In der vorliegenden Arbeit wird das Wachstum von Biofilmen auf Membranoberflächen, in Memb-ranrührzellenreaktoren, unter gezielt variierten hydrodynamischen Bedingungen untersucht. Ziel dieser Thesis ist es, besser zu verstehen, wie unterschiedliche Strömungsverhältnisse und die Position, die zeitliche Entwicklung sowie die strukturelle Ausbildung von Biofilmen beeinflussen. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf der Frage, wie mechanische Scherkräfte durch Rührbewegungen abhängig von der radialen Position auf der Membran (zentral/peripher) das Biofilmwachstum be-einflussen.
Für die experimentelle Untersuchung wurden vier unabhängige Versuchsreihen durchgeführt, in denen jeweils drei Reaktorzellen mit als auch ohne innenliegendem Magnetrührfisch über einen Zeitraum von etwa 35 Stunden betrieben wurden. Die Biofilmbildung erfolgte unter standardisier-ten Bedingungen mit M9 Minimal Medium und einem definierten E. coli-Zulauf. Zur Erfassung der Biofilmdynamik kamen optische Kohärenztomographie sowie ein automatisierter Portalroboter zum Einsatz, mit welchen in 90-minütigen Abständen Volumen-Scans an definierten Positionen erstellt wurden.
Die Auswertung der OCT-Daten zeigte konsistente Unterschiede im Biofilmwachstum zwischen den betrachteten Versuchsbedingungen. In den Reaktorzellen ohne mechanische Rührbeanspru-chung wuchsen die Biofilme signifikant höher und gleichmäßiger als in den gerührten Systemen. Dort wirkte der Einfluss von Scherkräften durch den Magnetrührer hemmend auf die anfängliche Biofilmetablierung und begünstigte lokale Ablösung. Darüber hinaus zeigte sich in nahezu allen Systemen ein positionsabhängiger Effekt: Randnahe Membranbereiche wiesen über den gesamten Zeitraum hinweg tendenziell höhere Biofilmhöhen auf als zentrale Bereiche. Dieses Muster ist vermutlich auf eine differenzierte Belastung durch hydrodynamische Kräfte sowie auf Variationen in der Nährstoffverfügbarkeit zurückzuführen.
Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse bilden einen Beitrag zum Verständnis der Entwick-lung von Biofilm auf Membranoberflächen unter Einfluss von Scherkräften und sollen eine Grundlage für die zukünftige Optimierung von Membranprozessen, insbesondere im Kontext der Rückhaltung freier Antibiotikaresistenzgene in biotechnologischen und wassertechnischen Anwendungen bilden.