Комбинированный процесс биофильтра-с керамической мембраной эффективно удаляет органические вещества и аммиачный азот с помощью биофильтра (гранулированного активированного угля (ГАУ) или керамического гранулированного фильтра), в то время как последующая фильтрация с керамической мембраной разделяет твердые и жидкие компоненты, улавливает стареющую биопленку, удаляет мутность, обеспечивает безопасность сточных вод и обеспечивает абсолютную прозрачность. Эти два процесса эффективно связаны.
Изображение: Состав бактериального сообщества на уровне типа в комбинированном процессе с керамической мембраной (где A1 — сырая вода, B2 — биофильтр с керамическими гранулами, F1 — слой загрязнения на поверхности мембраны биофильтра с керамическими гранулами-комбинированный процесс с керамической мембраной, C2 — биофильтр GAC, а G1 — слой загрязнения на поверхности мембраны биофильтра GAC-комбинированного процесса с керамической мембраной).
На изображении выше показан состав бактериального сообщества на уровне типа в комбинированном процессе с керамической мембраной. Состав бактериального сообщества сырой воды существенно отличается от состава биофильтра, при этом состав бактериального сообщества биофильтра и слоя загрязнения на поверхности мембраны существенно не отличается. Это указывает на то, что предварительная обработка биофильтром изменяет состав бактериального сообщества слоя биообрастания и усложняет структуру сообщества. В состав бактериального сообщества на уровне филума в слое поверхностного загрязнения биофильтра и мембраны в основном входят Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Chloroflexi, Verrucomicrobia, Planctomycetes и Firmicutes.
По сравнению с биологическим сообществом сырой воды в микробном сообществе биофильтра увеличивается доля Proteobacteria, Actinobacteria, Chloroflexi, Firmicutes и Bacteroidetes, а доля Actinobacteria и Cyanobacteria снижается. Фирмикуты являются распространенными микроорганизмами в системах сточных вод, а актинобактерии являются наиболее распространенными микроорганизмами в большинстве пресноводных систем. Таким образом, удержание и адсорбция биофильтром органических веществ в сырой воде обеспечивает более благоприятную среду для Firmicutes, одновременно подавляя рост и размножение актинобактерий. Протеобактерии участвуют в гидролизе и деградации ароматических белков, и их переход из второго наиболее распространенного типа в самый распространенный указывает на улучшение способности к биоразложению внутри биофильтра. Ацидобактерии участвуют в восстановлении полисахаридов, белков и липидов, а Bacteroidetes и Chlorophyta также участвуют в удалении органических веществ. Эти бактерии в совокупности способствуют разложению растворенных органических веществ в воде и уменьшают последующее загрязнение керамической мембраны. По сравнению с составом биологического сообщества фильтрационного слоя в слое загрязнения поверхности мембраны увеличивается доля протеобактерий, актинобактерий, цианобактерий и фирмикутов, а доля ацидобактерий и хлорофитов снижается. Это различие обусловлено, прежде всего, тем, что процесс керамической мембраны является последующим этапом биофильтра, а слой загрязнения регулярно очищается, что приводит к разнице в составе бактериального сообщества между ними.