กระบวนการรวมเมมเบรนเซรามิก-ของตัวกรองชีวภาพใช้การกำจัดอินทรียวัตถุและแอมโมเนียไนโตรเจนอย่างมีประสิทธิผลด้วยตัวกรองชีวภาพ (ถ่านกัมมันต์แบบเม็ด (GAC) หรือตัวกรองเม็ดเซรามิก) ในขณะที่การกรองเมมเบรนเซรามิกในเวลาต่อมาจะแยกส่วนประกอบที่เป็นของแข็งและของเหลว ดักฟิล์มชีวภาพที่แก่ชรา ขจัดความขุ่น ช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยของจุลินทรีย์ที่ปล่อยออกมา และได้ความชัดเจนอย่างแท้จริง ทั้งสองกระบวนการเชื่อมโยงกันอย่างมีประสิทธิภาพ
รูปภาพ: องค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียในระดับไฟลัมในกระบวนการรวมเมมเบรนเซรามิก (โดยที่ A1 คือน้ำดิบ, B2 คือตัวกรองชีวภาพแบบเม็ดเซรามิก, F1 คือชั้นที่เปรอะเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรนของตัวกรองชีวภาพแบบเซรามิกแกรนูล-กระบวนการรวมเมมเบรน, C2 คือตัวกรองชีวภาพ GAC และ G1 เป็นชั้นที่เปรอะเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรนของตัวกรองชีวภาพแบบเซรามิก GAC- กระบวนการรวมเมมเบรน
ภาพด้านบนแสดงองค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียในระดับไฟลัมในกระบวนการรวมเมมเบรนเซรามิก องค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียของน้ำดิบแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากองค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียของตัวกรองชีวภาพและชั้นคราบสกปรกบนพื้นผิวเมมเบรนไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการปรับสภาพล่วงหน้าด้วยตัวกรองชีวภาพจะเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียของชั้นคราบทางชีวภาพ และทำให้โครงสร้างของชุมชนซับซ้อนมากขึ้น องค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียในระดับไฟลัมในชั้นกรองชีวภาพและชั้นคราบบนพื้นผิวเมมเบรนส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีโอแบคทีเรีย แอคติโนแบคทีเรีย แบคทีเรียแบคเทอรอยด์ ไซยาโนแบคทีเรีย คลอโรเฟล็กซี เวอร์รูโคไมโครเบีย แพลนโตมีซีต และเฟิร์มิคิวต์
เมื่อเปรียบเทียบกับชุมชนทางชีววิทยาในน้ำดิบ สัดส่วนของโปรตีโอแบคทีเรีย แอคติโนแบคทีเรีย คลอโรเฟล็กซี เฟอร์มิคิวต์ และแบคเทอรอยเดตในชุมชนจุลินทรีย์ตัวกรองชีวภาพจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่สัดส่วนของแอคติโนแบคทีเรียและไซยาโนแบคทีเรียลดลง Firmicutes เป็นจุลินทรีย์ทั่วไปในระบบน้ำเสีย และ Actinobacteria เป็นจุลินทรีย์ที่มีมากที่สุดในระบบน้ำจืดส่วนใหญ่ ดังนั้นการกักเก็บและการดูดซับอินทรียวัตถุของตัวกรองชีวภาพในน้ำดิบทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อ Firmicutes มากขึ้น ขณะเดียวกันก็ยับยั้งการเติบโตและการสืบพันธุ์ของ Actinobacteria ไปพร้อมๆ กัน โปรตีโอแบคทีเรียเกี่ยวข้องกับการไฮโดรไลซิสและการย่อยสลายของโปรตีนอะโรมาติก และการยกระดับจากไฟลัมที่มีมากที่สุดเป็นอันดับสองไปจนถึงประเภทที่มีมากที่สุดบ่งชี้ถึงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีขึ้นภายในตัวกรองชีวภาพ กรดแบคทีเรียเกี่ยวข้องกับการลดโพลีแซ็กคาไรด์ โปรตีน และไขมัน ในขณะที่แบคทีเรียแบคเทอรอยด์และคลอโรไฟตาก็มีส่วนร่วมในการกำจัดอินทรียวัตถุด้วย แบคทีเรียเหล่านี้มีส่วนช่วยในการย่อยสลายอินทรียวัตถุที่ละลายในน้ำและลดการเปรอะเปื้อนของเมมเบรนเซรามิกที่ตามมา เมื่อเปรียบเทียบกับองค์ประกอบชุมชนทางชีววิทยาของแผ่นกรอง สัดส่วนของโปรตีโอแบคทีเรีย แอคติโนแบคทีเรีย ไซยาโนแบคทีเรีย และเฟอร์มิคิวต์ในชั้นที่เปรอะเปื้อนของพื้นผิวเมมเบรนจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่สัดส่วนของกรดโอแบคทีเรียและคลอโรไฟตาลดลง ความแตกต่างนี้มีสาเหตุหลักมาจากกระบวนการเมมเบรนเซรามิกเป็นขั้นตอนต่อมาในตัวกรองชีวภาพ และชั้นที่ปนเปื้อนได้รับการทำความสะอาดเป็นประจำ ส่งผลให้เกิดความแตกต่างในองค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียระหว่างทั้งสอง