필름 캐리어의 보호 된 내부 표면에서 자랍니다. 난류 조건은 바이오 필름이 너무 두껍지 않아 자체 조절과 효율적인 질량 전달을 초래합니다.
  • 슬러지 반환 없음 : 활성화 된 슬러지와 달리 슬러지로 돌아갈 필요는 없습니다. 과도한 바이오 필름은 자연적으로 슬러프를 벗고 처리 된 물을 구별기로 나옵니다.

• 장점 :

  • 작은 발자국 : 동등한 용량을 위해 기존의 활성화 된 슬러지 또는 스케일링 필터보다 발자국이 상당히 작습니다.
  • 높은 치료 효율 : 넓은 보호 표면적으로 인해 바이오 필름 성장, MBBR 효과적인 것을 포함하여 높은 부피 로딩 속도와 우수한 처리 성능을 달성 할 수 있습니다. 질화 유기적 제거.
  • 견고성과 안정성 : 충격 하중, 유압 변동 및 온도 변화에 매우 탄력적입니다.
  • 기존 공장을 쉽게 업그레이드 할 수 있습니다. 단순히 캐리어를 추가하여 기존 활성 슬러지 플랜트를 업그레이드하여 탱크 볼륨을 확장하지 않고 용량을 증가시켜 쉽게 구현할 수 있습니다.
  • 슬러지 재순환 없음 : 비용이 많이 들고 복잡한 슬러지 재순환 시스템이 필요하지 않습니다.

• 단점 :

  • 자본 비용 : 항공사에 대한 초기 투자는 중요 할 수 있습니다.
  • 캐리어 보유 : 물이 통과되면서 반응기 내의 운반체를 유지하려면 스크린이나 체가 필요하며, 때로는 제대로 설계되지 않은 경우 막을 수 있습니다.
  • 믹싱/폭기 최적화 : 적절한 믹싱 및 폭기는 캐리어를 서스펜션에 유지하고 죽은 구역을 예방하는 데 중요합니다.
  • 캐리어 마모 가능성 : 고도로 난류 시스템의 운송 업체의 장기 마모는 일반적으로 사소하지만 발생할 수 있습니다.

막 생물 반응기 (MBRS)

그만큼 막 생물 반응기 (MBR) 생물학적 치료 과정을 결합한 상당한 발전을 나타냅니다 (종종 정지 된 성장 시스템이 강한 강한 바이오 필름 고체-액체 분리를위한 막 여과를 갖는 성분).

• 설계 및 운영 :

  • 생물학적 반응기 : 폐수는 먼저 생물학적 반응기로 들어갑니다. 미생물 (종종 매달린 플록의 하이브리드 및 플록 내에서 부착 된 성장)은 오염 물질을 분해하는 생물학적 반응기로 들어갑니다.
  • 막 분리 : 2 차 정화기 대신, 반 투과성 막 (미세 여과 또는 한외 여과)이 생물학적 탱크에 직접 침지됩니다 (잠수함 MBR ) 또는 외부 모듈 (사이드 스트림 MBR ).
  • 고체 액체 분리 : 막은 처리 된 물을 혼합 된 주류에서 물리적으로 분리하여 미세하게 분산 된 플록 및 형성을 포함하여 모든 바이오 매스를 유지합니다. 바이오 필름 반응기 내에서. 이것은 매우 높은 바이오 매스 농도 (혼합 주류 현탁 용체, MLS)와 느리게 성장하는 유기체의 완전한 보유를 허용합니다.
  • 고품질 폐수 : 막은 현탁 된 고형물, 박테리아 및 일부 바이러스에 대한 절대 장벽으로 작용하여 매우 고품질 폐수를 생성합니다.

• 장점 :

  • 우수한 폐수 품질 : 매우 고품질의 폐수를 생성하며, 종종 추가 처리없이 재사용에 적합하며, 부유 한 고형물 및 병원체가 거의 없습니다.
  • 작은 발자국 : 높은 바이오 매스 농도로 인해 기존의 활성화 된 슬러지 시스템보다 발자국이 상당히 작고 정화기가 필요하지 않습니다.
  • 높은 부피 로딩 : 매우 높은 유기농 및 유압 로딩 속도를 처리 할 수 ​​있습니다.
  • 개선 된 슬러지 특성 : 초과 슬러지를 덜 생성하고 종종 더 밀도가 높고, 더 밀도가 높고, 더 쉽게 이루어집니다.
  • 향상된 영양소 제거 : 느리게 성장하는 니트리퍼 및 탈질 박테리아의 유지를 허용하여 더 나은 질화 그리고 탈질 .

