CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VÀ TĂNG
TRƯỞNG CỦA MÀNG SINH HỌC (BIOFILM) VI TẢO
Nguyễn Thị Liên1
1. Viện phát triển ứng dụng. Email:
TĨM TẮT
Sự hình thành và tăng trưởng của vi tảo trên màng sinh học (biofilm) chịu ảnh hưởng của
nhiều yếu tố bao gồm: Đặc điểm, tính chất của màng sinh học, mật độ giống ban đầu, tốc độ
dòng chảy hoặc tốc độ quay, khoảng thời gian/ tần suất thu sinh khối trên màng sinh học, nồng
độ CO2 bổ sung và sự tích hợp giữa cường độ ánh sáng và nồng độ CO2 và một số yếu tố môi
trường khác. Đây được xem là các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành và phát
triển của màng sinh học vi tảo.
Bài tổng quan này nhằm giới thiệu về những yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và tăng
trưởng của màng sinh học vi tảo.
Từ khóa: Tăng trưởng của màng sinh học vi tảo, các yếu tố ảnh hưởng đến đến sự tăng
trưởng của màng sinh học vi tảo
1. GIỚI THIỆU
Hiện nay mặc dù đã có nhiều nghiên cứu thành công trong việc nuôi vi tảo kết hợp với màng
sinh học từ quy mơ phịng thí nghiệm đến quy mơ lớn ngồi trời. Tuy nhiên, việc chuyển từ quy
mơ phịng thí nghiệm sang quy mơ lớn ngồi trời và tối ưu hóa điều kiện tăng trưởng cho vi tảo
trong các điều kiện mơi trường khác nhau vẫn cịn là một thách thức lớn. Ngoài ra, hiệu quả kinh tế
của các hệ thống ni vi tảo kết hợp với màng sinh học cịn chưa được đánh giá do thiếu những dữ
liệu thực nghiệm về chi phí lắp đặt, vận hành và bảo trì. Với những thơng tin cịn hạn chế về khả
năng ứng dụng hệ thống nuôi vi tảo cố định trên màng sinh học thì những nghiên cứu về sinh thái
và ảnh hưởng của các yếu tố đến đến sự tăng trưởng của vi tảo trên màng sinh học được xem là một
trong các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành và tồn tại của màng sinh học vi tảo.
Việc xây dựng hệ thống nuôi vi tảo cố định trên màng sinh học đễ đạt hiệu quả cao cần
chú ý đến việc sử dụng ánh sáng và cung cấp những điều kiện cần thiết, ổn định cho quá trình
ni tảo. Đồng thời giải quyết các vấn đề chính gặp phải trong hệ thống nuôi như quá nóng, sự
tăng lên của nồng độ oxy và sự gia tăng các cá thể vi sinh vật khơng mong muốn. Ngồi ra,
kiểm soát được các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của màng sinh học vi tảo là một trong
những tiêu chí quan trọng quyết định đến năng suất sinh khối và hiệu quả của mơ hình ni.

2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA
MÀNG SINH HỌC VI TẢO
2.1. Đặc điểm, tính chất của màng sinh học
Hầu hết các nghiên cứu về độ gắn kết của vi tảo trên màng đều tập trung vào việc xác
222


