生活中如何控制生物膜的形成

㈠ 採取什麼辦法可以防止生物膜的細菌生物膜形成

什麼辦法可以防止生物膜的細菌生物膜形成
生物膜形成主要分為兩個階起始的黏附和接下來的成熟。在慢性感染中，毒力決定因子是金黃色葡萄球菌感染的關鍵，已經段，確定許多蛋白和這一過程相關，如多糖細胞間黏附素、凝聚因子A、金黃色葡萄球菌表面蛋白、生物膜形成相關蛋白等。細菌生物膜（BF）是細菌在生長過程中為適應生存環境的變化而附著於機體組織或生物材料表面形成的一種與浮游細胞相對應的生長方式，由細菌和胞外基質組成。生物膜形成後，細菌被包裹於胞外基質中，對機體免疫清除作用及抗生素的殺菌作用的抵抗力增強，使得這兩種機制均難以有效地清除感染灶，且生物膜內的細菌還可不斷生長並釋放入血，造成慢性感染和停用抗生素後感染復發，導致疾病遷延不愈。

㈡ 生物膜法的基本原理是什麼

生物膜法和活性污泥法一樣,都是利用微生物來去除廢水中有機物的方法,為生物膜提供附著生長固定表面的材料稱為填料,是影響生物膜法的發展和性能的重要因素.
生物膜法的基本原理
1.生物膜的形成及特點
生物膜法是通過附著在載體或介質表面上的細菌等微生物生長繁殖,形成膜狀活性生物污泥生物膜,利用生物膜降解污水中的有機物的生物處理方法.生物膜中的微生物以污水中的有機污染物為營養物質,在新陳代謝過程中將有機物降解,同時微生物自身也得到增殖.
隨著微生物的不斷繁殖增長,以及廢水中懸浮物和微生物的不斷沉積,使生物膜的厚度不斷增加,其結果是使生物膜的結構發生變化.
在生物處理過程中,生物膜總是在不斷地生長、更新和脫落的,造成生物膜不斷脫落的原因有：水力沖刷、由於膜增厚造成重的增大、原生動物的松動、厭氧層和介質的粘結力較弱等.
生物膜法適用於中小規模污水生物處理,污水處理系統可以獨立建立,也可以與其他污水處理工藝組合應用.污水進行生物膜法處理前,宜經沉澱處理,當進水水質或水量波動大時,應設置調節池.
生物膜的結構及其凈化廢水的機理
生物膜是蓬鬆的絮狀結構,微孔多,表面積大,具有很強的吸附能力.生物膜微生物以吸附和沉積於膜上的有機物為營養物質,將一部分物質轉化為細胞物質,進行繁殖生長,成為生物膜中新的活性物質,另一部分物質轉化為排泄物,在轉化過程中放出能量,供應微生物生長的需要.增殖的生物膜脫落後進入廢水,在二次沉澱池中被截留下來,成為污泥.如果有機物負荷比較高,生物膜對吸附的有機物來不及氧化分解時,能形成不穩定的污泥,這類污泥需要進行再處理.
由於生物膜法中的微生物以附著的狀態存在,所以泥齡長,使生物膜中既有世代時間短、比增長速率大的微生物,雙有世代時間長、比增長速率小的微生物,這使生物膜法中參與代謝的微生物種類多於活性污泥法. 生物膜法的主要特徵
與活性污泥法相比,生物膜法具有以下特徵：
⑴生物相特徵：
①參與凈化反應微生物多樣化
②生物的食物鏈長
③能夠存活世代時間較長的微生物
④分段運行與優占種屬
⑵工藝特徵
①抗沖擊負荷能力強
②污泥沉降性能良好,宜於固液分離
③能夠處理低濃度的廢水
④運行簡單、節能,易於維護管理,動力費用低
⑤產生的污泥量少
⑥在低水溫條件下,也能保持一定的凈化功能
⑦具有較好的硝化與脫氮功能

㈢ 生物膜的形成一般有哪幾個過程

細菌形成生物被膜是一個動態的過程，主要可分為四個階段：細菌可逆性粘附的定殖階段、不可逆性粘附的集聚階段、生物被膜的成熟階段和細菌的脫落與再定植階段。

1、細菌可逆性粘附的定殖階段

當浮游細菌與惰性物體表面或活性實體的表面接觸後，浮游細菌會粘附到物體表面，啟動在物體表面形成生物被膜。在這個階段，單個附著細胞僅由少量胞外聚合物包裹，還未進入生物被膜的形成過程，很多菌體還可重新進入浮游狀態，因此這時細菌的粘附是可逆的。