• 단점 :

  • 높은 자본 비용 : 멤브레인은 비싼 구성 요소로 초기 투자가 높아집니다.
  • 멤브레인 오염 : 이것은 주요 운영 과제입니다. 바이오 필름 막 표면의 성장 (바이오로운)은 플럭스를 크게 줄이고 에너지 소비를 증가 시키며 빈번한 청소 또는 교체가 필요합니다.
  • 에너지 소비 : 생물학적 활동 및 막 수식에 대한 폭기 및 펌핑에 대한 에너지 수요가 높아집니다.
  • 운영 복잡성 : 멤브레인 청소 및 유지 보수를위한보다 정교한 모니터링 및 제어가 필요합니다.

통합 고정 필름 활성 슬러지 (IFA)

그만큼 통합 고정 필름 활성 슬러지 (IFA) 시스템은 활성 슬러지의 최상의 특징 (중단 성장)과 바이오 필름 (부착 된 성장) 단일 반응기 내의 공정.

• 설계 및 운영 :

  • 결합 시스템 : ifas 시스템은 고정 또는 움직이는 미디어를 통합합니다 (유사 MBBR 기존 활성 슬러지 분지로의 캐리어 또는 고정 그리드).
  • 이중 바이오 매스 : 반응기에는 현탁 된 바이오 매스 (활성 슬러지 플록)와 부착이 포함됩니다. 바이오 필름 미디어에.
  • 상승 효과 : 중단 된 성장은 유기 부하의 대부분을 처리하는 동안 보호되는 동안 바이오 필름 특수하고 느리게 성장하는 미생물, 특히 질화 박테리아를위한 안정적인 환경을 제공합니다. 이것은 유압 유지 시간을 증가시키지 않으면 서 높은 바이오 매스 농도와 특수 집단을 허용합니다.
  • 슬러지 분리 : 활성 슬러지와 유사하게, 2 차 정화기는 혼합 된 주류를 처리 된 폐수 및 리턴 활성 슬러지로부터 분리하는데 사용된다.

• 장점 :

  • 향상된 질화 : 안정적이고 완전한 달성에 매우 효과적입니다 질화 보호 된 상태에서 느리게 성장하는 니트리퍼가 있기 때문에 바이오 필름 .
  • 용량 증가/발자국 감소 : 기존 활성화 된 슬러지 플랜트는 탱크 부피를 확장하지 않고 더 높은 하중을 처리하거나 더 나은 폐수 품질 (예 : 질소 제거)을 달성 할 수 있도록합니다.
  • 견고성 : 기존의 활성화 된 슬러지에 비해 충격 하중에 대한 안정성이 향상됩니다.
  • 덜 슬러지 생산 : 순수한 활성화 슬러지 시스템에 비해 초과 슬러지 생산량이 낮아질 수 있지만 일반적으로 순수한 것 이상으로 MBBR .

• 단점 :

  • 자본 비용 : 기존 탱크에 미디어 및 유지 스크린을 추가하면 초기 투자가 증가 할 수 있습니다.
  • 미디어 보존 : 비슷한 미디어를 유지하기 위해 화면이 필요합니다 MBBR 막힘에 걸릴 수 있습니다.
  • 설계 복잡성 : 정지 및 부착 된 성장 모두에 대한 적절한 믹싱, 폭기 및 미디어 분포를 보장하기 위해 신중한 설계가 필요합니다.
  • 운영 제어 : 매달린 바이오 매스 및 부착 된 바이오 매스를 모두 모니터링해야하며, 운영 복잡성 층을 추가해야합니다.

수처리에서 바이오 필름 공정의 적용

의 다양성과 견고성 바이오 필름 프로세스 광범위한 스펙트럼에서 필수 불가결하게 만들었습니다 수처리 다양한 오염 물질 및 치료 목표를 다루는 응용. 다양한 미생물 공동체를 보유하는 능력은 광범위한 오염 물질의 분해 및 제거를 가능하게합니다.

유기물 제거

기본적이고 가장 기본적인 응용 중 하나입니다 바이오 필름 반응기 물에서 유기물을 효율적으로 제거하는 것입니다. 생화학 적 산소 수요 (BOD) 또는 화학 산소 수요 (COD)로 측정 된 유기 화합물은 수체에서 용존 산소를 소비하며 수생 생물에 해로울 수 있습니다.

• 기구: 호기성에서 바이오 필름 시스템 (같은 습격 필터 , RBC , MBBR 및 호기성 섹션 MBRS 그리고 ifas ), 이종 영양 박테리아 내 바이오 필름 유기 화합물을 식품 공급원으로 사용하십시오. 그들은 이들 화합물을 이산화탄소 및 물과 같은 더 간단하고 덜 유해한 물질로 빠르게 흡수, 대사 및 산화시킨다.
• 능률: 내에서 활성 바이오 매스의 높은 농도 바이오 필름 폐수와의 지속적인 접촉과 결합 된 매트릭스는 다양한 하중 조건에서도 유기 오염 물질의 높은 체적 제거 속도를 보장합니다.

