تاثیر بیوفیلم در تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب یکی از چالش های اصلی محیط زیست در جهان امروز است. با افزایش جمعیت و رشد صنایع، حجم فاضلاب تولیدی به شدت افزایش یافته و تصفیه آن به روش های سنتی کارایی لازم را ندارد. یکی از روش های نوین و بسیار مؤثر در تصفیه فاضلاب، استفاده از بیوفیلم ها است.

بیوفیلم ها، لایه های میکروارگانیسمی هستند که بر روی سطوح مختلف رشد کرده و توانایی تجزیه مواد آلی و آلاینده ها را دارند. این فناوری به دلیل بازدهی بالا و کاهش حجم لجن تولیدی، در بسیاری از سیستم های مدرن تصفیه فاضلاب به کار گرفته می شود. در ادامه، به بررسی دقیق نقش بیوفیلم در تصفیه فاضلاب، انواع سیستم های بیوفیلمی و مزایا و معایب آنها می پردازیم.

بیوفیلم چیست؟

بیوفیلم یک ماتریس منسجم و خودسازمان‌یافته از میکروارگانیسم‌ها (مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها و آرکی‌ها) است که به‌صورت چسبنده بر روی سطوح مرطوب شکل می‌گیرد. این ساختار شامل سلول‌های زنده و پلی‌ساکاریدهای خارج‌سلولی (EPS) است که همانند یک شبکه ژل‌مانند عمل کرده و موجب حفاظت، تغذیه و پایداری جمعیت میکروبی می‌شود.

بیوفیلم با ایجاد واکنش‌های پیوسته زیست‌تخریبی، توانایی بالایی در تجزیه ترکیبات آلی و معدنی دارد و نسبت به رشد آزادانه میکروارگانیسم‌ها در محیط، مقاومت و راندمان بسیار بیشتری نشان می‌دهد.

فرآیند تشکیل بیوفیلم

بیوفیلم یک ساختار میکروبی پیچیده است که در آن میکروارگانیسم ها مانند باکتری ها، قارچ ها، جلبک ها و پروتئوس ها به یکدیگر و به سطح های مختلف می چسبند و در یک ماتریکس محافظتی به نام EPS (Extracellular Polymeric Substances) زندگی می کنند.

فرآیند تشکیل بیوفیلم یک فرآیند پویا و چند مرحله ای است که به تدریج از چسبندگی اولیه میکروارگانیسم ها به سطح شروع شده و به شکل گیری یک ساختار سه بعدی پایدار ختم می شود.

ابتدا میکروارگانیسم ها به سطح نزدیک می شوند و با کمک نیروهای فیزیکی و شیمیایی ضعیف مانند نیروهای واندروال و بارهای الکتریکی به سطح می چسبند. در این مرحله چسبندگی معمولاً قابل برگشت است؛ یعنی میکروارگانیسم ها هنوز می توانند از سطح جدا شوند. عواملی مانند زبری سطح، جنس آن و میزان مواد مغذی موجود در محیط نقش مهمی در موفقیت این مرحله دارند.

با گذر زمان و افزایش تعداد میکروارگانیسم ها، آن ها شروع به تولید ماتریکس خارج سلولی (EPS) می کنند. این ماتریکس شامل پلی ساکاریدها، پروتئین ها و DNA خارج سلولی است که سلول ها را به هم و به سطح چسبانده و اتصال را غیرقابل برگشت می کند. همزمان، میکروارگانیسم ها شروع به تکثیر می کنند و لایه های چندگانه تشکیل می شود.

در مرحله بلوغ، بیوفیلم یک ساختار سه بعدی پیچیده پیدا می کند. کانال های آب و فضای بین سلولی در این ساختار ایجاد می شوند تا جریان مواد مغذی و اکسیژن به تمام سلول ها امکان پذیر باشد. در این مرحله، تنوع میکروبی افزایش یافته و میکروارگانیسم ها شروع به تعامل و همکاری می کنند، که باعث بهبود عملکرد بیوفیلم در فرآیندهای بیولوژیکی مانند تصفیه فاضلاب می شود.

در نهایت، بخشی از بیوفیلم ممکن است از سطح جدا شود و به جریان آب منتقل شود. این مرحله که به نام پراکندگی یا جدایش شناخته می شود، به میکروارگانیسم ها اجازه می دهد تا به مناطق جدید بروند و در آنجا بیوفیلم های تازه تشکیل دهند. پراکندگی می تواند به دلیل کمبود مواد مغذی، فشار مکانیکی یا تغییر شرایط محیطی رخ دهد.

