一、物理因素
水力冲刷与机械力
流体剪切力(如水流速度突变、曝气强度过大)会直接破坏生物膜与载体间的黏附力,导致成片脱落。例如循环水系统中水泵启停过快或高压清洗操作均可能引发此类问题。
生物膜过度生长
膜层过厚时,内部厌氧代谢产物(如甲烷、硫化氢)积聚,削弱膜结构稳定性,同时外层生物膜因自重增加而剥离。
二、化学因素
有毒物质积累
微生物代谢产生的有机酸、硫化物等会腐蚀胞外聚合物(EPS),而外源毒素(如重金属、消毒剂)可直接杀伤微生物,破坏膜完整性。
化学处理干扰
含氯消毒剂、臭氧等氧化性物质能降解EPS中的多糖和蛋白质,引发主动脱落。
三、环境条件变化
温度与pH波动
超出微生物耐受范围时(如pH<5或>9,温度骤变>5℃),EPS分子变性,导致膜结构瓦解。
营养物质失衡
碳源或氮磷缺乏时,微生物无法维持生理活动,生物膜因“饥饿”而自发解体。
四、生物调控机制
程序性脱落
微生物群体通过信号分子(如QS系统)触发部分细胞死亡或主动分散,以扩散生存。
自然老化与更新
成熟生物膜会启动老化程序,外层微生物主动脱离载体进入浮游状态,属于正常代谢现象。
特殊场景补充
挂膜初期:新形成的生物膜适应力差,易因环境波动(如DO、负荷变化)大面积脱落。
载体表面性质:载体粗糙度或亲水性改变会降低微生物附着能力。
以上因素可能单独或协同作用,需结合具体工艺条件分析。