MBBR-processen (moving bed biofilm reactor) er en effektiv biologisk behandlingsteknologi med fordelene ved fleksibel drift, modstandsdygtighed over for stødbelastninger og lavt restslam. Det har været meget brugt inden for spildevandsbehandling. Imidlertid er filmlægningseffektiviteten i den indledende fase af MBBR-processen langsom, hvilket påvirker den hurtige opstart og stabile drift af systemet. For at forkorte filmophængningstiden og forbedre filmophængningseffektiviteten kan følgende foranstaltninger tages:
Filler er kernekomponenten i MBBR-processen. Dets materiale, form, specifikke overfladeareal og andre faktorer har en væsentlig indflydelse på filmens ophængningseffektivitet. Generelt er valg af fyldstoffer med lette materialer, høj styrke, stort specifikt overfladeareal og højt hulrumsforhold mere befordrende for vedhæftning og vækst af mikroorganismer. Almindeligt anvendte MBBR-fyldstoffer omfatter fyldstoffer lavet af polyethylen, polypropylen, keramik og andre materialer.
Podet slam kan give den oprindelige mikrobielle flora til MBBR-systemet og fremskynde dannelsen af biofilm. Kilden til podeslam kan være aktiveret slam, sekundært spildevand, kommunalt spildevand osv. Doseringen af podet slam er generelt 5 % til 10 % af slamvolumenet i spildevandsbehandlingssystemet.
Næringsstoffer er nødvendige for vækst og reproduktion af mikroorganismer. I den tidlige fase af MBBR-processen er det nødvendigt at sikre, at næringsstoffer (såsom COD, N og P) i spildevandet er tilstrækkelige til at opfylde mikroorganismernes vækstbehov. Generelt er forholdet mellem COD/N/P 100:5:1.
Beluftning kan give opløst ilt til mikroorganismer og fremme deres respiratoriske metabolisme. I det tidlige stadie af MBBR-processen bør beluftningsintensiteten være passende høj for at lette den hurtige vækst af aerobe mikroorganismer. Generelt er koncentrationen af opløst oxygen kontrolleret til 2~3mg/L.
Inden biofilmen i MBBR-systemet er moden, bør mængden af vandindløb øges gradvist for at undgå stødbelastninger, der påvirker filmens hængende effekt. Generelt bør vandindtaget ikke øges med mere end 10 % hver dag.
Overvåg nøje MBBR-systemets driftsparametre, såsom DO, pH, COD osv., og juster driftsbetingelserne rettidigt for at sikre stabil drift af systemet.
I det tidlige stadie af MBBR-processen kan flokkuleringsmidler tilsættes passende for at fremme mikrobiel flokkulering og aggregering, hvilket er gavnligt for dannelsen af biofilm.
Det tager en vis tid at hænge filmen i den indledende fase af MBBR-processen, normalt 7 til 15 dage. Derfor bør driftstiden for systemet forlænges så meget som muligt for at sikre tilstrækkelig dannelse af biofilm.
Filler er en nøglekomponent i MBBR-processen, og dens ydeevne påvirker direkte behandlingseffekten og driftseffektiviteten af systemet. Derfor, når du vælger MBBR biologisk fyldstof, bør følgende faktorer tages i betragtning:
Materiale: Materialet af MBBR biologisk fyldstof skal have god korrosionsbestandighed, ældningsbestandighed, høj mekanisk styrke, lav densitet og andre egenskaber. Almindeligt anvendte MBBR biofyldmaterialer omfatter polyethylen (PE), HDPE , polypropylen (PP), keramik, glasfiber mv.
Form: Formen af det biologiske MBBR-fyldstof skal være befordrende for vedhæftning og vækst af mikroorganismer og udnytte reaktorrummet fuldt ud. Almindeligt anvendte MBBR-biofiller-former omfatter cylindriske, sfæriske, rombe, honeycomb osv.