영양소 제거 (질소 및 인)

폐수의 과도한 질소와 인은 부영양화의 주요 원인으로, 물을받는 물에서 조류 꽃과 산소 고갈이 발생합니다. 바이오 필름 프로세스 고급에 매우 효과적입니다 영양소 제거 .

• 질소 제거 (질화 및 탈질) :
  • 질화: 자가 영양 성 질화 박테리아 (예 : 니트로소 모나 , 니트로 박터 ) 내에서 바이오 필름 암모니아 (NH3)를 아질산염 (NO2-)으로 산화 한 다음 호기성 조건 하에서 질산염 (NO3-)으로 산화시킵니다. 바이오 필름 반응기 좋다 MBBR 그리고 ifas 특히 잘 적합합니다 질화 이 느리게 성장하는 박테리아를 유지하는 능력으로 인해.
  • 탈질 : 무산소 (산소 결핍) 구역에서 이종 영양 탈환 박테리아 바이오 필름 질산염 (NO3-)을 질소 가스 (N2)로 줄인 다음 대기로 방출됩니다. 이것은 종종 두꺼운 산소 제한 섹션에서 발생합니다. 바이오 필름 또는 다단계의 전용 무산소 구역에서 바이오 필름 반응기 .
• 인 제거 :
  • 일차 생물학적으로 인 제거 종종 특정 정지 성장 유기체 (예 : PAO)에 의존합니다. 바이오 필름 시스템은 화학 인 강수량에 기여하거나 일부 생물학적 흡수 조건을 제공 할 수 있습니다. 보다 일반적으로, 인 제거는 화학 첨가를 사용하여 통합되거나 하이브리드 설계에서 다른 생물학적 과정과 결합된다. 일부 전문 바이오 필름 반응기 생물학적 인 제거를 위해 개발되고 있습니다.

중금속 및 떠오르는 오염 물질 제거

바이오 필름 중금속 및 중금속을 포함한 다양한 도전적인 오염 물질과 상호 작용할 수있는 놀라운 능력을 나타냅니다. 떠오르는 오염 물질 (예 : 제약, 개인 의료 제품, 살충제).

• 중금속 제거 : 바이오 필름 여러 메커니즘을 통해 중금속을 제거 할 수 있습니다.
  • 생체 흡수 : 그만큼 EPS 매트릭스는 정전기 상호 작용 및 킬레이트 화를 통해 금속 이온에 결합 할 수 있습니다.
  • 생물 보호 : 미생물은 pH 또는 산화 환원 조건을 변경하여 금속 화합물의 침전을 초래할 수 있습니다.
  • 생물 정제/바이오 산화 : 미생물은 금속을 독성이 적거나 안정적인 형태로 변형 될 수 있습니다.
• 신흥 오염 물질 (ECS) : 도전하면서 많은 바이오 필름 지역 사회는 복잡한 유기 EC를 저하 시키거나 변형시키기 위해 효소 기계를 보유하고 있습니다. 다양한 미생물 개체군과 안정적인 환경 바이오 필름 전문 분해 자의 순응과 성장을 허용합니다. 이것은 활발한 연구 영역입니다 생체 조정 (특정 미생물 균주를 도입) 종종 EC 제거를 향상시키기 위해 탐구됩니다.

식수 처리

주로 알려져 있습니다 폐수 처리 , 바이오 필름 프로세스 점점 더 중요 해지고 있습니다 식수 처리 원수 품질을 개선하고 특정 오염 물질을 해결합니다.

• 생물학적 활성탄 (BAC) 필터 : 이것들은 본질적으로입니다 바이오 필름 반응기 활성탄이 매체의 역할을하는 곳 바이오 필름 성장. BAC 필터는 천연 유기물 (NOIN), 맛 및 냄새 화합물 및 미세 폴 루트를 제거하는 데 사용됩니다. 그만큼 바이오 필름 탄소의 흡착 용량을 향상시키고 생분해 된 흡착 유기물을 통해 수명을 연장합니다.
• 망간 및 철 제거 : 특정 미생물 공동체 바이오 필름 용해 된 망간과 철분을 산화시켜 침전과 식수에서 제거 할 수 있습니다.
• 전처리 : 바이오 필름 필터는 탁도 및 유기 부하를 줄이기위한 전처리 단계로 사용될 수 있으며, 이후 염소가 적용될 때 소독 부산물의 형성을 최소화 할 수있다.

폐수 처리

가장 광범위하고 전통적인 적용 바이오 필름 프로세스 시립 및 산업의 치료에 있습니다 폐수 . 소규모 분산 시스템에서 대규모 도시까지 폐수 처리 식물, 바이오 필름 반응기 현대 위생의 중심입니다.

