Entwicklung eines mathematischen Modells für Biofilmsysteme unter Berücksichtigung von Hydrodynamik und Biofilmstruktur

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Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines mathematischen Modells für Biofilmsysteme. Derzeit stagniert die Weiterentwicklung von geeigneten Modellen für die Simulation von Stofftransport und Substratumsatz in Biofilmsystemen. Ein Grund hierfür ist die bisher übliche Trennung der Hydrodynamik in der Wasserschicht von den Stoffstransport- und -umsatzprozessen im Biofilm. Ausgehend von neuesten experimentell erhaltenen Ergebnissen soll das zu entwickelnde Modell den hydrodynamischen Einfluß auf die Struktur des Biofilms und damit auf die Transport- und Umsatzprozesse im und am Biofilm berücksichtigen. Dabei ist das vorrangige Ziel die Kopplung der Hydrodynamik auf der einen Seite mit den Wachstums- und Umsatzprozessen auf der anderen Seite. Beide Einflußgrößen sollen über ein zu formulierendes Strukturelement im Biofilm eine ganzheitliche Beschreibung der Prozesse in einem Biofilmsystem ermöglicnhen. Von diesem Ansatz erhoffen sich die Antragsteller ein allgemeingültiges Biofilmmodell, das die Modellierung verschiedenster Biofilmsysteme in Technosphäre und Biosphäre zuläßt.