Specifikt overfladeareal: Jo større det specifikke overfladeareal af MBBR biologisk fyldstof er, desto mere mikrobielt vedhæftningsareal kan det give, hvilket er gavnligt for at forbedre behandlingseffektiviteten af systemet. Generelt bør det specifikke overfladeareal af MBBR biologisk fyldstof ikke være mindre end 100m2/m3.
Porøsitet: Porøsiteten af MBBR biologisk fyldstof bør være moderat, hvilket ikke kun sikrer fyldstoffets mekaniske styrke, men også giver plads nok til vækst af mikroorganismer. Generelt bør tomrumsforholdet for MBBR biologisk fyldstof være mellem 50% og 70%.
Biofilmdyrkning er et afgørende trin i MBBR-processer, der sigter mod at etablere en ensartet, tæt og højaktiv biofilm på fyldmaterialet. To primære metoder anvendes til biofilm-dyrkning: statisk dyrkning og dynamisk dyrkning.
Statisk dyrkning involverer standsning af indstrømmende flow og anvendelse af beluftningsteknikker for at fremme vedhæftningen af mikroorganismer fra det podede slam til fyldmaterialet, hvilket fremmer biofilmdannelse. Denne metode giver flere fordele:
Enkelhed: Statisk dyrkning er en ligetil tilgang, der kræver minimale operationelle justeringer.
Effektiv initial biofilmdannelse: Det statiske miljø fremmer mikrobiel vedhæftning og udvikling af biofilm.
Velegnet til småskalasystemer: Statisk dyrkning er velegnet til mindre MBBR-systemer på grund af dens lette implementering.
Men statisk dyrkning har også begrænsninger:
Forlænget dyrkningsperiode: Manglen på influent flow forlænger biofilm-dyrkningsprocessen.
Potentiale for næringsstofbegrænsninger: Statiske forhold kan begrænse næringsstofdiffusion, hvilket potentielt hæmmer mikrobiel vækst.
Begrænset biofilmdiversitet: Det statiske miljø kan favorisere specifikke mikrobielle samfund, hvilket potentielt begrænser biofilmdiversiteten.
Dynamisk dyrkning involverer kontinuerligt indflydende flow, samtidig med at beluftningen opretholdes for at fremme væksten af biofilm. Denne metode giver flere fordele:
Kortere dyrkningsperiode: Det kontinuerlige flow accelererer udviklingen af biofilm, hvilket reducerer dyrkningens tidsramme.
Forbedret næringsstofforsyning: Kontinuerlig tilførsel giver en konstant forsyning af næringsstoffer, der understøtter mikrobiel vækst.
Fremmer biofilmdiversitet: Det dynamiske miljø tilskynder til etablering af forskellige mikrobielle samfund.
Men dynamisk dyrkning byder også på udfordringer:
Øget operationel kompleksitet: Kontinuerlig indflydende flow nødvendiggør omhyggelig overvågning og justeringer for at opretholde optimale forhold.
Potentiale for biofilmløsning: De væskeforskydningskræfter, der indføres af indstrømmende strømning, kan forårsage biofilmløsning, hvilket påvirker behandlingseffektiviteten.
Ikke egnet til alle systemer: Dynamisk dyrkning er muligvis ikke ideel til mindre systemer på grund af den øgede operationelle kompleksitet.
Biofilmakklimatisering er processen med at tilpasse det mikrobielle samfund på biofilmen til de specifikke karakteristika ved det spildevand, der behandles. Dette indebærer at udsætte biofilmen for gradvist stigende indflydningskoncentrationer og sikre optimale miljøforhold for de mikrobielle målpopulationer. Effektiv biofilmakklimatisering er afgørende for at opnå effektiv og stabil spildevandsrensning.
Strategier for biofilmakklimatisering:
Gradvis stigning i indvirkningsbelastningen: Indfør spildevandet gradvist, så biofilmen tilpasser sig den stigende forureningsbelastning.
Næringsstofbalancering: Sikre tilstrækkelig tilgængelighed af næringsstoffer for de mikrobielle målgrupper, der er involveret i behandlingsprocessen.