عوامل موثر در تشکیل بیوفیلم

• ویژگی های سطح تماس: جنس سطح، زبری، هیدروفوبیک یا هیدروفیلیک بودن و وجود میکروساختارهای مناسب، نقش بسیار مهمی در چسبندگی اولیه میکروارگانیسم ها دارد. سطوح زبر و متخلخل معمولاً باعث چسبندگی بهتر و تثبیت سریع تر بیوفیلم می شوند.
• شرایط محیطی و فیزیکی: دما، جریان آب، میزان اکسیژن محلول، pH و هدایت الکتریکی محیط بر رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها و تشکیل بیوفیلم تأثیر می گذارند. دمای مناسب و سطح کافی اکسیژن باعث افزایش سرعت رشد و تراکم بیوفیلم می شود.
• دسترسی به مواد مغذی: وجود کربن، نیتروژن، فسفر و سایر عناصر ضروری برای رشد میکروارگانیسم ها، مستقیماً بر سرعت تشکیل بیوفیلم تأثیر دارد. کمبود مواد مغذی می تواند منجر به تشکیل بیوفیلم ضعیف و پراکنده شود، در حالی که دسترسی کافی باعث رشد سریع و تراکم بالای بیوفیلم می شود.
• ویژگی های میکروبی: نوع و ترکیب میکروارگانیسم ها، توانایی تولید ماتریکس خارج سلولی (EPS)، تعاملات همزیستی و رقابت بین گونه ها در شکل گیری و پایداری بیوفیلم نقش دارند. گونه هایی که EPS بیشتری تولید می کنند، بیوفیلم مقاوم تر و پایدارتر ایجاد می کنند.
• نیروهای هیدرودینامیکی و مکانیکی: سرعت جریان فاضلاب یا حرکت مدیاها در راکتور می تواند چسبندگی اولیه سلول ها را تقویت یا تخریب کند. جریان ملایم معمولاً باعث تثبیت بهتر بیوفیلم می شود، در حالی که جریان شدید می تواند سلول ها را از سطح جدا کند.

انواع سیستم های تصفیه مبتنی بر بیوفیلم

سیستم های تصفیه فاضلاب مبتنی بر بیوفیلم از فناوری های پیشرفته و مؤثر در حذف آلاینده های آلی، نیتروژن و سایر مواد موجود در پساب هستند. در این سیستم ها، میکروارگانیسم ها به جای آنکه در فاضلاب معلق باشند، روی سطوح مختلف رشد کرده و یک بیوفیلم پایدار تشکیل می دهند. این رویکرد باعث افزایش بازده تصفیه، کاهش تولید لجن و مقاومت بیشتر سیستم در برابر شوک های هیدرولیکی و آلی می شود.

راکتور چرخان بیولوژیکی

RBC یا راکتور چرخان بیولوژیکی، یکی از سیستم های سنتی و در عین حال مؤثر تصفیه فاضلاب مبتنی بر بیوفیلم است. این سیستم شامل دیسک های بزرگی است که به صورت افقی روی محورهای چرخان قرار گرفته اند، به گونه ای که بخشی از دیسک ها در فاضلاب غوطه ور و بخشی دیگر در هوا قرار دارد.

میکروارگانیسم ها روی سطح دیسک رشد کرده و با چرخش دیسک ها به صورت متناوب با اکسیژن هوا و فاضلاب تماس پیدا می کنند. این فرآیند باعث می شود مواد آلی موجود در فاضلاب تجزیه شده و نیتریفیکاسیون صورت گیرد. RBC به دلیل مصرف انرژی پایین و طراحی ساده، در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی با بار آلی متوسط بسیار مناسب است، اما نیاز به فضای نسبتاً زیاد و کنترل سرعت چرخش دیسک ها دارد.

راکتور بستر متحرک بیوفیلم

MBBR یا راکتور بستر متحرک بیوفیلم، یکی دیگر از سیستم های پیشرفته مبتنی بر بیوفیلم است که شامل مدیاهای شناور در داخل راکتور می شود. این مدیاها، که معمولاً از پلاستیک های مخصوص ساخته شده اند، به طور آزاد در جریان فاضلاب حرکت می کنند و سطح مناسبی برای رشد بیوفیلم فراهم می کنند.

