细胞自动机模型
细胞自动机模型被用来描述一个个独立王国的形成和生物膜(本·雅各布et al ., 1991;Wimpenny Colasanti, 1997;Kreft et al ., 2001)。时空上的细胞自动机模型被定义为离散系统,自动机的状态是由一组规则,但本地应用在全球范围内(Wimpenny Colasanti, 1997)。模型中,元胞自动机形成一个类的系统组成的各个单位(细胞),每个都有一个定义的状态,和每个细胞可以改变其状态转换规则,影响自己的状态和其他细胞(Wimpenny Colasanti, 1997)。本模型旨在重现substrate-transfer-limited条件下微生物结构。衬底梯度由当地消费的衬底允许细菌位于“土堆”有更多比位于衬底可用“谷”(Tolker-Nielsen等,2000)。因此,micro-colony或生物膜的结构与资源的可用性。自动机模型的细节已经被Wimpenny和Colasanti (1997)。
它被报道,一个简单而实用的方法对厌氧造粒迅速增加有机加载速率基于一个可生物降解的化学需氧量减少80%,补充监测废水悬浮物冲刷(德齐乌,1988;方和崔,1993;茶和燕,1996)。发现与预测相一致的细胞自动机模型,模拟一个动态发展的小菌落或在不同环境条件下生物膜。模型可以生产多种不同的形态变化而生长条件(本·雅各布et al ., 1991;Wimpenny Colasanti, 1997)。然而,细胞自动机模型并不占细胞迁移对资源和细胞间通讯的作用空间组织的小菌落或生物膜的发展,指出通过Tolker-Nielsen和Molin (2000)。
基于细胞自动机理论,最近一系列的多维异构生物量和生物膜模型与基质分布在二维或三维开发(Hermanowicz, 1997;格拉et al ., 1999;Picioreanu et al ., 1999年,2001年;Kreft et al ., 2001)。在多维生物膜模型,通常认为生物膜增长是由于扩散的过程,反应,和增长包括生物量增长,部门和蔓延。许多研究表明,颗粒的结构与生物膜的结构(麦克劳德等等。,1990;施密特和ahr, 1996;Tolker-Nielsen和等2000),因此多维模型用于解释细菌生物膜的空间组织可以应用于厌氧造粒。
应该指出,随着模型越来越复杂,模型校准成为一个具有挑战性的任务。没有一个适当的校准,定量结果生成的建模可能变得毫无意义。因此,未来的研究需要考虑多维生物膜模型的适用性,以适应厌氧造粒过程。
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