định ảnh hưởng của cấu trúc bề mặt, thành phần và tính chất của màng nhằm mục đích thúc đẩy
sự gắn kết của tế bào trên màng và duy trì sự tăng trưởng của màng sinh học vi tảo (Ozkan và
Berberoglu, 2011). Cấu trúc bề mặt màng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến
tỷ lệ gắn kết của vi tảo lên màng. Cấu trúc bề mặt màng ghồ ghề và có nhiều lổ hổng thì sẽ tăng
tỷ lệ gắn kết của tế bào lên màng do tăng diện tích bề mặt và sự bảo vệ chống lại lực đẩy của
nước (Babu, 2011). Tuy nhiên, nhược điểm của những màng này như bọt nhựa (polyurethane
foam), chất liệu xơ mướp (loofah) và nylon xốp (nylon sponge) là có nhiều lổ hổng thì sẽ gây
khó khăn trong việc thu sinh khối vi tảo từ những lỗ hổng trên màng. Cao và nnk (2009) đã
đánh giá được ảnh hưởng của cấu trúc bề mặt màng đến độ gắn kết của tế bào Scenedesmus
dimorphus lên màng. Kết quả cho thấy các tế bào hình thoi Scenedesmus dimorphus có độ bám
dính trên các tấm màng bằng thép không gỉ đã được khoan vi lỡ (lỡ có đường kính 6–8 µm, độ
sâu 2-3 µm, khoảng cách giữa 2 lỗ là 40 µm) trên bề mặt bằng tia laser tốt hơn so với bề mặt
thép khơng được khoan vi lỡ. Ngồi ra nghiên cứu cũng cho thấy sự phát triển của vi tảo trên
các bề mặt màng có cấu trúc ghồ ghề và khoan lỡ thì vi tảo hoạt động mạnh hơn nhiều lần so
với trên màng có bề mặt bằng phẳng. Bên cạnh đó thành phần và tính chất của vật liệu được sử
dụng để làm màng sinh học cũng là một trong những yếu tố được quan tâm nhiều trong các
nghiên cứu về độ gắn kết của vi tảo trên màng. Năm 2012, Christenson và Sims đã sử dụng các
loại vật liệu khác nhau bao gồm cotton, polyester, sợi đay, nylon, polypropylen và acrylic làm
màng sinh học. Nghiên cứu cho thấy sự tăng trưởng của vi tảo trên bề mặt các vật liệu là polyme
tự nhiên tốt hơn so với vật liệu bằng polymer tổng hợp. Sekar và nnk (2004) đã nhận thấy các
lồi Chlorella vulgaris, Nitzschia amphibian và Chroococcus minutes có sự bám dính tốt hơn
đối với những vật liệu sử dụng làm màng có bề mặt ghồ ghề và có đặc tính kỵ nước (titan, hồng
ngoại và thép khơng gỉ) so với những bề mặt nhẵn và làm từ đồng và hợp kim của nó. Thời gian

tiếp xúc và các loại vật liệu khác nhau cũng ảnh hưởng đáng kể đến sự gắn kết của vi tảo lên
màng. Theo Ozkan và Berberoglu (2011) thì đặc tính kỵ nước của bề mặt màng sẽ thúc đẩy mật
độ tế bào cao hơn nhưng ảnh hưởng khơng đáng kể đến độ bám dính của tế bào lên màng.
Ngược lại, theo Irving và Allen (2011) thì khơng có mối tương quan giữa đặc tính kỵ nước của
bề mặt màng và mật độ tế bào Scenedesmus obliquus và Chlorella vulgaris bám dính lên màng.
Tóm lại thì đặc tính của vật liệu được sử dụng làm màng là một trong những yếu tố quan
trọng ảnh hưởng đến sự gắn kết và phát triển của vi tảo trên màng. Tiêu chí để chọn vật liệu
làm màng bao gồm các yếu tố như độ bền, tính sẵn có, độ nhám, kết cấu, độ ẩm, tính kỵ nước,
năng lượng bề mặt, độ cứng, độc tính sinh học, chi phí vật liệu và mật độ vi lỗ. Trong đó những
vật liệu mà có nhiều lỡ, ghồ ghề đặc biệt mức độ bề mặt gồ ghề tương tự như kích thước tế bào
(Sekar và nnk., 2004; Gross và nnk., 2016; Cao và nnk., 2009) và ưa nước được xem là các đặc
tính giúp cho sự hình thành màng sinh học vi tảo ban đầu dễ dàng hơn trong khi các vật liệu
như đồng hoặc bìa cứng thì khơng thích hợp cho sự phát triển của vi tảo trên màng do độc tính
sinh học của chúng đến tảo và sự phân hủy chúng trong môi trường nuôi (Gerardo và nnk.,
2015; Huang và nnk., 2016).
Vật liệu cellulose acetate/nitrat, polycarbonate và cotton là những vật liệu phổ biến nhất
được sử dụng làm màng sinh học trong hệ thống ni gắn màng (Hình 1) (Huang và nnk., 2016;
Schultze và nnk., 2015). Hơn 90% nghiên cứu về ni cấy vi tảo ở quy mơ phịng thí nghiệm
sử dụng màng cellulose acetate/nitrat và polycarbonate, tuy nhiên điều này không có nghĩa là
hai vật liệu này là vật liệu lý tưởng để làm màng sinh học cho vi tảo gắn và sinh trưởng phát
223


