Biofilms : un rôle complexe dans le traitement de l’eau

Processus de formation de biofilm

La formation du biofilm est un processus complexe, qui peut généralement être divisé en les étapes suivantes :

Adhésion initiale : les micro-organismes s'adsorbent de manière réversible sur les surfaces solides grâce à leurs attaches superficielles (telles que les flagelles, les pili, les capsules, etc.).
Attachement irréversible : Les micro-organismes sécrètent des polymères extracellulaires (EPS) pour se fixer fermement à la surface pour former des microcolonies.
Maturation : Les microcolonies continuent de croître pour former un biofilm tridimensionnel avec des canaux d'eau formés à l'intérieur pour assurer l'échange de nutriments et de métabolites.
Dispersion : Dans des conditions environnementales défavorables, certains micro-organismes se détachent du biofilm et pénètrent dans un nouvel environnement.

Le rôle positif du biofilm dans le traitement de l’eau

La technologie de base du traitement des eaux usées : La méthode du biofilm est l’une des technologies les plus utilisées dans le traitement des eaux usées. En cultivant un biofilm sur un support spécifique, les micro-organismes qu'il contient peuvent dégrader efficacement la matière organique, l'azote ammoniacal et d'autres polluants présents dans les eaux usées, atteignant ainsi l'objectif de purifier la qualité de l'eau. Les méthodes courantes de biofilm incluent le biofiltre, le disque biorotatif, réacteur à biofilm à lit mobile (MBBR) , etc.
Traitement des boues : La technologie du biofilm peut être utilisée pour la stabilisation et la réduction des boues. En cultivant des micro-organismes spécifiques dans les boues, la dégradation de la matière organique peut être accélérée et la quantité de boues produite peut être réduite.
Purification de l'eau : le biofilm peut éliminer efficacement les métaux lourds, les polluants organiques, les agents pathogènes, etc.
Cycle des nutriments : Les micro-organismes du biofilm participent au cycle des nutriments dans les masses d’eau et maintiennent l’équilibre écologique des masses d’eau.

Effets négatifs du biofilm dans le traitement de l'eau

Encrassement biologique : le biofilm se développe à la surface des tuyaux et des équipements, ce qui provoquera le blocage des tuyaux, réduira l'efficacité des équipements et même provoquera une panne du système.
Pollution secondaire : La croissance de biofilms peut conduire à la reproduction d'agents pathogènes et augmenter le risque de pollution secondaire des plans d'eau.
Impact sur la qualité de l'eau : Une croissance excessive de biofilms peut libérer des substances odorantes et affecter la qualité de l'eau.

Comment contrôler l’impact des biofilms dans le traitement de l’eau

Optimiser les paramètres du processus : Contrôlez le taux de croissance des biofilms en ajustant les paramètres du processus tels que le volume d'aération et le temps de rétention hydraulique.
Sélectionnez des charges appropriées : sélectionnez des charges avec une grande surface et une surface spécifique élevée, propices à la croissance et à l'élimination des biofilms.
Nettoyage régulier : Nettoyer régulièrement l’équipement pour éliminer les biofilms et éviter le blocage des canalisations.
Ajouter des bio-inhibiteurs : Dans certains cas, des bio-inhibiteurs peuvent être ajoutés pour contrôler la croissance des biofilms.
Adopter une nouvelle technologie de biofilm : développer de nouveaux matériaux de support de biofilm et des réacteurs à biofilm pour améliorer la stabilité et l'efficacité du traitement des biofilms.

Développement futur de la technologie du biofilm et du traitement de l’eau

Intelligentisation de la technologie des biofilms : la surveillance et le contrôle en temps réel des biofilms sont réalisés grâce à des technologies telles que les capteurs, le big data et l'intelligence artificielle.
Innovation des matériaux de biofilm : Développer de nouveaux matériaux de support de biofilm pour améliorer la résistance aux chocs et la résistance à la toxicité des biofilms.
Couplage du biofilm avec d'autres technologies : le couplage de la technologie du biofilm avec d'autres technologies de traitement de l'eau (telles que la séparation par membrane, l'oxydation avancée, etc.) peut atteindre un niveau plus élevé de purification de l'eau.