تصفیه آب و فاضلاب

MICROALGAL BIOFILMS

روی هر ماده ای که مقدار مشخصی از رطوبت در آن قرار داشته باشد ، 

می تواند یک بیوفیلم تشکیل شود ، که معمولاً به صورت یک لایه لجن 

دیده می شود. بیوفیلم ها را می توان در تمام محیط های طبیعی کشف کرد.

 در محیط های آبی و خاکی فاضلاب صنعتی، روی بافت گیاهان و همچنین روی حیوانات.

 علاوه بر این ، بیوفیلم ها در بسیاری از سیستم های فنی مانند فیلترها

 و سایر مواد متخلخل ، مخازن ، فاضلاب بهداشتی سیستم های لوله کشی ، خطوط لوله ،

 بدنه کشتی ، مبدل های حرارتی و غشاهای جداسازی مشاهده می شوند

 (Flemming and Wingender 2001). اگر نور کافی وجود داشته باشد ، 

بیوفیلم حاوی ریز جلبک هایی نیز خواهد بود و اغلب یک رنگ سبز را به

 نمایش می گذارد. بیوفیلم های ریزجلبکی به عنوان جمعیت های فوتوتروفیک

 تعریف می شوند که به یکدیگر متصل شده و یا به سطوح متصل شده اند

و در یک ماتریس ژل مانند از مواد پلیمری خارج سلول (EPS) محبوس می شوند

(Di Pippo et al. 2011؛ ??Sekar et al. 2002 .تصفیه آب بیوفیلم ها شامل جمعیت های

 رشد یافته روی مواد حامل (مسطح) و همچنین سنگدانه ها و گلخانه های 

میکروبی است. این پایان نامه بر روی بیوفیلمهایی که روی مواد حامل رشد کرده اند

 تمرکز خواهد کرد. در شکل 1.1 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از

 بیوفیلم های ریز جلبکی رشد یافته در پساب فاضلاب شهری از تصفیه خانه

 فاضلاب در لیوواردن ، هلند به تصویر کشیده شده است.لوله کاروگیت

بیوفیلم های میکروجلبکی می توانند روی هر سطح یا ماده حامل
 که رطوبت و نور کافی دریافت می کند ، رشد کنند. این مورد توسط
طیف گسترده ای از مواد که به عنوان ماده حامل برای بیوفیلم های
 ریزجلبکی آزمایش شده اند ، تأکید می شود. مواد آزمایش شده
 شامل پلاستیک های مختلف: پلی وینیل کلراید (پی وی سی) ، 
پلی اتیلن (PE) ، پلی اورتان (PUR) ، پلی متیل متاکریلات (PMMA) ،
 پلی استایرن ، پلی کربنات ، پلی آمید (نایلون) ؛ مواد طبیعی مختلف: 
ساقه های نی قدیمی ، نی سبز ، لوله بامبو ، گرانیت ، آندزیت ؛
 و بسیاری از مواد دیگر مانند شیشه بوروسیلیکات ، مقوا ،
 اسفنج لوفا ، اسکرابر الیافی ، کاشی و سرامیک سپتیک تانک
 (Irving and Allen 2011؛ ??Johnson and Wen 2009؛ 
Ács et al. 2008؛ Khatoon et al. 2007؛ Kröpfl et al. 2006).
 نوع ماده حامل بر استعمار گونه های مختلف ریز جلبک و
 سیانوباکتری تأثیر می گذارد و از این طریق بر بیوفیلم برای 
تولید تأثیر می گذارد (Khatoon et al. 2007؛ Kröpfl et al. 2006).
 Irving and Allen (2011) تشخیص دادند که زبری سطح بر میزان 
استعمار اولیه تأثیر می گذارد. سطوح دارای شیارها در مقایسه
 با سطوح صاف سریعتر مستعمره می شوند ، اما این اثر پس
 از چند روز از بین می رود.رشد بیوفیلم های ریز جلبکی 
با استعمار ماده حامل غالباً توسط دیاتومها و جلبک های سبز 
آغاز می شود (جانسون و همکاران 1997 ؛ بیگز 1996).
 زیست توده در ابتدا به صورت نمایی رشد می کند و بعداً
به صورت خطی رشد می کند و جامعه به سمت جلبک های 
سبز رشته ای و سیانوباکتریوم تکامل می یابد 
(Sekar et al. 2002؛ Johnson et al. 1997؛ Biggs 1996). 
به طور زیر ، رشد بیوفیلم کاهش می یابد و در ضخامت بیوفیلم 
مشخص ، رشد برابر با تلفات ناشی از تنفس ، مرگ سلولی
، انگلی ، بیماری ، چرا و سستی است و در نهایت این 
تلفات از رشد زیست توده فراتر می رود (Biggs 1996). 
جدا شدن بیوفیلم می تواند زمانی اتفاق بیفتد که نیروهای 
خارجی مانند برش از مقاومت داخلی ماتریس نگهدارنده 
بیوفیلم بزرگتر باشند. از این رو ، جدا شدن بیوفیلم زمانی
 اتفاق می افتد که مقاومت داخلی یک بیوفیلم کاهش یافته 
یا نیروهای برشی خارجی افزایش یافته باشند (Horn و همکاران 2003).
یک بیوفیلم توسط ماتریس EPS که توسط هر دو میکروارگانیسم
پروکاریوتی و یوکاریوتی از جمله ریز جلبک ها دفع می شود ،
 برگزار می شود. این EPS عمدتا از polysac-charides تشکیل 
شده است ، اما همچنین حاوی پروتئین ، اسیدهای نوکلئیک 
و لیپید است (Flemming and Wingender 2001). علاوه بر 
نقش آنها در انسجام بیوفیلم ، EPS همچنین نقش مهمی در
 چسبندگی میکروارگانیسم ها به یک زیرلایه دارد. بعلاوه ، 
EPS می تواند به عنوان ذخیره آب عمل کرده و از موجودات 
زنده در برابر خشک شدن محافظت کند ، می تواند از موجودات 
چرنده خارج از بیوفیلم محافظت کند و ممکن است عناصر کمیاب
 زیادی را به هم متصل کند. بنابراین ، ماتریس EPS به ایجاد
 یک محیط پایدار با شرایط رشد مطلوب کمک می کند (Stal 2003). 
EPS همچنین در حرکات دیاتومها نقش دارد و آنها را قادر می سازد
 تا از هر جهت در امتداد یک صورت سرخ بزنند (Lind et al. 1997؛ 
Wang et al. 1997؛ Edgar and Pickett-Heaps 1983). علاوه بر این 
، مشخص شد که رشد دیاتومهای استخوانی و آزاد شدن EPS 
آنها تحت تأثیر حضور باکتری ها قرار دارد (بروکنر و همکاران 2011) 
، و یک بیوفیلم متشکل از ریز جلبک ها و باکتری ها مشخص شد
 که با آن پایدارتر است مجموعه مخلوط EPS فقط از بیوفیلم های 
باکتریایی یا ریز جلبکی است (Lubarsky et al. 2010).