triển bởi độ cứng của nó rất yếu cộng thêm giá khá cao. Shen và nnk (2016) đã nghiên trên các
loại vật liệu khác nhau, kết quả cho thấy cotton được xem là vật liệu sử dụng làm màng sinh
học tối ưu nhất cho sự gắn kết và phát triển của vi tảo. Do đó, cotton có thể là nguyên liệu tiềm
năng để sử dụng làm màng bởi vì những đặc tính ưu việt của nó như tính sẵn có, độ nhám, độ
ưa nước cao, khơng có độc tính sinh học, giá thấp và mật độ vi lỗ cao. Việc lựa chọn được vật
liệu sử dụng làm màng ngoài phụ thuộc vào đặc tính vật liệu mà cịn dựa vào cách đặt của màng
trong hệ thống nuôi. Đối với hệ thống nuôi cấy mà màng đặt ngang, vật liệu bằng kính với bề

mặt mịn, nhẵn thì phù hợp cho vi tảo lắng xuống trên bề mặt màng và thuận lợi cho việc cạo
thu sinh khối sau này. Tuy nhiên, trong một hệ thống nuôi cấy dọc, bề mặt nhẵn sẽ trở thành
thách thức cho vi tảo gắn kết. Sau khi màng sinh học vi tảo ban đầu được hình thành, EPS
(polysaccharide ngoại bào) được giải phóng từ tế bào vi tảo có vai trị trong việc gắn và bẫy tế
bào lên màng sinh học trong một thời gian dài. Sau đó, sự tăng trưởng của vi tảo sẽ độc lập với
màng và phụ thuộc vào đặc tính của từng chủng vi tảo khác nhau.

Hình 1. Tỷ lệ phần trăm các loại vật liệu được sử dụng làm màng sinh học
(Zhuang và nnk., 2018)
2.2. Mật độ giống ban đầu: Ảnh hưởng của mật độ nuôi ban đầu phản ánh đường đi của ánh
sáng đến màng sinh học. Khi mật độ nuôi ban đầu thấp, ít tế bào vi tảo (màng sinh học mỏng hơn)
thì ánh sáng sẽ dễ dàng xuyên qua lúc này các tế bào nhận được đầy đủ ánh sáng để thực hiện quá
trình quang hợp. Ngược lại, khi mật độ giống ban đầu cao (màng sinh học dày hơn) thì các tế bào
vi tảo ở lớp trên cùng của bề mặt màng có thể dễ dàng bị ánh sáng xuyên qua, trong khi các tế bào
vi tảo ở tầng dưới hơn có thể chết do không nhận được ánh sáng. Điều này đã được chứng minh
trong nghiên cứu của Lanlan và nnk (2015), năng suất sinh khối Spirulina platensis đạt cao nhất ở
mật độ giống ban đầu từ 7 đến 11 g/m2 nếu mật độ giống tiếp tục tăng thì năng xuất sinh khối có xu
hướng giảm dần. Kết quả cho thấy các loài vi tảo khác nhau có mật độ giống ban đầu tối ưu khác
nhau. Ngồi ra, nghiên cứu còn cho thấy năng suất sinh khối giảm khi kéo dài thời gian nuôi. Do
đó, việc thu sinh khối ở một tần số thích hợp được khuến cáo để làm chậm quá trình suy giảm năng
suất sinh khối và giúp tiếp cận với mục tiêu cho năng suất sinh khối cao (Lanlan và nnk., 2015).
2.3. Tốc độ dòng chảy hoặc tốc độ quay: Tốc độ dòng chảy và tốc độ quay có ảnh hưởng
đến sự gắn kết, hình thành và phát triển của màng sinh học vi tảo đối với hệ thống có vị trí màng
chìm hoặc bán chìm so với mơi trường ni. Dịng chảy trên bề mặt của màng có thể tạo ra lực
224


