生活中如何控制生物膜的形成

㈠ 采取什么办法可以防止生物膜的细菌生物膜形成

什么办法可以防止生物膜的细菌生物膜形成
生物膜形成主要分为两个阶起始的黏附和接下来的成熟。在慢性感染中，毒力决定因子是金黄色葡萄球菌感染的关键，已经段，确定许多蛋白和这一过程相关，如多糖细胞间黏附素、凝聚因子A、金黄色葡萄球菌表面蛋白、生物膜形成相关蛋白等。细菌生物膜（BF）是细菌在生长过程中为适应生存环境的变化而附着于机体组织或生物材料表面形成的一种与浮游细胞相对应的生长方式，由细菌和胞外基质组成。生物膜形成后，细菌被包裹于胞外基质中，对机体免疫清除作用及抗生素的杀菌作用的抵抗力增强，使得这两种机制均难以有效地清除感染灶，且生物膜内的细菌还可不断生长并释放入血，造成慢性感染和停用抗生素后感染复发，导致疾病迁延不愈。

㈡ 生物膜法的基本原理是什么

生物膜法和活性污泥法一样,都是利用微生物来去除废水中有机物的方法,为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料,是影响生物膜法的发展和性能的重要因素.
生物膜法的基本原理
1.生物膜的形成及特点
生物膜法是通过附着在载体或介质表面上的细菌等微生物生长繁殖,形成膜状活性生物污泥生物膜,利用生物膜降解污水中的有机物的生物处理方法.生物膜中的微生物以污水中的有机污染物为营养物质,在新陈代谢过程中将有机物降解,同时微生物自身也得到增殖.
随着微生物的不断繁殖增长,以及废水中悬浮物和微生物的不断沉积,使生物膜的厚度不断增加,其结果是使生物膜的结构发生变化.
在生物处理过程中,生物膜总是在不断地生长、更新和脱落的,造成生物膜不断脱落的原因有：水力冲刷、由于膜增厚造成重的增大、原生动物的松动、厌氧层和介质的粘结力较弱等.
生物膜法适用于中小规模污水生物处理,污水处理系统可以独立建立,也可以与其他污水处理工艺组合应用.污水进行生物膜法处理前,宜经沉淀处理,当进水水质或水量波动大时,应设置调节池.
生物膜的结构及其净化废水的机理
生物膜是蓬松的絮状结构,微孔多,表面积大,具有很强的吸附能力.生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养物质,将一部分物质转化为细胞物质,进行繁殖生长,成为生物膜中新的活性物质,另一部分物质转化为排泄物,在转化过程中放出能量,供应微生物生长的需要.增殖的生物膜脱落后进入废水,在二次沉淀池中被截留下来,成为污泥.如果有机物负荷比较高,生物膜对吸附的有机物来不及氧化分解时,能形成不稳定的污泥,这类污泥需要进行再处理.
由于生物膜法中的微生物以附着的状态存在,所以泥龄长,使生物膜中既有世代时间短、比增长速率大的微生物,双有世代时间长、比增长速率小的微生物,这使生物膜法中参与代谢的微生物种类多于活性污泥法. 生物膜法的主要特征
与活性污泥法相比,生物膜法具有以下特征：
⑴生物相特征：
①参与净化反应微生物多样化
②生物的食物链长
③能够存活世代时间较长的微生物
④分段运行与优占种属
⑵工艺特征
①抗冲击负荷能力强
②污泥沉降性能良好,宜于固液分离
③能够处理低浓度的废水
④运行简单、节能,易于维护管理,动力费用低
⑤产生的污泥量少
⑥在低水温条件下,也能保持一定的净化功能
⑦具有较好的硝化与脱氮功能

㈢ 生物膜的形成一般有哪几个过程

细菌形成生物被膜是一个动态的过程，主要可分为四个阶段：细菌可逆性粘附的定殖阶段、不可逆性粘附的集聚阶段、生物被膜的成熟阶段和细菌的脱落与再定植阶段。

1、细菌可逆性粘附的定殖阶段

当浮游细菌与惰性物体表面或活性实体的表面接触后，浮游细菌会粘附到物体表面，启动在物体表面形成生物被膜。在这个阶段，单个附着细胞仅由少量胞外聚合物包裹，还未进入生物被膜的形成过程，很多菌体还可重新进入浮游状态，因此这时细菌的粘附是可逆的。