بیوفیلم روی این مدیاها رشد می کند و با جریان فاضلاب و اکسیژن موجود در راکتور تماس پیدا می کند. MBBR به دلیل انعطاف پذیری بالا، بازدهی زیاد و مقاومت در برابر شوک های هیدرولیکی و آلی، در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی با بار آلی و نیتروژن بالا کاربرد فراوان دارد. با این حال، نیاز به همزن برای حرکت مدیاها و کنترل ضخامت بیوفیلم از جمله محدودیت های این سیستم است.

سیستم لجن فعال با بیوفیلم تلفیقی

IFAS یا سیستم لجن فعال با بیوفیلم تلفیقی، ترکیبی از سیستم لجن فعال سنتی و مدیاهای بیوفیلمی است. در این سیستم، بیوفیلم روی مدیاها شکل می گیرد و همزمان با لجن فعال معلق در راکتور تعامل دارد. این ترکیب باعث افزایش ظرفیت حذف مواد آلی و نیتروژن می شود و بازده تصفیه را به شکل چشمگیری بالا می برد.

IFAS به ویژه برای فاضلاب هایی با نیاز به تصفیه پیشرفته و فضای محدود مناسب است، زیرا می توان ظرفیت تصفیه را بدون افزایش حجم راکتور افزایش داد. البته طراحی دقیق سیستم و کنترل ضخامت بیوفیلم و نسبت لجن فعال برای عملکرد مطلوب آن ضروری است.

بیوفیلترهای بستر ثابت

بیوفیلترهای بستر ثابت یا Trickling Filter از قدیمی ترین فناوری های مبتنی بر بیوفیلم هستند که هنوز در بسیاری از تصفیه خانه های شهری استفاده می شوند. در این سیستم، فاضلاب به آرامی روی بستر متخلخل از جنس سنگ یا پلاستیک اسپری می شود و میکروارگانیسم ها روی سطح بستر رشد می کنند.

بیوفیلم تشکیل شده مواد آلی فاضلاب را جذب و تجزیه می کند و باعث تصفیه اولیه یا ثانویه می شود. این سیستم به دلیل طراحی ساده، نگهداری کم و مصرف انرژی پایین مورد توجه است، اما نیاز به فضای بزرگ دارد و در برابر شوک های جریان یا بار آلی حساس است.

نقش بیوفیلم در فرآیند تصفیه فاضلاب

بیوفیلم در تصفیه فاضلاب نقش بسیار مهم و کلیدی دارد و عملکرد سیستم های بیولوژیکی را به شکل چشمگیری بهبود می بخشد. در این فناوری، میکروارگانیسم ها به جای آنکه به صورت معلق در فاضلاب حرکت کنند، روی سطح پکینگ مدیا یا بستر رشد کرده و یک لایه پایدار تشکیل می دهند. این ساختار سه بعدی باعث می شود میکروارگانیسم ها در محیطی محافظت شده و پایدار فعالیت کنند و توانایی تجزیه مواد آلی و آلاینده ها را افزایش دهند.

یکی از مهم ترین نقش های بیوفیلم، حذف مواد آلی موجود در فاضلاب است. میکروارگانیسم ها در لایه های بیوفیلم، با استفاده از اکسیژن و مواد مغذی، ترکیبات آلی را تجزیه کرده و به انرژی و سلول های جدید تبدیل می کنند. این فرآیند باعث کاهش قابل توجه میزان BOD و COD فاضلاب می شود و کیفیت پساب خروجی را بهبود می بخشد.

علاوه بر حذف مواد آلی، بیوفیلم نقش بسیار مهمی در حذف نیتروژن و فرآیندهای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون دارد. لایه های مختلف بیوفیلم امکان ایجاد شرایط متفاوت اکسیژن و مواد مغذی را فراهم می کنند؛ در نتیجه، میکروارگانیسم های نیتریفایر و دنیتریفایر می توانند به طور همزمان فعالیت کنند و آمونیاک، نیتریت و نیترات موجود در فاضلاب را به ترکیبات کم ضرر تبدیل کنند.

یکی دیگر از مزایای بیوفیلم، تفاوت عملکرد آن با سیستم لجن فعال سنتی است. در سیستم های لجن فعال، میکروارگانیسم ها معلق هستند و ممکن است تحت تأثیر شوک های هیدرولیکی یا تغییرات ناگهانی در بار آلی قرار بگیرند. اما در بیوفیلم ها، میکروارگانیسم ها به سطح متصل شده و از طریق ماتریکس خارج سلولی (EPS) محافظت می شوند، بنابراین مقاومت بیشتری در برابر تغییرات محیطی دارند و سیستم پایداری بالاتری نشان می دهد.