dẫn đến mất sinh khối tảo gắn trên màng, mặt khác dòng chảy cũng có thể thúc đẩy sự phát triển
của vi tảo bằng cách cung cấp môi trường nuôi đồng thời loại bỏ các chất chuyển hóa trong mơi
trường (Graba và nnk., 2013). Trong hệ thống nuôi cấy vi tảo bán chìm thì tốc độ dịng chảy và

tốc độ quay thích hợp sẽ giữ cho màng sinh học vi tảo tiếp xúc tuần hoàn với pha lỏng và pha khí,
dẫn đến vi tảo sẽ hấp thụ được các chất dinh dưỡng, độ ẩm và CO2 một cách tuần hoàn. Điều này
đã được chứng minh trong nghiên cứu của Gross, nghiên cứu cho thấy nếu tốc độ quay chậm (nhỏ
hơn 4 vịng/phút) thì vi tảo có xu hướng bị khơ do tiếp xúc lâu với không khí. Ngược lại, màng
sinh học tảo sẽ bị cắt ra trong pha lỏng nếu tốc độ quay cao (6 vòng/phút). Blanken và nnk (2017)
cho thấy tốc độ quay của đĩa (vận tốc trên bán kính đĩa dao động từ 0,01 đến 0,25m/s thì ảnh
hưởng tối thiểu đến sự tăng trưởng của màng sinh học (Blanken và nnk., 2017). Để khắc phục
vấn đề này thì trong giai đoạn đầu khi mới bắt đầu hình thành màng sinh học thì cho tốc độ dịng
chảy chậm và tốc độ dòng chảy cao hơn ở giai đoạn tăng trưởng sau này để cung cấp đầy đủ chất
dinh dưỡng và khí đảm bảo cho sự tăng trưởng màng sinh học tối ưu.
2.4. Khoảng thời gian/ tần suất thu sinh khối trên màng sinh học: Khoảng thời gian
giữa các lần thu sinh khối vi tảo trên màng quá lâu có thể dẫn đến sự thiếu hụt chất dinh
dưỡng/ánh sáng cho lớp tế bào dưới cùng của màng, dẫn đến các tế bào sẽ bị chết, bong tróc và
phá hủy màng sinh học của tồn bộ hệ thống ni. Như vậy, sẽ mất thời gian để bắt đầu một
chu kỳ mới để nuôi vi tảo lại từ đầu. Nếu khoảng thời gian giữa các lần thu sinh khối vi tảo trên
màng quá ngắn, thì dẫn đến suất sinh khối thấp bởi vì các tế bào phải cần một thời gian để thích
nghi với mơi trường. Tần suất thu sinh khối trên màng khoảng một lần một tuần đã được chứng
minh là phù hợp để sản xuất sinh khối vi tảo trong hệ thông nuôi gắn màng sinh học (Choudhary
và nnk., 2017; Gross và nnk., 2013).
2.5. Nồng độ CO2 bổ sung và sự tích hợp giữa cường độ ánh sáng và nồng độ CO2
Trong hệ thống nuôi cấy vi tảo thủy canh truyền thống khơng gắn màng thì CO2 có thể
được cung cấp bằng cách sục khí. Trước tiên CO2 sẽ được hịa tan vào mơi trường và pha lỗng
trước khi được sử dụng bởi các tế bào vi tảo. Trong khi đó, đối với hệ thống ni vi tảo có gắn
màng thì màng này sẽ tiếp xúc với pha khí vì vậy CO2 được các tế bào sử dụng một cách trực
tiếp. Do đó, CO2 được sử dụng hiệu quả hơn so với hệ thống nuôi cấy vi tảo thủy canh không gắn
màng (Lutzu và nnk., 2017). Năm 2017, Blanken và nnk đã chứng minh rằng khi nồng độ CO2
tăng từ 0,625% đến 1,25% có thể cải thiện đáng kể sự tăng trưởng của vi tảo trên màng, trong khi
đó nồng độ CO2 tăng từ 4% đến 10% thì khơng cho thấy sự tăng trưởng đáng kể của vi tảo
(Blanken và nnk., 2017). Do đó, nồng độ CO2 khoảng 1% là đủ cho sự phát triển của vi tảo trong
hệ thống nuôi gắn màng, trong khi ở hệ thống thủy canh truyền thống thì nồng độ CO2 bổ sung

