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Get一下第3代活性生物滤料

来源:原创 | 发布时间:2018/12/22 |

一、活性生物滤料载体的挂膜过程
       根据研究,微生物膜的形成通常经历载体表面改良、可逆附着、不可逆附着、生物膜形成四个阶段,具体描述如下:  
微生物在载体上的挂膜可分为微生物吸附和固着生长两个阶段。载体加入水体以后,首先进入吸附期。由图可见,有部分微生物和丝状物质已经附着在载体表面,附着了较多物质的位置往往是载体的凹处,不容易被水流剪切的地方。此时悬浮液中的微生物大量增长,出现较明显的一个污泥层。
  吸附期载体表面照片(×100)
经过不可逆附着以后,微生物在载体表面获得一个比较稳定的生长环境,在供氧和底物充足的情况下,吸附在载体上的污泥中的微生物很快就开始生长。为微生物在载体表面开始生长时的情景,由图可见到活性很好的钟虫和累枝虫等。
       累枝虫等微生物在载体大量繁殖
随着培养驯化时间的增长,在载体表面生长的生物膜也迅速增长,逐渐覆盖整个载体表面,并开始增厚。但生物膜的生长并不均匀,在载体比较突出的地方,生物膜比较薄,而凹处则会长出相当繁盛的菌落,可见水力剪切对生物膜的生长具有重要的影响。在载体表面附着生长的微生物种类也很繁多,除了累枝虫、钟虫外,还可观察到丝状菌、球菌、杆菌等,还有一些游泳性的细菌在活动。如下图所示。随着载体上附着了越来越多的生物膜,载体的表观密度逐渐会下降,变得更轻,更容易流态化,同时在下降区的载体下降速度有所变慢。
二、挂膜过程中的影响因素   
1.生物载体挂膜过程中的作用力
生物载体挂膜过程中的作用力直接促成了微生物与载体表面的直接作用,在整个生物膜形成过程中起着至关重要的作用。生物载体在挂膜过程的作用力较为复杂,这里详细分析与生物载体表面理化特性有关的物理力,如范德华力、静电作用力、表面张力、水动力外,还有湍流扩散力、表面剪切力、载体运动引起的力等。
       2.载体表面亲水性的影响
通过对不同载体挂膜实验得出:第三代活性生物滤料载体含有-OH、酰胺基等亲水性基团,而大部分微生物本身具有良好的亲水性,载体表面与微生物表面能够形成氢键结构;同时亲水性载体表面自由能低于疏水性载体的表面自由能,水中的微生物更容易接近亲水性载体表面和空隙内部吸附生长。实验中对第三代活性生物滤料载体与普通多孔载体进行了比较,结果显示第三代活性生物滤料载体的挂膜量及挂膜生物活性均远大于普通多孔载体,更适宜微生物繁殖生产。
       3.载体比表面积对生物膜附着性能的影响
载体的比表面积是形成初期生物膜的主要影响因素。大的比表面积提高了载体对微生物的捕捉能力,增加载体的生物量,从而加快生物膜的形成速度。第3代活性生物滤料比表面积大,生物附着率高,与石英砂相比,比表面积为同等体积的石英砂的10倍以上,孔隙率为石英砂的5倍以上。
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