ضخامت و تراکم بیوفیلم نیز تأثیر مستقیم بر عملکرد تصفیه دارد. بیوفیلم های خیلی نازک ممکن است بازده حذف آلاینده ها را کاهش دهند، در حالی که بیوفیلم های خیلی ضخیم می توانند مشکلاتی مانند محدودیت انتقال اکسیژن و مواد مغذی ایجاد کنند. طراحی و کنترل دقیق ضخامت بیوفیلم، کلید بهره وری بالای سیستم های تصفیه مبتنی بر بیوفیلم است.

در سپتیک تانک، وقتی فاضلاب وارد مخزن می‌شود، ابتدا مواد جامد سنگین ته‌نشین می‌شوند و بخش چربی و روغن روی سطح جمع می‌شود. اما بخش اصلی تصفیه در لایه‌های میانی و در تماس با دیواره‌ها، لجن‌های ته‌نشین شده و سطوح داخلی انجام می‌گیرد. درست در همین فضاها، مجموعه‌ای از میکروارگانیسم‌ها شروع به رشد کرده و یک لایه نازک و زنده تشکیل می‌دهند که به آن بیوفیلم گفته می‌شود.

مزایای استفاده از بیوفیلم در تصفیه فاضلاب

• افزایش بازده تصفیه: بیوفیلم ها با فراهم کردن محیط پایدار و محافظت شده برای میکروارگانیسم ها در پکیج تصفیه فاضلاب، توانایی تجزیه مواد آلی و آلاینده ها را به شکل چشمگیری افزایش می دهند. این امر باعث کاهش BOD و COD فاضلاب و بهبود کیفیت پساب خروجی می شود، به ویژه در شرایطی که بار آلی فاضلاب بالا باشد.
• کاهش تولید لجن: در سیستم های مبتنی بر بیوفیلم، میکروارگانیسم ها به سطح بستر یا مدیا متصل می شوند و کمتر به شکل لجن از سیستم خارج می شوند. این ویژگی باعث کاهش حجم لجن تولیدی و کاهش هزینه های جمع آوری، دفع و نگهداری سیستم می شود.
• پایداری و مقاومت سیستم: ماتریکس خارج سلولی (EPS) و ساختار سه بعدی بیوفیلم، میکروارگانیسم ها را در برابر شوک های هیدرولیکی و بار آلی ناگهانی محافظت می کند. به همین دلیل سیستم های بیوفیلمی عملکرد پایداری دارند و می توانند در شرایط غیرایده آل بدون کاهش بازده به کار خود ادامه دهند.
• افزایش تراکم میکروبی در واحد حجم: سطح مدیاها یا بسترهای بیوفیلم امکان حضور تعداد بیشتری میکروارگانیسم نسبت به محیط های معلق فراهم می کند. این ویژگی باعث می شود سیستم های بیوفیلمی به فضای کمتری نیاز داشته باشند و برای مکان هایی با محدودیت فضا مناسب باشند.
• قابلیت ارتقاء و ترکیب با فناوری های نوین: سیستم های مبتنی بر بیوفیلم، مانند MBBR و IFAS، به راحتی قابل ارتقاء هستند. می توان با افزودن مدیاهای بیشتر یا ترکیب با سیستم های لجن فعال، ظرفیت تصفیه را افزایش داد بدون نیاز به تغییر اساسی در راکتور یا تجهیزات موجود.
• کاهش مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی: با توجه به اینکه بیوفیلم ها نیاز به همزدن و هوادهی مداوم کمتری نسبت به سیستم های لجن فعال دارند، مصرف انرژی کاهش می یابد. همچنین کاهش لجن و افزایش بازده تصفیه، هزینه های عملیاتی و نگهداری را به شکل قابل توجهی کم می کند.