Optimale miljøforhold: Oprethold passende pH, temperatur og niveauer af opløst ilt for at understøtte de ønskede mikrobielle populationer.
Overvågning og justeringer: Overvåg kontinuerligt biofilms ydeevne og foretag justeringer af indflydende flow, næringsstofdosering og miljøforhold efter behov.
Biofilmbærere spiller en central rolle i MBBR-processer, der direkte påvirker behandlingens ydeevne og operationelle effektivitet. Når du vælger MBBR-biofilmbærere, skal du overveje følgende faktorer:
Materiale:
Holdbarhed: Vælg bærere lavet af korrosionsbestandige, højstyrke materialer som polyethylen (PE), polypropylen (PP) eller keramik.
Tæthed: Vælg letvægtsbærere for at minimere systembelastningen og forbedre beluftningseffektiviteten.
Form:
Overfladeareal: Vælg bærere med et stort overfladeareal for at maksimere mikrobiel vedhæftning og vækst af biofilm.
Tomrum: Vælg bærere med passende tomrum for at balancere mekanisk styrke og mikrobielt vækstrum.
Overvejelser om ydeevne:
Biofilmstabilitet: Sørg for, at bærere giver en stabil overflade til biofilmvedhæftning og forhindrer løsrivelse under driftsforhold.
Hydrauliske egenskaber: Overvej transportørens indvirkning på hydraulisk flow og sørg for, at det ikke hæmmer behandlingseffektiviteten.
Omkostningseffektivitet: Evaluer forholdet mellem omkostninger og ydeevne for forskellige transportører baseret på behandlingskrav og budgetbegrænsninger.
Tilgængelighed af næringsstoffer spiller en central rolle i biofilmdannelse og mikrobiel vækst i MBBR-processer. At sikre en afbalanceret forsyning af essentielle næringsstoffer (COD, N, P) er afgørende for at fremme hurtig og effektiv biofilmudvikling. Her er nøglestrategier til optimering af næringsstofforhold i MBBR-systemer:
Oprethold det optimale COD/N/P-forhold: Sigt efter et COD/N/P-forhold på 100:5:1 for at give tilstrækkelig kulstof, nitrogen og fosfor til mikrobiel vækst.
Overvåg næringsstofkoncentrationer: Mål regelmæssigt tilløbs- og udløbsnæringsstofniveauer for at vurdere tilgængelighed af næringsstoffer og potentielle ubalancer.
Overvej tilskud af næringsstoffer: Suppler spildevand med yderligere næringsstoffer, hvis koncentrationerne af indløbsvandet er utilstrækkelige.
Anvend næringsstofcyklusteknikker: Brug teknikker som intern kulstofgenanvendelse eller sidestrømsgenvinding af næringsstoffer for at optimere udnyttelsen af næringsstoffer.
Tilpas næringsstofhåndtering til spildevandskarakteristika: Skræddersy strategier til håndtering af næringsstoffer til det specifikke spildevand, der behandles.
Overvåg biofilmaktivitet og juster næringsstofdosering: Vurder næringsstofudnyttelsen ved at overvåge biofilmaktivitetsindikatorer og juster næringsstofdoseringen i overensstemmelse hermed.
Overvej processer til fjernelse af næringsstoffer: Inkorporer processer til fjernelse af næringsstoffer som biologisk denitrifikation eller kemisk fosforudfældning, hvis næringsstofniveauerne bliver for høje.
Udnyt værktøjer til modellering af næringsstoffer: Anvend værktøjer til modellering af næringsstoffer til at få indsigt i næringsstofdynamikker og optimere strategier for håndtering af næringsstoffer.
Ved at implementere disse strategier kan spildevandsrensningsanlæg effektivt styre næringsforhold, fremme biofilmdannelse, øge mikrobiel vækst og optimere ydeevnen af deres MBBR-systemer, hvilket sikrer bæredygtig og effektiv spildevandsrensning.