từ 2 đến 5% sẽ cải thiện đáng kể đến đến sự tăng trưởng sinh khối (Huang và nnk., 2016).
Ngoài ra, nhiều nghiên ứu cũng cho thấy sự tăng trưởng của vi tảo được xác định bởi hiệu
ứng tích hợp của cường độ ánh sáng, nồng độ CO2 và các yếu tố khác (Schultze và nnk., 2015).
Sự tăng trưởng của vi tảo có thể được cải thiện khi nồng độ CO2 và cường độ ánh sáng tăng
đồng thời (Hình 2), trong trường hợp một trong 2 yếu tố này bi hạn chế, thì việc tăng nồng độ
hay cường độ của yếu tố còn lại không cải thiện được sự tăng trưởng của vi tảo. Trong nghiên
cứu của Benstein (2014), khi tăng cường cường độ ánh sáng từ 73 lên khoảng 400 μmol
photon/m2/s sẽ không tăng đáng kể tốc độ tăng trưởng của vi tảo (khoảng 4,4 g/m2/ngày). Tuy
nhiên, khi tăng cường độ ánh sáng và nồng độ CO2 đồng thời thì tốc độ tăng trưởng tăng khoảng
225


2,5 lần (11 g/m2/ngày) (Benstein và nnk., 2014). Như vậy, có một xu hướng rất rõ ràng là khi
tăng một yếu tố (nồng độ CO2) trong khi yếu tố còn lại (cường độ ánh sáng) bị giới hạn thì
khơng cải thiện sự phát triển đáng kể của vi tảo như khi tăng cả hai yếu tố đồng thời (Hình 2).

Hình 2. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và nồng độ CO2 đến năng suất vi tảo
trên màng sinh học (Zhuang và nnk., 2018)
2.6. Một số yếu tố khác
Dinh dưỡng: Các chất dinh dưỡng, đặc biệt là các yếu tố đa lượng (nitơ và phốt pho) có
ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của vi tảo. Trong hệ thống ni vi tảo có gắn màng thì
các chất dinh dưỡng ảnh hưởng đến sự tiết ra EPS, độ bám dính của vi tảo lên màng và năng
suất vi tảo. EPS có thể bắt giữ chất dinh dưỡng từ mơi trường nuôi và giải phóng chúng để cung
cấp chất dinh dưỡng cho vi tảo trên màng phát triển (Shen và nnk., 2015). Vì vậy, mơi trường
xung quanh các tế bào vi tảo trên màng có hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn nhiều so với
trong môi trường nuôi. Theo nghiên cứu của Zhuang và nnk (2018), nồng độ tổng N và tổng P
xung quanh các tế bảo vi tảo gắn trên màng lần lượt cao hơn khoảng 2,1 và 15,5 lần so với môi
trường nuôi. Trong trường hợp này, rõ ràng nồng độ dinh dưỡng phù hợp cho vi tảo trong môi
trường nuôi lỏng sẽ không phù hợp cho các tế bào vi tảo gắn trên màng.
Bên cạnh nồng độ dinh dưỡng thì nguồn dinh dưỡng cũng rất quan trọng đối với hệ thống