2、細菌不可逆性粘附的集聚階段

細菌在經過初始的定殖粘附後，一些特定基因的表達開始調整，與形成生物被膜相關的基因被激活，細菌在生長繁殖的同時分泌大量胞外聚合物粘結細菌。在這個階段，細菌對物體表面的粘附更為牢固，是不可逆的。

3、生物被膜的成熟階段

細菌與物體表面經過不可逆的粘附階段後，生物被膜的形成逐漸進入成熟期。成熟的生物被膜形成高度有組織的結構，由類似蘑菇狀或堆狀的微菌落組成，在這些微菌落之間圍繞著大量通道，可以運送養料、酶、代謝產物和排出廢物等。

4、細菌的脫落與再定殖階段

成熟的生物被膜通過蔓延、部分脫落或釋放出浮游細等進行擴展，脫落或釋放出來的細菌重新變為浮游菌，它們又可以在物體表面形成新的生物被膜。

(3)生活中如何控制生物膜的形成擴展閱讀

一旦生物膜的初始層已經形成，生物膜內的微生物經歷一段生長時期，其中形成更多的EPS層，並且微生物細胞的總數指數地增加。生物膜的一部分可以通過被稱為生物膜擴散的過程脫落，從而允許它們定居在新的位置。

生物膜能夠轉移耐葯質粒並隱藏其動態群落中的病原微生物，從而在臨床環境中引起嚴重的問題。

諸如起搏器和導管的醫療裝置容易在其表面上形成生物膜。這可能導致保健相關感染，由於生物膜的性質，很難用抗微生物療法治療。

生物膜引起的慢性感染是常見的。對於囊性纖維化( CF )患者，細菌感染是疾病和死亡的主要原因。革蘭陰性菌銅綠假單胞菌是cf患者肺部的主要致病菌

即使使用抗生素，這些細菌也能夠在這些患者的肺中持續形成生物膜群落。這常常導致終身治療。

在醫療裝置中使用鍍銀表面是防止在醫療裝置上形成生物膜的常見方法。器件表面的銀延遲並減少微生物的定植。

群體感應抑制劑也可用於防止生物膜定殖。它們增加了生物膜對抗微生物處理的敏感性，並且最近的研究表明它們在破壞銅綠假單胞菌生物膜方面有效。

參考資料來源：網路-生物膜

㈣ 如何防止水循環管道內生物膜的產生

長期使用的供水管道中會滋生細菌生物膜，細菌生物膜不僅能夠滋生大量細菌，而且還對細菌產生保護。供水管道中生物膜會釋放細菌，使得水中菌群超標，造成水質在傳輸過程中二次污染。普通消毒劑並不能清除生物膜，導致不能徹底殺滅供水中的細菌。使用殺菌系統可以清除生物膜，其產生的次氯酸溶液能迅速破壞有害生物膜，抑制其再生，並殺滅水中細菌，無毒無殘留。

㈤ 影響生物膜法功能的主要因素有哪些

生物膜的功能的話,主要是由膜蛋白的種類的多少和數量決定的。
(1)溫度溫度是影響微生物正常代謝的重要因素之一。任何大慎一種微生物都有一個最佳生長溫度，在一定的溫度范Χ內，大多數微生物的新陳代謝活動都會隨著溫度的升高而增強，隨著溫度的下降而減弱。好氧微生物的適宜溫度范Χ是10～35℃，一般水溫低於10℃，對生物處理的凈化效果將產生不利影響。在溫度高的夏季，生物處理效果最好；而在冬季水溫低，生物膜的活性受到抑制，處理效果受到影響。水溫在接近細菌生長的最高生長溫度時，細菌的代謝速度達到最大值，此時，可使膠體基質作為呼吸基質而消耗，使污泥結構鬆散而解體，吸附能力降低，並使出水由於飄泥而渾濁、出水SS升高，結果出水BODs反而增加；溫度升高還會使飽和溶解氧降低，氧的傳遞速率降低，在供氧跟不上時造成溶解氧不足，污泥缺氧腐化而影響處理效果，超過最高溫度時，最終會導致細菌死亡。因此，對溫度高的工業廢水必要時應予以降溫措施。