چالش های استفاده از بیوفیلم در تصفیه فاضلاب

• گرفتگی و انسداد مدیا: یکی از چالش های اصلی سیستم های مبتنی بر بیوفیلم، گرفتگی یا انسداد مدیا یا بستر است. با افزایش ضخامت بیوفیلم یا رشد بیش از حد میکروارگانیسم ها، جریان فاضلاب می تواند کاهش یابد و عملکرد سیستم مختل شود. این مشکل به ویژه در سیستم های MBBR و بستر ثابت مشاهده می شود و نیازمند نظارت منظم و پاکسازی مدیاها است.
• کنترل ضخامت و تراکم بیوفیلم: بیوفیلم های خیلی نازک ممکن است عملکرد مناسبی در حذف مواد آلی و نیتروژن نداشته باشند، در حالی که بیوفیلم های بسیار ضخیم می توانند محدودیت انتقال اکسیژن و مواد مغذی ایجاد کنند. مدیریت دقیق ضخامت و تراکم بیوفیلم برای حفظ بازدهی سیستم ضروری است.
• نیاز به نظارت و نگهداری منظم: سیستم های بیوفیلمی برای عملکرد بهینه نیازمند پایش مداوم پارامترهایی مانند ضخامت بیوفیلم، دبی فاضلاب، سطح اکسیژن محلول و شرایط pH هستند. عدم نظارت مناسب می تواند منجر به کاهش کارایی یا آسیب به سیستم شود.
• حساسیت نسبت به شرایط محیطی: اگرچه بیوفیلم مقاومت بیشتری نسبت به میکروارگانیسم های معلق دارد، تغییرات شدید دما، pH یا حضور مواد شیمیایی سمی می توانند عملکرد بیوفیلم را کاهش داده و بخشی از میکروارگانیسم ها را از بین ببرند.
• هزینه اولیه تجهیزات و مدیاها: سیستم های مبتنی بر بیوفیلم، به ویژه MBBR و IFAS، نیازمند مدیاهای خاص و طراحی دقیق راکتور هستند که هزینه نصب اولیه نسبت به برخی سیستم های سنتی بالاتر است. با این حال، این هزینه معمولاً با کاهش مصرف انرژی، کاهش لجن و افزایش بازدهی در طول زمان جبران می شود.

کاربردهای بیوفیلم در تصفیه فاضلاب

بیوفیلم ها به عنوان یک فناوری پیشرفته در تصفیه فاضلاب، با ایجاد لایه های میکروبی پایدار روی سطوح، توانایی حذف مواد آلی، نیتروژن و آلاینده های دیگر را دارند. این سیستم ها در تصفیه فاضلاب شهری، صنعتی و محیط زیستی کاربرد گسترده ای دارند و کیفیت پساب خروجی را به شکل مؤثری بهبود می بخشند.

• تصفیه فاضلاب شهری: بیوفیلم ها در راندمان تصفیه خانه فاضلاب نقش بسیار مهمی دارند. با تشکیل لایه های میکروبی روی مدیا یا بسترهای ثابت، مواد آلی، نیتروژن و فسفر موجود در فاضلاب به طور مؤثر حذف می شوند. این فرآیند باعث تولید پساب با کیفیت بالا می شود که می تواند به محیط زیست بازگردانده شود یا برای مصارف غیرشرب مانند آبیاری و صنایع استفاده شود. استفاده از بیوفیلم در فاضلاب شهری باعث پایداری سیستم و کاهش نوسانات بار آلی می شود.
• صنایع غذایی و لبنیات: فاضلاب صنایع غذایی و لبنیات معمولاً حاوی چربی ها، پروتئین ها و مواد آلی محلول است که تصفیه آن ها چالش برانگیز است. سیستم های مبتنی بر بیوفیلم مانند MBBR و IFAS توانایی تجزیه و حذف این مواد را دارند و از گرفتگی خطوط انتقال فاضلاب جلوگیری می کنند. این سیستم ها بازده بالایی در کاهش BOD و COD دارند و کیفیت پساب خروجی را بهبود می بخشند.
• صنایع دارویی و شیمیایی: بیوفیلم ها در این صنایع به دلیل وجود آلاینده های مقاوم و ترکیبات شیمیایی پیچیده کاربرد دارند. با ایجاد محیط محافظت شده برای میکروارگانیسم ها، بیوفیلم ها توانایی حذف آلاینده های سمی و پایدار را افزایش می دهند. این ویژگی باعث می شود تصفیه فاضلاب صنعتی با کیفیت بالاتر و به شکل پایدار انجام شود و اثرات زیست محیطی کاهش یابد.
• صنایع پتروشیمی و نفت: فاضلاب صنایع نفت و پتروشیمی حاوی ترکیبات هیدروکربنی و بار آلی بالا است. بیوفیلم ها با رشد روی مدیاهای شناور، امکان حذف مواد آلی و کاهش بار زیستی فاضلاب را فراهم می کنند. این سیستم ها همچنین باعث کاهش آلاینده های نفوذپذیر در محیط زیست شده و به بهبود شرایط تصفیه فاضلاب صنعتی کمک می کنند.
• دامداری ها و مرغداری ها: فاضلاب این مراکز معمولاً شامل آمونیاک، مواد مغذی بالا و ترکیبات آلی محلول است که می توانند باعث آلودگی محیط زیست شوند. سیستم های بیوفیلمی با تجزیه این ترکیبات، باعث کاهش آلودگی و بهبود کیفیت پساب می شوند. علاوه بر این، استفاده از بیوفیلم در این کاربردها باعث کاهش بو و جلوگیری از انتشار آلاینده های خطرناک می شود.
• تصفیه فاضلاب صنعتی با بار آلی و نیتروژن بالا: در صنایعی که فاضلاب دارای بار آلی و نیتروژن بالاست، بیوفیلم ها می توانند به صورت مؤثر نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون را انجام دهند. لایه های مختلف بیوفیلم امکان ایجاد شرایط اکسیژن متفاوت را فراهم می کنند، بنابراین میکروارگانیسم ها می توانند همزمان آمونیاک و نیترات را به ترکیبات کم ضرر تبدیل کنند و بازده تصفیه را بالا ببرند.
• کاربردهای محیط زیستی و بازچرخانی آب: بیوفیلم ها همچنین در سیستم های بازچرخانی آب و تصفیه پساب برای مصارف غیرشرب کاربرد دارند. با کاهش بار آلاینده ها و مواد مغذی، امکان استفاده مجدد از آب در فرآیندهای صنعتی، کشاورزی و شهری فراهم می شود و مصرف منابع آب کاهش می یابد.