• 시립 폐수 처리 : 습격 필터 , RBC , MBBR , ifas , 그리고 MBRS 유기물, 현탁 된 고형물 및 영양소 (질소 및 인)를 효과적으로 제거하는 도시 하수의 1 차 및 2 차 처리에 광범위하게 사용됩니다. 그들은 주거 및 상업용 소스로부터 다양한 부하를 처리 할 수있는 견고성과 능력으로 가치가 있습니다.
• 산업 폐수 처리 : 바이오 필름 프로세스 종종 특이적이고 때로는 독성 유기 화합물을 함유하는 다양한 산업 폐수를 치료하도록 조정됩니다. 그들의 탄력성을 통해 더 높은 농도의 오염 물질을 처리하고 기존의 정지 성장 시스템에 어려움을 겪을 수있는 산업 배출에 대처할 수 있습니다. 예를 들어 식품 및 음료, 섬유, 화학 및 제약 산업에서 폐수 처리가 포함됩니다. 의 능력 바이오 필름 Recalcitrant 화합물에 적응하고 분해하면 많은 전문 산업 응용 분야에서 선호되는 선택이됩니다.

바이오 필름 프로세스의 장단점

매우 효과적이지만 바이오 필름 프로세스 , 모든 기술과 마찬가지로, 특정에 대한 적합성에 영향을 미치는 일련의 고유의 장점과 단점이 있습니다. 수처리 응용 프로그램. 이러한 측면을 이해하는 것은 식물 설계 및 운영에서 정보에 입각 한 의사 결정에 중요합니다.

장점

의 독특한 특성 바이오 필름 몇 가지 중요한 혜택에 적합합니다 수처리 그리고 폐수 처리 .

• 높은 치료 효율 : 바이오 필름 반응기 높은 체적 처리 효율성을 자랑합니다. 높은 농도의 활성 바이오 매스 (미생물)는 밀도가 높습니다. 바이오 필름 매달린 성장 시스템보다 종종 상당히 높은 매트릭스는 오염 물질의 빠른 분해를 허용합니다. 이 농축 미생물 활동은 유기물에 대한 탁월한 제거율을 초래하며 질화 그리고 종종 탈질 . 내에서 특수 틈새의 존재 바이오 필름 또한 다양하거나 재생적인 오염 물질을 효과적으로 제거 할 수 있습니다.

• 작은 발자국 : 부피가 높은 처리 능력으로 인해 많은 사람들이 바이오 필름 프로세스 활성화 된 슬러지와 같은 기존의 현탁 성장 시스템에 비해 상당히 작은 물리적 발자국이 필요합니다. 이것은 특히 기술과 같은 기술에 해당됩니다 MBBR 그리고 MBRS 소형 반응기 설계에서 높은 오염 물질 제거율을 달성 할 수있어 토지 가용성이 제한된 도시 지역에 이상적이거나 주요 건설없이 기존 시설을 업그레이드하는 데 이상적입니다.

• 안정성과 탄력성 : a 바이오 필름 프리 플로팅 세포보다 갑작스런 환경 변동 (예 : pH, 온도 또는 독성 충격 부하의 변화)으로부터 본질적으로 더 보호된다. 그만큼 EPS 매트릭스는 안정적인 미세 환경을 제공하는 완충제 역할을합니다. 이 향상된 보호 기능 바이오 필름 시스템 놀랍도록 강력하고 탄력적이며, 운영 화가 덜 화나고 회복 시간이 빠른 유입수 수질 또는 유량의 변화를 처리 할 수 ​​있습니다. 이 안정성은 또한 슬러지 생산 가변성이 줄고 일관된 폐수 품질을 해소합니다.

• 낮은 슬러지 생산 : 일반적으로, 바이오 필름 프로세스 활성 슬러지 시스템에 비해 초과 슬러지를 생성하는 경향이 있습니다. 이것은 몇 가지 요인 때문입니다.

  • 더 긴 고체 보유 시간 (SRT) : 바이오 매스의 고정 된 특성은 미생물이 매우 긴 SRT를 가지며, 더 큰 내인성 호흡 (미생물이 자체 세포 물질을 소비하는 곳)과 순 성장이 줄어 듭니다.
  • 자체 규제 : 같은 일부 시스템에서 MBBR , 반응기의 깎아 지른 힘은 과도한 바이오 매스를 자연스럽게 쫓아내어 과도한 것을 방지 할 수 있습니다. 바이오 필름 두께와 더 안정적이고 낮은 바이오 매스 수율로 이어집니다. 슬러지 생산량이 낮아지면 슬러지 취급, 탈수 및 폐기와 관련된 비용이 절감되어 주요 운영 비용이 될 수 있습니다.

단점

그들의 수많은 장점에도 불구하고 바이오 필름 프로세스 그들의 도전이없고 설계, 운영 및 유지 보수에 대한 구체적인 고려 사항이 필요하지 않습니다.