ni cấy vi tảo có gắn màng. Trong nghiên cứu của Cheng, 5 nguồn nitơ khác nhau bao gồm:
KNO3, NaNO3, CO(NH2)2, (NH4)2CO3 và NH4NO3 được sử dụng làm nguồn dinh dưỡng cho
vi tảo sử dụng. Kết quả cho thấy KNO3 và NaNO3 cho hiệu suất tốt nhất cho Botryococcus
braunii SAG 807, trong khi đó NH4NO3 chỉ có thể hỗ trợ cho sự tăng trưởng của vi tảo trong
hệ thống gắn màng (Cheng và nnk., 2014).
Ánh sáng: Ánh sáng là nguồn năng lượng cho quá trình quang hợp cho vi tảo và cần thiết
cho sự phát triển của vi tảo. Tuy nhiên, ánh sáng quá nhiều ở lớp trên của màng sinh học hay quá
ít ánh sáng ở lớp dưới bị che bóng của màng sinh học đều ức chế đến sự tăng trưởng của vi tảo.
Bộ máy quang hợp của vi tảo có khả năng thích nghi với sự thay đổi của cường độ ánh sáng để tối
ưu hóa hiệu quả quang hợp hay ngăn ngừa tổn thương do ánh sáng gây ra (Defew và nnk., 2004).
Nhiệt độ: Hiệu suất của hệ thống nuôi vi tảo kết hợp với màng sinh học sẽ bị ảnh hưởng
bởi sự biến động của nhiệt độ. Các màng sinh học được nuôi trong hệ thống bể phản ứng quang
sinh kín PBR đặc biệt dễ bị tổn thương trước sự thay đổi nhiệt độ cao và tốc độ thoát hơi nước
lớn do tỷ lệ S/V cao. Mặc dù các hệ thống màng sinh học vi tảo có nhu cầu nước ít hơn so với
các hệ thống nuôi hở và hầu hết nước bị mất là do quá trình bay hơi. Murphy và Berberoglu
226


(2012) đã đánh giá lượng nước bị mất do quá trình bay hơi khi ni vi tảo kết hợp với màng
sinh học trong một hệ thống bể phản ứng quang sinh kín PBR, kết quả cho thấy tốc độ nước bị
bay hơi vào mùa xuân, mùa hè, mùa thu và mùa đông lần lượt là 6,0; 7,3; 3,4 và 1,0 L/m2/ngày.
Kết quả tương tự được báo cáo trong các nghiên cứu của Posadas và nnk (2013) và Ozkan và
nnk (2012) khi tốc độ bay hơi nước dao động từ 1 đến 5 L/m2/ngày, kết quả này tương đương
với tốc độ bay hơi nước khi nuôi vi tảo trong các hệ thống ao hở không sử dụng màng sinh học.
3. KẾT LUẬN
Hệ thống nuôi vi tảo gắn trên màng sinh học chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Những
nghiên cứu về sinh thái, đặc tính của vật liệu cũng như các yếu tố mơi trường có ảnh hưởng lớn
đến sự tăng trưởng của vi tảo trên màng sinh học. Đây được xem là một trong các yếu tố quan
trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành, phát triển cũng như cải thiện năng suất của màng sinh
học vi tảo.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Babu M., 2011. Effect of Algal Biofilm and Operational conditions on Nitrogen removal in
Wastewater Stabilization Ponds, (PhD dissertation) Wageningen University, Netherlands.
2. Benstein R. M., Cebi Z., Podola B. and Melkonian M., 2014. Immobilized growth of the
peridininproducing marine dinoflagellate symbiodinium in a simple biofilm photobioreactor. Mar
Biotechnol, 16(6):621–8.
3. Blanken W., Schaap S., Theobald S., Rinzema A., Wijffels R. H. and Janssen M., 2017. Optimizing
carbon dioxide utilization for microalgae biofilm cultivation. Biotechnol Bioeng, 114(4):769-776.
4. Cheng, P., Wang, J. and Liu, T., 2014. Effects of nitrogen source and nitrogen supply model on the
growth and hydrocarbon accumulation of immobilized biofilm cultivation of B. braunii. Bioresour.
Technol, 166: 527–533.
5. Choudhary P., Prajapati S. K., Kumar P., Malik A. and Pant K. K., 2017. Development and
performance evaluation of an algal biofilm reactor for treatment of multiple wastewaters and
characterization of biomass for diverse applications. Bioresour Technol, 224:276–84.
6. Cao J., Yuan W., Pe Z.J., Davis T., Cui Y. and M. Beltran, 2009. A preliminary study of the effect
of surface texture on algae cell attachment for a mechanical-biological energy manufacturing
system. J. Manuf. Sci. Eng. Trans ASME, 131: 2461-4.
7. Christenson L.B. and Sims R.C., 2012. Algal biofilm reactor and spool harvester for wastewater
treatment with biofuels by-products. Biotechnol. Bioeng, 109: 1674-1688.
8. Defew E. C., Perkins R. G. and Paterson D. M., 2004. The influence of light and temperature
interactions on a natural estuarine microphytobenthic assemblage. Biofilms, 1: 21-30.
9. Gerardo M. L., Hende S. V. D., Han V., Coward . and Skill S. C., 2015. Harvesting of microalgae
within a biorefinery approach: a review of the developments and case studies from pilot-plants.
Algal Res, 11:248–62.
10. Graba M., Sauvage S., Moulin F. Y., Urrea G., Sabater S. and Sanchez-Perez J. M., 2013. Interaction
between local hydrodynamics and algal community in epilithic biofilm. Water Res, 47(7):2153–63.
11. Gross M., Henry W., Michael C. and Wen Z., 2013. Development of a rotating algal biofilm growth
system for attached microalgae growth with in situ biomass harvest. Bioresource Technology, 150:
195–201.


