清洁和节能的废水处理厂将成为未来水资源管理的重要组成部分。现在，KAUST的研究人员已经证明了一种无化学物质的方法来处理厌氧生物反应器中膜上的生物膜积聚。这项技术结合了两种先前试验过的方法:紫外线照射和一种叫做噬菌体的病毒，噬菌体感染并杀死细菌。
厌氧膜生物反应器过滤废水，将污泥从液体成分中分离出来，产生非饮用水，用于一系列用途，包括景观美化或农业用途。然而，随着时间的推移，复杂的细菌群落或生物膜在膜上积聚，降低了效率，并对过滤系统造成压力。传统上，膜会定期被移除，然后用酸清洗，但科学家们热衷于找到更环保、更有效的方法来解决生物污染。
“就个人而言，噬菌体和紫外线照射都显示出无化学治疗的前景。”Giantommaso Scarascia说，他曾是KAUST的博士生，在洪培英的监督下参与了这个项目。“然而，它们本身的疗效无法与化学治疗相媲美。我们调查了两种方法结合是否会更好。”
噬菌体具有很强的物种特异性:每个噬菌体只会感染特定的细菌物种。研究人员致力于确定生物膜中存在哪些细菌，然后确定哪些噬菌体会杀死它们。更复杂的是，如果紫外线太强或使用时间过长，噬菌体就会被紫外线照射杀死。
“我们必须找到紫外线和确切的噬菌体混合物的完美平衡。”Scarascia说。“我们进行了数千次试验来确定哪些噬菌体会起作用。培养生物膜需要时间，等待之后，你只有一次机会在每张膜上尝试这项技术。”
他们的坚持得到了回报，与单独的每一种方法相比，联合治疗改善了细胞和细胞外物质的去除。
“噬菌体杀死细胞，在生物膜上制造小孔，”Scarascia说。“这破坏了生物膜结构的完整性，这意味着紫外线照射可以渗透到更深的层，进一步减少生物膜。”
与化学处理相比，联合方法在杀死细菌细胞方面同样出色，但没有去除那么多的细胞外物质。然而，自从这项工作发表以来，研究小组报告说，他们已经能够在四个清洗周期内重复使用这种组合方法，并且在去除生物膜基质方面继续发挥良好作用。
Scarascia指出，将这种方法从实验室推广到工业规模将具有挑战性，部分原因是噬菌体的特异性以及需要大量生产每种噬菌体。目前，该技术已应用于带外膜的厌氧生物反应器。需要更多的工作来验证有氧生物反应器的方法，研究人员正在积极努力实现该方法的转化。
来源:https://www.kaust.edu.sa/