MBBR-prosessen (moving bed biofilm reactor) er en effektiv biologisk behandlingsteknologi med fordelene med fleksibel drift, motstand mot sjokkbelastninger og lavt restslam. Det har vært mye brukt innen kloakkbehandling. Imidlertid er filmleggingseffektiviteten i den innledende fasen av MBBR-prosessen langsom, noe som påvirker den raske oppstarten og stabil drift av systemet. For å forkorte filmens hengetid og forbedre filmopphengningseffektiviteten, kan følgende tiltak tas:
Filler er kjernekomponenten i MBBR-prosessen. Dens materiale, form, spesifikke overflateareal og andre faktorer har en betydelig innvirkning på filmens hengende effektivitet. Generelt sett er valg av fyllstoffer med lette materialer, høy styrke, stort spesifikt overflateareal og høyt tomromsforhold mer gunstig for festing og vekst av mikroorganismer. Vanlige MBBR fyllstoffer inkluderer fyllstoffer laget av polyetylen, polypropylen, keramikk og andre materialer.
Inokulert slam kan gi den første mikrobielle floraen for MBBR-systemet og akselerere dannelsen av biofilm. Kilden til inokuleringsslam kan være aktivert slam, sekundært avløp, kommunalt avløp, etc. Doseringen av inokulert slam er generelt 5 % til 10 % av slamvolumet i avløpsrensesystemet.
Næringsstoffer er nødvendige for vekst og reproduksjon av mikroorganismer. I det tidlige stadiet av MBBR-prosessen er det nødvendig å sikre at næringsstoffer (som COD, N og P) i avløpsvannet er tilstrekkelig til å dekke vekstbehovet til mikroorganismer. Generelt sett er forholdet COD/N/P 100:5:1.
Lufting kan gi oppløst oksygen til mikroorganismer og fremme deres respiratoriske metabolisme. I det tidlige stadiet av MBBR-prosessen bør lufteintensiteten være passende høy for å lette den raske veksten av aerobe mikroorganismer. Generelt sett er konsentrasjonen av oppløst oksygen kontrollert til 2~3mg/L.
Før biofilmen til MBBR-systemet er moden, bør mengden vanninntak økes gradvis for å unngå støtbelastninger som påvirker filmens hengende effekt. Generelt sett bør vanninntaket ikke økes med mer enn 10 % hver dag.
Overvåk nøye driftsparametrene til MBBR-systemet, slik som DO, pH, COD, etc., og juster driftsforholdene i tide for å sikre stabil drift av systemet.
I det tidlige stadiet av MBBR-prosessen kan flokkuleringsmidler tilsettes på passende måte for å fremme mikrobiell flokkulering og aggregering, noe som er gunstig for dannelsen av biofilm.
Det tar en viss tid å henge filmen i den innledende fasen av MBBR-prosessen, vanligvis 7 til 15 dager. Derfor bør driftstiden til systemet forlenges så mye som mulig for å sikre tilstrekkelig dannelse av biofilm.
Filler er en nøkkelkomponent i MBBR-prosessen, og ytelsen påvirker direkte prosesseringseffekten og driftseffektiviteten til systemet. Derfor, når du velger MBBR biologisk fyllstoff, bør følgende faktorer vurderes:
Materiale: Materialet til MBBR biologisk fyllstoff skal ha god korrosjonsmotstand, aldringsmotstand, høy mekanisk styrke, lav tetthet og andre egenskaper. Vanlige MBBR-biofyllmaterialer inkluderer polyetylen (PE), HDPE , polypropylen (PP), keramikk, glassfiber, etc.
Form: Formen på det biologiske MBBR-fyllstoffet skal bidra til festing og vekst av mikroorganismer og utnytte reaktorrommet fullt ut. Vanlige MBBR-biofyllformer inkluderer sylindriske, sfæriske, rombe, honeycomb, etc.