2、细菌不可逆性粘附的集聚阶段

细菌在经过初始的定殖粘附后，一些特定基因的表达开始调整，与形成生物被膜相关的基因被激活，细菌在生长繁殖的同时分泌大量胞外聚合物粘结细菌。在这个阶段，细菌对物体表面的粘附更为牢固，是不可逆的。

3、生物被膜的成熟阶段

细菌与物体表面经过不可逆的粘附阶段后，生物被膜的形成逐渐进入成熟期。成熟的生物被膜形成高度有组织的结构，由类似蘑菇状或堆状的微菌落组成，在这些微菌落之间围绕着大量通道，可以运送养料、酶、代谢产物和排出废物等。

4、细菌的脱落与再定殖阶段

成熟的生物被膜通过蔓延、部分脱落或释放出浮游细等进行扩展，脱落或释放出来的细菌重新变为浮游菌，它们又可以在物体表面形成新的生物被膜。

(3)生活中如何控制生物膜的形成扩展阅读

一旦生物膜的初始层已经形成，生物膜内的微生物经历一段生长时期，其中形成更多的EPS层，并且微生物细胞的总数指数地增加。生物膜的一部分可以通过被称为生物膜扩散的过程脱落，从而允许它们定居在新的位置。

生物膜能够转移耐药质粒并隐藏其动态群落中的病原微生物，从而在临床环境中引起严重的问题。

诸如起搏器和导管的医疗装置容易在其表面上形成生物膜。这可能导致保健相关感染，由于生物膜的性质，很难用抗微生物疗法治疗。

生物膜引起的慢性感染是常见的。对于囊性纤维化( CF )患者，细菌感染是疾病和死亡的主要原因。革兰阴性菌铜绿假单胞菌是cf患者肺部的主要致病菌

即使使用抗生素，这些细菌也能够在这些患者的肺中持续形成生物膜群落。这常常导致终身治疗。

在医疗装置中使用镀银表面是防止在医疗装置上形成生物膜的常见方法。器件表面的银延迟并减少微生物的定植。

群体感应抑制剂也可用于防止生物膜定殖。它们增加了生物膜对抗微生物处理的敏感性，并且最近的研究表明它们在破坏铜绿假单胞菌生物膜方面有效。

参考资料来源：网络-生物膜

㈣ 如何防止水循环管道内生物膜的产生

长期使用的供水管道中会滋生细菌生物膜，细菌生物膜不仅能够滋生大量细菌，而且还对细菌产生保护。供水管道中生物膜会释放细菌，使得水中菌群超标，造成水质在传输过程中二次污染。普通消毒剂并不能清除生物膜，导致不能彻底杀灭供水中的细菌。使用杀菌系统可以清除生物膜，其产生的次氯酸溶液能迅速破坏有害生物膜，抑制其再生，并杀灭水中细菌，无毒无残留。

㈤ 影响生物膜法功能的主要因素有哪些

生物膜的功能的话,主要是由膜蛋白的种类的多少和数量决定的。
(1)温度温度是影响微生物正常代谢的重要因素之一。任何大慎一种微生物都有一个最佳生长温度，在一定的温度范Χ内，大多数微生物的新陈代谢活动都会随着温度的升高而增强，随着温度的下降而减弱。好氧微生物的适宜温度范Χ是10～35℃，一般水温低于10℃，对生物处理的净化效果将产生不利影响。在温度高的夏季，生物处理效果最好；而在冬季水温低，生物膜的活性受到抑制，处理效果受到影响。水温在接近细菌生长的最高生长温度时，细菌的代谢速度达到最大值，此时，可使胶体基质作为呼吸基质而消耗，使污泥结构松散而解体，吸附能力降低，并使出水由于飘泥而浑浊、出水SS升高，结果出水BODs反而增加；温度升高还会使饱和溶解氧降低，氧的传递速率降低，在供氧跟不上时造成溶解氧不足，污泥缺氧腐化而影响处理效果，超过最高温度时，最终会导致细菌死亡。因此，对温度高的工业废水必要时应予以降温措施。