آینده فناوری های بیوفیلمی در تصفیه فاضلاب

آینده فناوری های بیوفیلمی در تصفیه فاضلاب بسیار روشن و امیدوارکننده است و به عنوان یکی از پیشرفته ترین راهکارهای زیست محیطی و صنعتی مطرح می شود. یکی از روندهای مهم در این حوزه، بهبود مدیاها و بسترهای بیوفیلمی است. توسعه مدیاهای جدید با سطح ویژه بالا، مقاومت مکانیکی بهتر و خواص زیست سازگار، باعث افزایش تراکم میکروبی و بازده حذف آلاینده ها می شود و امکان استفاده در فاضلاب های با بار آلی و ترکیبات پیچیده را فراهم می کند.

همچنین، ادغام فناوری بیوفیلم با سیستم های هوشمند و دیجیتال روند رو به رشدی دارد. با استفاده از سنسورها و سیستم های پایش آنلاین، می توان ضخامت بیوفیلم، جریان مواد مغذی و میزان اکسیژن را به صورت لحظه ای کنترل کرد و عملکرد سیستم را بهینه نمود. این موضوع باعث افزایش بازده، کاهش هزینه های عملیاتی و پیش بینی بهتر عملکرد سیستم می شود.

از سوی دیگر، ترکیب بیوفیلم با فناوری های نوین تصفیه پیشرفته مانند نانو فیلتراسیون، ازن زنی، و فرآیندهای اکسیژن دار، امکان حذف آلاینده های مقاوم و ترکیبات آلی و میکروبی پیچیده را فراهم می کند. این ترکیب ها می توانند به تولید پساب با کیفیت بسیار بالا و حتی قابلیت بازچرخانی و استفاده مجدد در صنایع کمک کنند.

یکی دیگر از چشم اندازهای مهم، استفاده از بیوفیلم در سیستم های کوچک و جمع وجور است. طراحی راکتورهای MBBR یا IFAS با حجم کم و راندمان بالا، امکان استفاده از فناوری بیوفیلم در مناطق شهری کوچک، مجتمع های مسکونی و صنایع کوچک را فراهم می کند و کاهش مصرف آب و منابع انرژی را به همراه دارد.

در نهایت، انتظار می رود که با پیشرفت در مهندسی میکروبی و بیوتکنولوژی، گونه های میکروبی مقاوم تر و کارآمدتر برای تشکیل بیوفیلم توسعه یابند که بتوانند آلاینده های جدید و پیچیده را سریع تر تجزیه کرده و عملکرد سیستم های تصفیه فاضلاب را به سطحی بالاتر برسانند.