• 바이오 필름 오염 및 막힘 : 바로 본성 바이오 필름 - 접착제 성장 - 문제로 이어질 수 있습니다. 과도한 바이오 필름 특히 고정 미디어와 같은 시스템에서 성장 습격 필터 또는 바프 , 이로 이어질 수 있습니다 파울 또는 미디어 모공 및 흐름 채널의 막힘. 이렇게하면 유압 용량이 줄어들고 단락을 일으키고 처리 효율을 줄일 수 있습니다. ~ 안에 MBRS , 막 표면의 바이오로운은 주요 작동 도전으로, 투과 플럭스를 크게 감소시키고 집중적 인 세척 체제가 필요합니다. 과도한 관리 및 방지 바이오 필름 축적은 지속적인 운영 작업입니다.

• 고급 시스템 / 유지 보수 고려 사항을위한 운영 복잡성 : 더 간단하지만 바이오 필름 프로세스 기본처럼 습격 필터 비교적 쉽게 작동하고 고급입니다 바이오 필름 반응기 (와 같은 MBRS 그리고 복잡한 ifas 디자인)는 더 높은 운영 복잡성을 도입 할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함될 수 있습니다.

  • 멤브레인 관리 : 을 위한 MBRS , 정교한 모니터링, CIP (Cleaning-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in) 프로토콜 및 백 플러싱 관리가 필요합니다. 파울 .
  • 미디어 보유 및 믹싱 : ~ 안에 MBBR 그리고 ifas 미디어 보유 화면 및 최적의 믹싱/폭기를위한 적절한 설계는 미디어 손실 또는 죽은 구역을 방지하기 위해 중요합니다.
  • 프로세스 모니터링 : 견고하고 최적화합니다 바이오 필름 성능은 여전히 ​​미생물 군집의 건강 및 활동을 보장하기 위해 용존 산소, pH 및 영양소 수준과 같은 매개 변수를 신중하게 모니터링해야합니다. 이 시스템은 기본 대응 물에 비해 더 높은 수준의 숙련 된 운영자와 더 복잡한 유지 보수 루틴을 요구할 수 있습니다.

바이오 필름 성능에 영향을 미치는 요인

어떤 것의 효과 바이오 필름 반응기 환경 및 운영 매개 변수의 복잡한 상호 작용에 크게 의존합니다. 이러한 요소를 이해하는 것은 최적화에 중요합니다 바이오 필름 성장, 시스템 안정성 유지 및 원하는 치료 결과를 달성합니다.

유압 유지 시간 (HRT)

유압 유지 시간 (HRT) 물의 양은 반응기에 남아있는 평균 길이를 나타냅니다. 오염 물질과 바이오 필름 .

• 영향: 미생물을 허용하기 위해 충분한 HRT가 필요합니다. 바이오 필름 오염 물질을 흡착, 대사 및 저하시키는 데 적절한 시간. HRT가 너무 짧은 경우, 오염 물질은 완전한 제거가 발생하기 전에 시스템을 통과 할 수있어 폐수 품질이 불량합니다. 반대로, 지나치게 긴 HRT가 항상 비례 적 이점을 산출하지는 않으며 불필요하게 큰 반응기 부피를 이끌어 낼 수 있습니다.
• 최적화 : 최적의 HRT는 특정 오염 물질, 표적 폐수 품질 및 유형에 따라 다릅니다. 바이오 필름 반응기 사용된. 예를 들어, 시스템을 위해 설계되었습니다 질화 질산화 박테리아가 더 느리게 자라기 때문에 일반적으로 유기 탄소 제거를위한 것보다 더 긴 시간이 필요합니다.

영양소 가용성

모든 살아있는 유기체와 마찬가지로 미생물 바이오 필름 성장, 신진 대사 및 세포 기능을 유지하기위한 필수 영양소의 균형 잡힌 공급이 필요합니다. 생물학적의 주요 영양소 수처리 탄소, 질소 및 인입니다.

• 영향:
  • 탄소 소스 : 유기물은 BOD/COD 제거를 담당하는 이종 영양 박테리아의 1 차 탄소 및 에너지 원 역할을합니다. 탈질 . 쉽게 구할 수있는 유기 탄소가 부족하면 활동을 제한 할 수 있습니다.
  • 질소 및 인 : 이들은 세포 합성에 필수적입니다. 질소 및 인 (일반적으로 C : N : P 비율 약 100 : 5 : 1)이 부족하여 영양소 제한, 미생물 성장 및 활동을 방해하고 잠재적으로 약한 바이오 필름 구조 또는 불완전한 오염 물질 제거.
• 최적화 : 일부 산업 폐수 또는 고도로 희석 된 시립 폐수의 경우 최적의 영양 보충제가 필요할 수 있습니다. 바이오 필름 성능. 반대로, 과도한 영양소는 바람직하지 않은 빠른 성장으로 이어질 수 있으며 파울 .