Spesifikt overflateareal: Jo større spesifikke overflateareal av MBBR biologisk fyllstoff, desto mer mikrobielt festeareal kan det gi, noe som er gunstig for å forbedre prosesseringseffektiviteten til systemet. Generelt sett bør det spesifikke overflatearealet til MBBR biologisk fyllstoff ikke være mindre enn 100m2/m3.
Porøsitet: Porøsiteten til MBBR biologisk fyllstoff bør være moderat, noe som ikke bare sikrer den mekaniske styrken til fyllstoffet, men også gir nok plass til vekst av mikroorganismer. Generelt sett bør tomrommet for MBBR biologisk fyllstoff være mellom 50 % og 70 %.
Biofilmdyrking er et avgjørende trinn i MBBR-prosesser, med mål om å etablere en jevn, tett og svært aktiv biofilm på fyllmaterialet. To primære metoder brukes for biofilmdyrking: statisk dyrking og dynamisk dyrking.
Statisk dyrking innebærer å stoppe innflytende strømning og bruke lufteteknikker for å oppmuntre til festing av mikroorganismer fra det inokulerte slammet til fyllmaterialet, noe som fremmer biofilmdannelse. Denne metoden gir flere fordeler:
Enkelhet: Statisk dyrking er en enkel tilnærming, som krever minimale driftsjusteringer.
Effektiv innledende biofilmdannelse: Det statiske miljøet favoriserer mikrobiell binding og biofilmutvikling.
Egnet for småskalasystemer: Statisk dyrking er godt egnet for mindre MBBR-systemer på grunn av den enkle implementeringen.
Imidlertid har statisk dyrking også begrensninger:
Forlenget dyrkingsperiode: Mangelen på innflytende flyt forlenger biofilmdyrkingsprosessen.
Potensial for næringsbegrensninger: Statiske forhold kan begrense næringsdiffusjonen, og potensielt hindre mikrobiell vekst.
Begrenset biofilmmangfold: Det statiske miljøet kan favorisere spesifikke mikrobielle samfunn, og potensielt begrense biofilmmangfoldet.
Dynamisk dyrking innebærer kontinuerlig innflytende flyt samtidig som lufting opprettholdes for å fremme biofilmvekst. Denne metoden gir flere fordeler:
Kortere dyrkingsperiode: Den kontinuerlige strømmen akselererer utviklingen av biofilm, og reduserer dyrkingstidsrammen.
Forbedret næringstilførsel: Kontinuerlig tilførsel gir en konstant tilførsel av næringsstoffer, og støtter mikrobiell vekst.
Fremmer biofilmmangfold: Det dynamiske miljøet oppmuntrer til etablering av ulike mikrobielle samfunn.
Men dynamisk dyrking byr også på utfordringer:
Økt operasjonell kompleksitet: Kontinuerlig innflytende flyt nødvendiggjør nøye overvåking og justeringer for å opprettholde optimale forhold.
Potensial for biofilmløsning: Væskeskjærkreftene introdusert av innflytende strømning kan forårsake biofilmløsning, noe som påvirker behandlingseffektiviteten.
Ikke egnet for alle systemer: Dynamisk dyrking er kanskje ikke ideell for mindre systemer på grunn av den økte operasjonelle kompleksiteten.
Biofilmakklimatisering er prosessen med å tilpasse det mikrobielle samfunnet på biofilmen til de spesifikke egenskapene til avløpsvannet som behandles. Dette innebærer å eksponere biofilmen for gradvis økende innflytelseskonsentrasjoner og sikre optimale miljøforhold for målmikrobielle populasjoner. Effektiv biofilmakklimatisering er avgjørende for å oppnå effektiv og stabil avløpsvannbehandling.
Strategier for biofilmakklimatisering:
Gradvis økning av innflytende belastning: Introduser avløpsvannet gradvis, slik at biofilmen tilpasser seg den økende forurensningsbelastningen.
