生物膜脫落嚴重的原因涉及物理、化學、生物及環境等多方面因素的綜合作用，具體可分為以下幾類：

一、物理因素

水力沖刷與機械力‌

流體剪切力（如水流速度突變、曝氣強度過大）會直接破壞生物膜與載體間的黏附力，導致成片脫落。例如循環水系統中水泵啟停過快或高壓清洗操作均可能引發此類問題。

生物膜過度生長‌

膜層過厚時，內部厭氧代謝產物（如甲烷、硫化氫）積聚，削弱膜結構穩定性，同時外層生物膜因自重增加而剝離。

二、化學因素

有毒物質積累‌

微生物代謝產生的有機酸、硫化物等會腐蝕胞外聚合物（EPS），而外源毒素（如重金屬、消毒劑）可直接殺傷微生物，破壞膜完整性。

化學處理干擾‌

含氯消毒劑、臭氧等氧化性物質能降解EPS中的多糖和蛋白質，引發主動脫落。

三、環境條件變化

溫度與pH波動‌

超出微生物耐受范圍時（如pH<5或>9，溫度驟變>5℃），EPS分子變性，導致膜結構瓦解。

營養物質失衡‌

碳源或氮磷缺乏時，微生物無法維持生理活動，生物膜因“饑餓”而自發解體。

四、生物調控機制

程序性脫落‌

微生物群體通過信號分子（如QS系統）觸發部分細胞死亡或主動分散，以擴散生存。

自然老化與更新‌

成熟生物膜會啟動老化程序，外層微生物主動脫離載體進入浮游狀態，屬于正常代謝現象。

特殊場景補充

掛膜初期‌：新形成的生物膜適應力差，易因環境波動（如DO、負荷變化）大面積脫落。

載體表面性質‌：載體粗糙度或親水性改變會降低微生物附著能力。

以上因素可能單獨或協同作用，需結合具體工藝條件分析。