(2)pH值微生物的生長、繁殖與pH值有著密切關系，對好氧微生物來說，pH值在6．5～8．5之間較為適宜。細菌經馴化後對pH值的適應范Χ可進一步提高。如印染廢水進入水解酸化池時，pH值控制在9．0～10．5范Χ內，經長期馴化後，處理效果保持良好。

一般來講，廢水中大多含有碳酸、碳酸鹽類、銨鹽及磷酸鹽類物質，使污水具有一定的緩沖pH值的能力。在一定范Χ內，對酸或鹼的加入能起到緩沖作用，不至於引起pH值大的變化。一般來說，城市污水大都具有一定的緩沖能力，生物反應都是在ø的參與下進行，ø反應需要合適的pH值，因此污水的pH值對細菌的代謝活性有很大的影響，此外，pH值還會改變細菌表面電荷，從而影響它對營養的吸收。微生物對pH值的波動十分敏感，即使在其生長pH值范Χ內的pH值的突然改變也會引起細菌活性的明顯下降，這是由於細菌對pH值改變的適應比對溫度改變的適應過程慢得多。因此應盡量避免污水pH值突然變化。

(3)水力負荷水力負荷的大小直接關繫到污水在反應器中與載體上生物膜的接觸時問。微生物對有機物的降解需要一定的接觸反應時間作保證。水力負荷愈小，污水與生物膜接觸時間愈長，處理效果愈好。 水力負荷的大小在控制生物膜厚度，改善傳質方面也有一定的作用。水力負荷的提高，其紊流剪切作用對膜厚的控制以及對傳質的改善有利，但水力負荷應控制在一定的限度以內，以免因水力沖刷作用過強，造成生物膜的流失。因此，不同的生物膜法工藝應有其適宜的水力負荷。

(4)溶解氧溶解氧是生物處理的一個重要控制因素。在生物膜法處理中，溶解氧應保持一定的水平，一般以4mg 02／L左右為宜。在這種情況下，活性污泥或生物膜的結構正常，沉降、絮凝性能也良好。而溶解氧的低值，一般應維持不低於2mg 02／L，而且這個低值亦只是發生在反應器的局部地區，如反應器的進口部分，有機物相對集中及較多的地方。另外，氧供應過多，反而會因代謝活動增強，營養供應不上而使污泥或生物膜自身產生氧化，促使污泥老化。

(5)載體表面結構與性質作為生物載體對處理效果的影響主要反映在載體的表面性質，包括載體的比表面積的大小、表面親水性及表面電荷、表面粗糙度、載體的密度、堆積密度、孑L隙率、強度等。因此載體的選擇不僅決定了可供生物膜生長的比表面積的大小和生物膜量的大小，而且還影響著反應器中的水動力學狀態。在正常生長環境下，微生物表面帶有負電荷，如果載體表面帶正電荷，這將使微生物在載體表面附著、固定過程更易進行。載體表面的粗糙度有利於細菌在其表面附著、固定，粗糙好消的表面增加了細菌與載體間的有效接觸面積，比表面積形成的孔洞、裂縫等對已附著的細菌起到屏蔽保護，使具免受水力剪切的沖刷作用。

(6)生物膜量及活性 生物膜的厚度反應了生物量的大小，也影響著溶解氧和基質的傳遞。當考慮生物膜厚度時，要區分膜的總厚度與活性厚度，生物膜中的擴散阻力(膜內傳質阻力)限制了過厚生物膜實際參與降解基質的生物膜量。只有在膜活性厚度范Χ(70～100nm)內，基質降解速度隨膜厚度的增加而增加。當生物膜為薄層膜時，膜內傳質阻力小，膜的活性好。當生物膜超出活性厚度時，基質降解速度與膜厚無關。由此推知，各種生物膜法適宜的生物膜厚度應控制在159nm以下。隨生物膜厚度增大友仿知，膜內傳質阻力增加，單λ生物膜量的膜活性下降，已不能提高生物膜對基質的降解能力，反而會因生物膜的持續增厚，膜內層由兼性層轉入厭氧狀態，導致膜的大量自動脫落(超過600nm即發生脫落)，或填料上出現積泥，或出現填料堵塞現象，從而影響到生物池的出水水質。