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Los biofilms protegen de manera eficiente a las comunidades microbianas de una serie de factores de estrés ambiental, incluida la radiación ultravioleta, la temperatura extrema, el pH extremo, la sal, las altas presiones, los entornos pobres en nutrientes, los antibióticos y más.

Estas elegantes formaciones de microbios permiten un tratamiento robusto de los efluentes

Algunas de las soluciones del tratamiento de efluentes de Fluence se basan en la tecnología del reactor de biofilm de membrana aireada (MABR), que se introdujo por primera vez en la década de 1990. MABR aprovecha el biofilm, un modo de vida extremadamente resistente que se ha encontrado en sedimentos que datan de 3.400 millones de años.

Estas formaciones de células microbianas se unen entre sí, a una superficie o ambas dentro de una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (EPS, por sus siglas en inglés), creando un microambiente que se asemeja a una ciudad microbiana. compleja. Con la fuerza en números, los biofilms son difíciles de matar, un factor que hace que el proceso MABR sea robusto.

El ciclo de vida del biofilm progresa en cinco etapas principales:

  1. Aditamento: Los microorganismos se adsorben débilmente a una superficie.
  2. Colonización: Los microorganismos se unen permanentemente a la superficie.
  3. Desarrollo: Los microorganismos proliferan, capa sobre capa, y comienzan a secretar EPS
  4. Maduración: Los microorganismos crean una comunidad tridimensional estable.
  5. Dispersión activa: Las células microbianas se desprenden en grupos o se separan de otra manera, y comienzan nuevas colonias de biofilms.

Los biofilms protegen de manera eficiente a las comunidades microbianas de una serie de factores de estrés ambiental, incluida la radiación ultravioleta, la temperatura extrema, el pH extremo, la sal, las altas presiones, los entornos pobres en nutrientes, los antibióticos y más. En el tratamiento de efluentes MABR, esta propiedad inherente se traduce en un alto grado de protección contra choques de carga en corrientes de efluentes, una protección no ofrecida por microorganismos aislados.

Biofilm: ¿Un Organismo Multicelular?

Si bien algunos pueden descartar el biofilm como limo, en realidad es una estructura muy sofisticada, incluso elegante, que ayuda a los microorganismos a cooperar. Esto ha llevado a muchos investigadores a considerar al biofilm como un organismo multicelular discreto, compuesto por diferentes especies microbianas. Esta diversidad genética en los organismos constituyentes del biofilm también contribuye a la resistencia a los antibióticos y ayuda a los microbios a sobrevivir en entornos extremos.

Los componentes del EPS, incluyendo polisacáridos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos como el ARN y el ADN extracelular (ADNe), ayudan a formar la estructura tridimensional del biofilm. El ADNe que se encuentra fuera de las células se organiza en estructuras distintas, en forma de rejilla, dentro de los biopolímeros del biofilm.

La estructura del biofilm también ayuda a sus microorganismos residentes a intercambiar sustancias nutritivas, así como información en forma de moléculas de señalización. Los microorganismos en el biofilm cooperan y compiten mediante la liberación de compuestos antimicrobianos para combatir otros microorganismos que podrían amenazar a la comunidad en su conjunto, al tiempo que crean resistencia a los antibióticos. Además, la matriz EPS también ayuda a que el biofilm se adhiera a las superficies y absorba agua y nutrientes para nutrir la comunidad microbiana.

Biofilm en el Tratamiento de Efluentes

La membrana enrollada en espiral de MABR de Fluence, a diferencia de muchas membranas utilizadas en el tratamiento de efluentes, no está diseñada para filtrar contaminantes. En cambio, es semipermeable para permitir que el aire entre en el agua de una manera óptima para apoyar el crecimiento del biofilm. El biofilm de MABR de Fluence se basa en una mezcla cuidadosamente equilibrada de bacterias autótrofas y heterótrofas para optimizar la nitrificación-desnitrificación simultánea para una alta eliminación de nutrientes.

Este tipo de aireación pasiva contrasta fuertemente con la aireación de burbujas tradicional utilizada en el tratamiento de lodos activados. La aireación de burbujas utiliza grandes cantidades de energía para hacer burbujas que se precipitan rápidamente a la superficie antes de que los microorganismos puedan usar la mayor parte del oxígeno.

Una vez que una comunidad de biofilms comience a florecer en la superficie rica en oxígeno de la membrana MABR, consume de manera eficiente nutrientes en el agua para desnitrificarla de una forma sostenible en un proceso a prueba de golpes. ¿Está interesado en aprovechar la resiliencia del biofilm en su operación? Póngase en contacto con los expertos en Fluence para conocer cómo nuestras mejores soluciones MABR pueden proporcionar tratamiento de efluentes para todas las necesidades a cualquier escala.

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