биопленочный реактор использует колонии бактерий в лабораторных и промышленных процессах для производства таких веществ, как уксус и уксусную кислоту. Он также используется для производства этанола, молочной кислоты, бутанола, фумаровой кислоты и янтарной кислоты. Биопленка также регулярно используется для очистки сточных вод, и бактерии могут либо поглощать, либо расщеплять токсичные вещества в воде. Различные типы биопленочных реакторов включают мембранные реакторы, реакторы с псевдоожиженным слоем, уплотненным слоем, эрлифтные реакторы и реакторы с анаэробным слоем ила с восходящим потоком.
Внутри биопленочного реактора бактериальные клетки растут в структурной матрице и прикрепляются к поверхности. Отдельные клетки должны сначала прикрепиться к поверхности либо за счет электрического заряда, либо за счет химического притяжения, либо из-за концентрации питательных веществ. вблизи этой поверхности. Клетки должны быть необратимо прикреплены к поверхности для образования биопленки, что происходит при выработке внеклеточных полимерных веществ (ВПС). Биопленки развиваются в реакторе по мере того, как внутри них образуются каналы для воды, по которым питательные вещества могут достигать подповерхностных областей. По мере того, как питательные вещества истощаются, клетки, которые сосредотачиваются на производстве EPS, затем разрушают матрицу для пищи и бегства.
Питательные вещества, температура и природа клеток влияют на качество биопленочного реактора. Мембранные биопленочные реакторы, в которых пленка растет на газопередающей мембране, относятся к одному типу. Газообразный субстрат, которым может быть водород, кислород, или метан, аммиак или углекислый газ , используется бактериями. С помощью этого процесса загрязняющие вещества, такие как нитраты, нитриты, хлораты, броматы, мышьяки, селенаты и хлороформ, могут быть преобразованы в безвредные продукты.
Среды механически перемешиваются в реакторе с мешалкой непрерывного действия, но смесь нельзя перемешивать, когда имеется поддерживающая конструкция для пленки. Реактор с уплотненным слоем сначала заполняется поддерживающими материалами, а затем в него вводятся бактерии, и в него снизу вверх подаются питательные вещества. Бактериальные клетки имеют тенденцию быстро расти в этом типе биопленочного реактора. Реакторы с верхним слоем питаются сверху, но не каждая клетка в пленке получает питательные вещества. Другие реакторы включают псевдоожиженный слой, пригодный для разрушения токсичных фенольных химикатов, и эрлифтные реакторы, в которых воздух снизу смешивается с жидкостью в двух трубах.
Для очистки воды анаэробные реакторы с шламовым покровом с восходящим потоком перерабатывают сточные воды и промышленные стоки. Биопленочный реактор также можно использовать для расщепления газов и запахов. В целом, он может обрабатывать большие объемы воды или жидкости с высокой скоростью, создавая эффективный промышленный процесс.