Næringsbalansering: Sørg for tilstrekkelig næringstilgjengelighet for målmikrobielle samfunn som er involvert i behandlingsprosessen.
Optimale miljøforhold: Oppretthold passende pH, temperatur og nivåer av oppløst oksygen for å støtte de ønskede mikrobielle populasjonene.
Overvåking og justeringer: Overvåk kontinuerlig biofilmytelse og foreta justeringer av innflytende flyt, næringsdosering og miljøforhold etter behov.
Biofilmbærere spiller en sentral rolle i MBBR-prosesser, som direkte påvirker behandlingsytelse og driftseffektivitet. Når du velger MBBR-biofilmbærere, bør du vurdere følgende faktorer:
Materiale:
Holdbarhet: Velg bærere laget av korrosjonsbestandige, høyfaste materialer som polyetylen (PE), polypropylen (PP) eller keramikk.
Tetthet: Velg lette bærere for å minimere systembelastningen og forbedre lufteeffektiviteten.
Form:
Overflateareal: Velg bærere med høyt overflateareal for å maksimere mikrobiell festing og biofilmvekst.
Tomrom: Velg bærere med passende tomrom for å balansere mekanisk styrke og mikrobiell vekstplass.
Ytelseshensyn:
Biofilmstabilitet: Sørg for at bærere gir en stabil overflate for biofilmfesting og forhindrer løsgjøring under driftsforhold.
Hydrauliske egenskaper: Vurder bærerens innvirkning på hydraulikkstrømmen og sørg for at den ikke hindrer behandlingseffektiviteten.
Kostnadseffektivitet: Evaluer kostnads-ytelse-forholdet for ulike transportøralternativer basert på behandlingskrav og budsjettbegrensninger.
Tilgjengelighet av næringsstoffer spiller en sentral rolle i biofilmdannelse og mikrobiell vekst i MBBR-prosesser. Å sikre en balansert tilførsel av essensielle næringsstoffer (COD, N, P) er avgjørende for å fremme rask og effektiv biofilmutvikling. Her er nøkkelstrategier for å optimalisere næringsforholdene i MBBR-systemer:
Oppretthold optimalt COD/N/P-forhold: Sikt etter et COD/N/P-forhold på 100:5:1 for å gi tilstrekkelig med karbon, nitrogen og fosfor for mikrobiell vekst.
Overvåk næringsstoffkonsentrasjoner: Mål regelmessig innflytende og avløpsnæringsnivåer for å vurdere næringstilgjengelighet og potensielle ubalanser.
Vurder næringstilskudd: Suppler avløpsvann med ytterligere næringsstoffer hvis innflytende konsentrasjoner er utilstrekkelige.
Bruk næringssykkelteknikker: Bruk teknikker som intern karbongjenvinning eller sidestrømsnæringsgjenvinning for å optimalisere næringsutnyttelsen.
Tilpass næringshåndtering til avløpsvannegenskaper: Skreddersy strategier for håndtering av næringsstoffer til det spesifikke avløpsvannet som behandles.
Overvåk biofilmaktivitet og juster næringsdosering: Vurder næringsutnyttelsen ved å overvåke biofilmaktivitetsindikatorer og juster næringsdosering deretter.
Vurder prosesser for fjerning av næringsstoffer: Inkluder prosesser for fjerning av næringsstoffer som biologisk denitrifisering eller kjemisk fosforutfelling hvis næringsnivået blir for høyt.
Bruk verktøy for modellering av næringsstoffer: Bruk verktøy for modellering av næringsstoffer for å få innsikt i næringsdynamikk og optimalisere strategier for håndtering av næringsstoffer.
Ved å implementere disse strategiene kan renseanlegg for avløpsvann effektivt håndtere næringsforhold, fremme biofilmdannelse, forbedre mikrobiell vekst og optimalisere ytelsen til MBBR-systemene deres, og sikre bærekraftig og effektiv avløpsvannbehandling.