온도

온도는 대사 활동, 성장률 및 미생물의 효소 반응에 크게 영향을 미칩니다. 바이오 필름 .

• 영향:
  • 활동: 미생물 대사 속도는 일반적으로 온도에 따라 최적으로 증가한 다음 그 이상으로 감소합니다. 더 높은 온도 (Mesophy Range 내에서 ~ 20-40 ° C)는 일반적으로 오염 물질 저하가 더 빠르고보다 효율적인 처리로 이어집니다.
  • 성장률 : 질화 박테리아와 같은 주요 미생물 집단의 성장률은 온도에 매우 민감합니다. 저온은 급격히 느려질 수 있습니다 질화 추운 기후에서 제한 요인이됩니다.
  • 확산: 온도는 또한 물의 점도와 산소 및 기질의 확산 속도에 영향을 미칩니다. 바이오 필름 , 이는 내에서 질량 전달에 영향을 줄 수 있습니다 바이오 필름 행렬.
• 최적화 : 가열 폐수는 종종 비용으로 인해 실용적이지 않지만 시스템 설계는 때때로 온도 변동 (예 : 차가운 기후의 더 큰 반응기 부피)을 설명하거나 차가운 적응 미생물 균주를 선택할 수 있습니다.

pH

폐수의 pH는 미생물의 효소 활성 및 구조적 무결성에 직접 영향을 미칩니다. EPS 행렬. 대부분의 폐수 처리 미생물은 중립에서 약간 알칼리성 pH 범위 (일반적으로 6.5-8.5) 내에서 번성합니다.

• 영향:
  • 미생물 활동 : 극단적 인 pH 값 (너무 산성 또는 알칼리성)은 효소를 변성하고 미생물 성장을 억제하며 심지어 미생물을 죽일 수 있습니다.
  • 특정 프로세스 : 특정 생물학적 과정은 특히 pH- 민감합니다. 예를 들어, 질화 공정이 알칼리도를 소비하기 때문에 최적의 성능을 위해 7.0 이상의 pH가 필요한 pH에 매우 민감합니다. 탈질 반대로, 알칼리성을 증가시키는 경향이 있습니다.
  • EPS 안정성 : 안정성과 전하 EPS 매트릭스는 또한 pH에 영향을받을 수 있습니다 바이오 필름 구조와 접착력.
• 최적화 : 유입수 폐수의 pH를 모니터링하고 조정하는 것은 종종 최적의 조건을 유지하기 위해 종종 필요합니다. 바이오 필름 공정 억제를 방지하십시오.

용해 된 산소 (do)

용해 된 산소 (do) 호기성의 중요한 매개 변수입니다 바이오 필름 프로세스 , 산소는 많은 대사 반응에 대한 말단 전자 수용체로서 작용한다.

• 영향:
  • 호기성 공정 : 충분한 ~하다 이종 영양 박테리아에 의한 유기물의 효율적인 제거와 질화 자가 영양 질화제에 의해. 낮은 ~하다 레벨은 이러한 프로세스를 제한하여 불완전한 처리로 이어질 수 있습니다.
  • 무산소/혐기성 과정 : 반대로 프로세스와 같은 프로세스 탈질 , 무산소 조건 (유리 분자 산소가 없음)이 필요합니다. 두꺼운 바이오 필름 , 산소 구배는 자연적으로 발생할 수있어 표면에서의 호기성 분해와 무산소가 모두 가능합니다. 탈질 더 깊이 바이오 필름 행렬.
  • 바이오 필름 구조 : ~하다 레벨은 또한 물리적 구조에 영향을 줄 수 있습니다 바이오 필름 두께와 밀도에 영향을 미칩니다.
• 최적화 : 적절한 폭기 전략 (예 : 확산 통기, 표면 폭기 자)이 최적을 유지하기 위해 구현됩니다. ~하다 호기성 수준 바이오 필름 반응기 . 모니터링 ~하다 반응기의 다른 영역에서는 결합 된 탄소 제거 및와 같은 다단계 공정을 달성하는 데 중요합니다. 질화/탈질 .

바이오 필름 제어 전략

하는 동안 바이오 필름 귀중합니다 수처리 , 통제되지 않은 성장은 주로 운영 문제로 이어질 수 있습니다. 파울 그리고 막힘. 따라서 효과적입니다 바이오 필름 제어 프로세스 효율성과 시스템 수명을 유지하는 데 전략이 필수적입니다.

물리적 방법

물리적 방법은 제거 또는 방지를 목표로합니다 바이오 필름 기계적 수단을 통한 축적.

