Vad är en biofilmreaktor?
En biofilmreaktor använder bakteriekolonier i laboratorie- och industriella processer för att producera ämnen som vinäger och ättiksyra. Det används också för att tillverka etanol, mjölksyra, butanol, fumarsyra och bärnstenssyra. Biofilm används också regelbundet för avloppsrening, och bakterierna kan antingen absorbera eller bryta ner giftiga ämnen i vattnet. De olika typerna av biofilmreaktorer inkluderar membran, fluidiserad bädd, packad bädd, luftlyft och anaerob slamfilmreaktorer.
Inuti en biofilmreaktor växer bakterieceller inom en strukturmatris och fäster vid en yta. Enskilda celler måste först fästas vid en yta, antingen genom elektrisk laddning eller kemisk attraktion, eller på grund av koncentrationen av näringsämnen nära denna yta. Celler måste vara irreversibelt fästa vid ytan för att bilda en biofilm, vilket händer när extracellulära polymera substanser (EPS) produceras. Biofilmer utvecklas i reaktorn när vattenkanaler bildas i dem så att näringsämnen kan nå underytor. När näringsämnen tappas bryter celler som fokuserar på att producera EPS sedan matrisen för mat och fly.
Näringsämnen, temperaturen och cellens natur påverkar kvaliteten på en biofilmreaktor. Membranbiofilmreaktorer, i vilka filmen växer på ett gasöverföringsmembran, är en typ. Ett gasfassubstrat, som kan vara antingen väte, syre eller metan, ammoniak eller koldioxid, används av bakterierna. Föroreningar, såsom nitrater, nitriter, klorater, bromat, arsenant, selenat och kloroform, kan reduceras till oskadliga produkter genom denna process.
Media omrörs mekaniskt i en kontinuerlig omrörd tankreaktor, men blandningen kan inte omröras när det finns en bärande struktur för filmen. En reaktor med packad bädd fylls först med bärarmaterial innan bakterierna införs och matas från botten med näringsämnen. Bakterieceller tenderar att växa snabbt i denna typ av biofilmreaktor. Reaktorer i toppbädden matas uppifrån, men inte alla celler i filmen får näringsämnen. Andra reaktorer inkluderar fluidiserad bädd, lämplig för nedbrytning av toxiska fenolkemikalier, och luftlyftreaktorer, som blandar luft från botten med vätska i två rör.
För vattenbehandling bearbetar uppflödet anaerobt slamfiltreaktorer avloppsvatten och industriellt avlopp. En biofilmreaktor kan också användas för att bryta ned gaser och lukt. Sammantaget kan den behandla stora volymer vatten eller vätska i höga mängder, vilket skapar en effektiv industriell process.