Der kombinierte Biofilter--Keramikmembranprozess nutzt effektiv die Entfernung von organischem Material und Ammoniakstickstoff durch den Biofilter (Granulat-Aktivkohle (GAC) oder Keramikgranulatfilter), während die anschließende Keramikmembranfiltration die festen und flüssigen Bestandteile trennt, alternden Biofilm einfängt, Trübungen entfernt, die Sicherheit der ausströmenden Mikroorganismen gewährleistet und absolute Klarheit erreicht. Die beiden Prozesse sind effektiv gekoppelt.
Bild: Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft auf Stammebene im kombinierten Keramikmembranverfahren (wobei A1 Rohwasser, B2 ein Keramikgranulat-Biofilter, F1 die Verschmutzungsschicht auf der Membranoberfläche des Keramikgranulat-Biofilters-kombinierter Keramikmembranverfahrens, C2 ein GAC-Biofilter und G1 die Verschmutzungsschicht auf der Membranoberfläche des GAC-Biofilters-keramischer Membranverfahrens ist).
Das obige Bild zeigt die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft auf Stammebene im kombinierten Keramikmembranverfahren. Die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft des Rohwassers unterscheidet sich deutlich von der des Biofilters, während sich die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft des Biofilters und der Foulingschicht auf der Membranoberfläche nicht wesentlich unterscheiden. Dies weist darauf hin, dass die Vorbehandlung durch den Biofilter die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft der Biofouling-Schicht verändert und die Gemeinschaftsstruktur komplexer macht. Die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft auf der Phylum-Ebene im Biofilter und in der Membranoberflächenverschmutzungsschicht besteht hauptsächlich aus Proteobakterien, Actinobakterien, Bacteroidetes, Cyanobakterien, Chloroflexi, Verrucomicrobia, Planctomycetes und Firmicutes.
Im Vergleich zur biologischen Rohwassergemeinschaft ist der Anteil von Proteobakterien, Actinobakterien, Chloroflexi, Firmicutes und Bacteroidetes in der Biofilter-Mikrobengemeinschaft erhöht, während der Anteil von Actinobakterien und Cyanobakterien verringert ist. Firmicutes sind häufige Mikroorganismen in Abwassersystemen und Actinobakterien sind die am häufigsten vorkommenden Mikroorganismen in den meisten Süßwassersystemen. Daher sorgt die Rückhaltung und Adsorption organischer Stoffe im Rohwasser durch den Biofilter für eine günstigere Umgebung für Firmicutes und hemmt gleichzeitig das Wachstum und die Vermehrung von Actinobakterien. Proteobakterien sind an der Hydrolyse und dem Abbau aromatischer Proteine beteiligt, und ihre Erhebung vom zweithäufigsten Stamm zum am häufigsten vorkommenden Stamm weist auf eine verbesserte biologische Abbaukapazität innerhalb des Biofilters hin. Acidobakterien sind an der Reduzierung von Polysacchariden, Proteinen und Lipiden beteiligt, während Bacteroidetes und Chlorophyta auch an der Entfernung organischer Stoffe beteiligt sind. Diese Bakterien tragen gemeinsam zum Abbau gelöster organischer Stoffe im Wasser bei und mildern die anschließende Verschmutzung der Keramikmembranen. Im Vergleich zur biologischen Zusammensetzung des Filterbetts ist der Anteil an Proteobakterien, Actinobakterien, Cyanobakterien und Firmicutes in der Foulingschicht der Membranoberfläche erhöht, während der Anteil an Acidobacteria und Chlorophyta verringert ist. Dieser Unterschied ist vor allem darauf zurückzuführen, dass der Keramikmembranprozess eine nachfolgende Stufe im Biofilter ist und die Verschmutzungsschicht regelmäßig gereinigt wird, was zu einem Unterschied in der Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft zwischen beiden führt.