• 수색/전단력 : 원자로에서 MBBR 그리고 RBC , 캐리어의 지속적인 움직임 또는 디스크의 회전은 자연스럽게 과잉을 벗어나는 전단력을 만듭니다. 바이오 필름 , 최적의 두께 유지. 파이프에서 난류 흐름이 줄어들 수 있습니다 바이오 필름 부착.
• 역 세척 : 고정 베드 원자로의 경우 습격 필터 그리고 바프 , 주기적 역 세척 (종종 공기 수수로 물의 흐름을 되돌리기)은 축적되는 데 사용됩니다. 바이오 필름 정지 된 고형물, 막힘을 방지하고 유압 용량을 복원합니다.
• 기계 청소 : 막과 같은 표면의 경우 MBRS ,주기적인 기계적 스크러빙 또는 특수 청소 시스템은 종종 화학적 세정과 함께 사용될 수 있습니다.
• 스크래핑/브러싱 : 파이프 라인 또는 대형 표면에서 물리적 스크래핑 또는 칫솔질은 수동으로 누적 된 것을 제거 할 수 있습니다. 바이오 필름 .

화학적 방법

화학 물질은 종종 억제에 사용됩니다 바이오 필름 형성 또는 기존을 분리하고 죽이는 것 바이오 필름 .

• 소독제/생명화물 : 염소, 클로라민, 이산화 염소 및 오존과 같은 제제는 물을 소독하고 미생물 성장을 억제하는 데 널리 사용됩니다. ~ 안에 바이오 필름 대조군, 이들은 초기 부착을 방지하거나 미생물을 죽이기 위해 간헐적으로 또는 지속적으로 적용 할 수 있습니다. 바이오 필름 . 하지만, 바이오 필름 상당한 보호 기능을 제공하며 종종 더 높은 소독제 농도 또는 더 긴 접촉 시간이 필요합니다.
• 산화제 : 전형적인 소독제 외에도 과산화수소와 같은 다른 산화제는 EPS 매트릭스 및 킬 임베디드 세포.
• 계면 활성제 및 분산제 : 이 화학 물질은 미생물의 표면에 대한 접착력을 줄이고 기존의 분리를 도울 수 있습니다. 바이오 필름 분해함으로써 EPS 매트릭스, 제거에 더 취약합니다.
• 효소 : 특정 효소는 EPS 다당류 또는 단백질과 같은 매트릭스는 바이오 필름 구조.

생물학적 방법

생물학적 제어 전략은 미생물 상호 작용 또는 엔지니어링 된 접근 방식을 활용하여 관리합니다. 바이오 필름 성장, 종종보다 환경 친화적 인 대안을 제공합니다.

• 경쟁 제외 : 바람직하지 않은 특정 비 병원성 미생물을 소개합니다 바이오 필름 공간이나 영양소를위한 포모는 성장을 억제 할 수 있습니다.
• 박테리오파지 : 구체적으로 감염되고 해시 (파괴) 박테리아를 사용하는 바이러스는 바이오 필름 . 이것은 매우 구체적인 접근법입니다.
• 쿼럼 켄칭 : 이 전략은 방해를 포함합니다 정족수 감지 박테리아의 통신 시스템. 신호 분자를 저하 시키거나 수용체를 차단함으로써 쿼럼 담금질 박테리아가 조정하는 것을 방지 할 수 있습니다 바이오 필름 형성 행동, 따라서 억제 바이오 필름 성숙 및 분리 촉진.
• 생체 조정 : 종종 열화 향상에 사용되지만 생체 조정 또한 바람직하지 않은 화합물을 생성하는 균주를 도입 할 수 있습니다. 바이오 필름 성장.

사례 연구 : 바이오 필름 프로세스의 성공적인 구현

의 효능과 다양성 바이오 필름 프로세스 Real 세계에서의 성공적인 구현을 통해 가장 잘 설명됩니다 수처리 다양한 규모와 응용 분야의 시설.

시립 폐수 처리장

• 예: 많은 큰 도시 폐수 처리 식물이 통합되었습니다 MBBR 또는 ifas 엄격한 시스템 영양소 제거 (예를 들어, 총 질소 및 인) 배출 한계, 특히 부 영양에 민감한 지역에서.
• 성공 사례 : 대도시 시설은 기존 폭기 분지를 ifas 원자로. 추가하여 MBBR 운반체, 그들은 바이오 매스 농도를 크게 증가시켰다 질화 식물의 물리적 발자국을 확장하지 않고. 이로 인해 질화 박테리아 활동이 전형적으로 느려지는 추운 겨울철에도 새롭고 엄격한 암모니아 한계를 지속적으로 준수 할 수있었습니다.