227


12. Gross M., Zhao X., Mascarenhas V. and Wen Z., 2016. Effects of the surface physico-chemical
properties and the surface textures on the initial colonization and the attached growth in algal
biofilm. Biotechnol Biofuels, 9:38.
13. Huang Y., Xiong W., Liao Q., Fu Q., Xia A., Zhu X. and Sun Y., 2016. Comparison of Chlorella
vulgaris biomass productivity cultivated in biofilm and suspension from the aspect of light
transmission and microalgae affinity to carbon dioxide. Bioresour Technol, 222:367–73.
14. Irving T.E. and Allen D.G., 2011. Species and material considerations in the formation and
development of microalgal biofilms, Appl. Microbiol. Biotechnol, 92: 283-294.
15. Lanlan Z., Lin C., Junfeng W., Yu C., Xin G., Zhaohui Z. and Tianzhong L., 2015. Attached
cultivation for improving the biomass productivity of Spirulina platensis. Bioresource Technology,
181: 136–142
16. Lutzu G. A., Zhang L., Zhang Z. and Liu T., 2017. Feasibility of attached cultivation for
polysaccharides production by Porphyridium cruentum. Bioprocess Biosyst Eng, 40(1):73–83.
17. Murphy T.E. and Berberoglu H., 2012. Temperature fluctuation and evaporative loss rate in analgae
biofilm photobioreactor. J. Sol. Energy Eng, 134: 011002.
18. Ozkan A., Kinney K., Katz L. and Berberoglu H., 2012. Reduction of water and energy requirement
of algae cultivation using an algae biofilm photobioreactor. Bioresour Technol, 114:542–8.
19. Ozkan A. and Berberoglu H., 2011. Adhesion of Chlorella vulgaris on hydrophilic and hydrophobic
surfaces, Proceedings of the ASME 2011 International Mechanical Engineering Congress &
Exposition IMECE 2011 Denver, Colorado, USA
20. Posadas E., Garcia-Encina P., Soltau A., Dominguez A., Diaz I. and Munoz R., 2013. Carbon and
nutrient removal from centrates and domestic wastewater using algal-bacterial biofilm bioreactors.
Bioresour. Technol. 139: 50-58
21. Sekar R., Venugopalan V. P., Satpathy K. K., Nair K. V. K. and Rao V. N. R., 2004. Laboratory
studies on adhesion of microalgae to hard substrates. Hydrobiologia, 512: 109-116.
22. Schultze L., Simon M., Li T., Langenbach D. and Podola B., 2015. High light and carbon dioxide
optimize

surface
productivity
in
a
Twin-Layer
biofilm
photobioreactor. Algal Res, 8: 37–44.
23. Shen Y., Zhang H., Xu X. and Lin X., 2015. Biofilm formation and lipid accumulation of attached
culture of Botryococcus braunii. Bioprocess Biosyst Eng, 38(3):481–8.
24. Shen Y, Zhu W, Chen C, Nie Y and Lin X, 2016. Biofilm formation in attached microalgal reactors.
Bioprocess Biosyst Eng, 39(8):1281–8.
25. Zhuang L. L., Yu D., Zhang J., Liu F. F., Wu Y. H., Zhang T. Y., Dao G. H. and Hu H. Y., 2018.
The characteristics and influencing factors of the attached microalgae cultivation: A review.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 94: 1110-1119.

228