(2)pH值微生物的生长、繁殖与pH值有着密切关系，对好氧微生物来说，pH值在6．5～8．5之间较为适宜。细菌经驯化后对pH值的适应范Χ可进一步提高。如印染废水进入水解酸化池时，pH值控制在9．0～10．5范Χ内，经长期驯化后，处理效果保持良好。

一般来讲，废水中大多含有碳酸、碳酸盐类、铵盐及磷酸盐类物质，使污水具有一定的缓冲pH值的能力。在一定范Χ内，对酸或碱的加入能起到缓冲作用，不至于引起pH值大的变化。一般来说，城市污水大都具有一定的缓冲能力，生物反应都是在ø的参与下进行，ø反应需要合适的pH值，因此污水的pH值对细菌的代谢活性有很大的影响，此外，pH值还会改变细菌表面电荷，从而影响它对营养的吸收。微生物对pH值的波动十分敏感，即使在其生长pH值范Χ内的pH值的突然改变也会引起细菌活性的明显下降，这是由于细菌对pH值改变的适应比对温度改变的适应过程慢得多。因此应尽量避免污水pH值突然变化。

(3)水力负荷水力负荷的大小直接关系到污水在反应器中与载体上生物膜的接触时问。微生物对有机物的降解需要一定的接触反应时间作保证。水力负荷愈小，污水与生物膜接触时间愈长，处理效果愈好。 水力负荷的大小在控制生物膜厚度，改善传质方面也有一定的作用。水力负荷的提高，其紊流剪切作用对膜厚的控制以及对传质的改善有利，但水力负荷应控制在一定的限度以内，以免因水力冲刷作用过强，造成生物膜的流失。因此，不同的生物膜法工艺应有其适宜的水力负荷。

(4)溶解氧溶解氧是生物处理的一个重要控制因素。在生物膜法处理中，溶解氧应保持一定的水平，一般以4mg 02／L左右为宜。在这种情况下，活性污泥或生物膜的结构正常，沉降、絮凝性能也良好。而溶解氧的低值，一般应维持不低于2mg 02／L，而且这个低值亦只是发生在反应器的局部地区，如反应器的进口部分，有机物相对集中及较多的地方。另外，氧供应过多，反而会因代谢活动增强，营养供应不上而使污泥或生物膜自身产生氧化，促使污泥老化。

(5)载体表面结构与性质作为生物载体对处理效果的影响主要反映在载体的表面性质，包括载体的比表面积的大小、表面亲水性及表面电荷、表面粗糙度、载体的密度、堆积密度、孑L隙率、强度等。因此载体的选择不仅决定了可供生物膜生长的比表面积的大小和生物膜量的大小，而且还影响着反应器中的水动力学状态。在正常生长环境下，微生物表面带有负电荷，如果载体表面带正电荷，这将使微生物在载体表面附着、固定过程更易进行。载体表面的粗糙度有利于细菌在其表面附着、固定，粗糙好消的表面增加了细菌与载体间的有效接触面积，比表面积形成的孔洞、裂缝等对已附着的细菌起到屏蔽保护，使具免受水力剪切的冲刷作用。

(6)生物膜量及活性 生物膜的厚度反应了生物量的大小，也影响着溶解氧和基质的传递。当考虑生物膜厚度时，要区分膜的总厚度与活性厚度，生物膜中的扩散阻力(膜内传质阻力)限制了过厚生物膜实际参与降解基质的生物膜量。只有在膜活性厚度范Χ(70～100nm)内，基质降解速度随膜厚度的增加而增加。当生物膜为薄层膜时，膜内传质阻力小，膜的活性好。当生物膜超出活性厚度时，基质降解速度与膜厚无关。由此推知，各种生物膜法适宜的生物膜厚度应控制在159nm以下。随生物膜厚度增大友仿知，膜内传质阻力增加，单λ生物膜量的膜活性下降，已不能提高生物膜对基质的降解能力，反而会因生物膜的持续增厚，膜内层由兼性层转入厌氧状态，导致膜的大量自动脱落(超过600nm即发生脱落)，或填料上出现积泥，或出现填料堵塞现象，从而影响到生物池的出水水质。