산업 폐수 처리

• 예: 산업 부문, 특히 식음료, 펄프 및 종이, 화학 제조는 종종 고강도 또는 복잡한 폐수를 생성합니다. MBBR 그리고 혐기성 바이오 필름 반응기 (예를 들어, UASB- 성장이 부착 된 UASB- 혐오 혐기성 슬러지 담요)가 일반적으로 사용됩니다.
• 성공 사례 : 양조장이 성공적으로 구현되었습니다 MBBR 그것의 시스템 폐수 처리 . 양조 공정으로부터의 높은 유기 부하는 MBBR , 기존 사이트 내에서 소형 처리 솔루션을 허용합니다. 이 시스템은 배치 산업 운영의 전형적인 유기농 농도의 변동에 대해 강력한 것으로 판명되었으며, 비슷한 활성화 된 슬러지 시스템보다 운영자 개입이 적을 필요가있는 배출 규정을 충족하는 폐수를 일관되게 생산합니다.

식수 처리 시설

• 예: 바이오 필름 프로세스 , 특히 생물학적 활성탄 (BAC) 필터 점점 더 많이 사용됩니다 식수 처리 수질을 향상시키고 화학 소독제에 대한 의존도를 줄입니다.
• 성공 사례 : 계절적 맛과 냄새 화합물로 도전에 직면 한 식수 공장 및 소독 부산물 (DBP) 형성에 대한 우려는 과립 활성화 탄소 (GAC) 필터를 업그레이드했습니다. BAC 필터 . 격려함으로써 바이오 필름 GAC 매체의 성장, 식물은 자연 유기물 (NOIN) 및 특정 DBP 전구체의 현저한 감소를 관찰했습니다. ~ 전에 염소화. 이 생물학적 전처리는 소독에 필요한 염소의 양을 최소화하여 완성 된 식수에서 DBP 수준을 낮추고 안전성을 손상시키지 않으면 서 미학적 특성을 향상시켰다.

바이오 필름 기술의 미래 트렌드

필드 바이오 필름 기술 보다 효율적이고 지속 가능하며 탄력적 인 필요성에 의해 지속적으로 진화하고 있습니다. 수처리 솔루션. 몇 가지 주요 트렌드는 미래를 형성하는 것입니다.

• 생체 조정 : 구체적이고 매우 효과적인 미생물 균주의 전략적 도입 바이오 필름 반응기 새로운 대사 능력을 향상 시키거나 도입하는 것은 점점 증가하는 추세입니다. 이것은 재고 오염 물질을 저하시키는 것일 수 있습니다 (예 : 특정 제약, 산업 화학 물질), 개선 영양소 제거 어려운 조건에서, 또는 프로세스 탄력성 증가. 미생물 유전체학 및 합성 생물학의 발전 생체 조정 더 정확하고 효과적입니다.

• 생물 정화 : 바이오 필름 최전선에 있습니다 생물 정화 오염 된 사이트에 대한 노력. 여기에는 미생물 대사를 사용하여 토양 및 지하수에서 유해 물질 (중금속, 석유 탄화수소 또는 염소화 용매)을 변형 시키거나 고정시키는 것이 포함됩니다. 미래의 추세에는 현장이 포함됩니다 바이오 필름 자극과 전문화의 발달 바이오 필름 반응기 수동적이거나 반 패스 생물 정화 도전적인 환경.

• 고급 바이오 필름 반응기 : 연구 개발은 계속해서 경계를 밀고 있습니다 바이오 필름 반응기 설계. 여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 새로운 미디어 개발 : 특정 미생물 군집의 성장을 촉진하기 위해 최적화 된 표면적, 기공 구조 및 조정 된 표면 화학 물질을 갖는 캐리어를 설계합니다.
  • 통합 시스템 : 다중을 원활하게 결합하는보다 정교한 하이브리드 시스템을 개발합니다 바이오 필름 복잡한 처리 목표를 달성하기위한 성장 기술 (예 : 단일 반응기에서 동시 탄소, 질소 및 인 제거).
  • 모듈 식 및 분산 시스템 : 작고 확장 가능합니다 바이오 필름 반응기 분산 된 경우 수처리 원격 커뮤니티 또는 특정 산업 응용 분야에서.

• 모델링 및 시뮬레이션 : 고급 컴퓨터 모델링 및 시뮬레이션 도구는 설계, 최적화 및 문제 해결에 점점 더 중요 해지고 있습니다. 바이오 필름 프로세스 . 이러한 도구는 예측할 수 있습니다 바이오 필름 다양한 작동 조건 하에서 성장, 기질 침투, 산소 구배 및 전반적인 반응기 성능. 이를 통해보다 정확한 엔지니어링을 가능하게하고 광범위한 파일럿 테스트에 대한 의존도를 줄이며 다음과 같은 문제를 예상하고 완화하는 데 도움이됩니다. 파울 . 실시간 센서 데이터 및 AI 구동 제어 시스템과의 통합은 운영 효율성을 더욱 향상시킬 것입니다 .