Каков принцип работы MBBR? Какие загрязняющие вещества он удаляет из сточных вод?
Каков принцип работы MBBR?Какие загрязняющие вещества удаляются из сточных вод?
Автор: Кейт Нана
Дата публикации: 8 апреля 2024 г.
Метки записи: MBBR, Вторичная очистка сточных вод, Система MBBR
Оглавление
1. Принцип МББР
2. Преимущества одновременных реакций нитрификации и денитрификации
3. Что удаляет MBBR?
4. Как работает MBBR?
Принцип МББР
Процесс MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) сочетает в себе преимущества традиционных методов псевдоожиженного слоя и биоконтактного окисления, что делает его новым и эффективным методом очистки сточных вод. Этот процесс основан на аэрации и подъемном действии потока воды в аэротенке для поддержания носителей в псевдоожиженном состоянии, тем самым образуя взвешенный активный ил и прикрепленные биопленки. Таким образом, подвижная биопленка использует все пространство реактора, полностью используя преимущества как прикрепленной, так и взвешенной фаз биомассы, дополняя сильные стороны друг друга. В отличие от предыдущих наполнителей, взвешенный наполнитель может часто и многократно контактировать со сточными водами, поэтому его называют «движущейся биопленкой».
Принцип процесса MBBR заключается в добавлении определенного количества взвешенных носителей в реактор, что увеличивает биомассу и разнообразие организмов в реакторе и тем самым повышает эффективность очистки реактора. Поскольку плотность наполнителя (0,96-0,98 кг/л) близка к плотности воды, он полностью смешивается с водой во время аэрации, создавая среду для роста микроорганизмов в газовой, жидкой и твердой фазах. Столкновение и сдвиг носителей в воде делают пузырьки воздуха более мелкими, увеличивая скорость использования кислорода. Кроме того, каждый носитель содержит различные типы организмов внутри и снаружи, причем анаэробные или факультативные бактерии растут внутри, а аэробы снаружи, что делает каждый носитель микрореактором. Это позволяет реакциям нитрификации и денитрификации происходить одновременно, тем самым улучшая эффект очистки.
Преимущества одновременных реакций нитрификации и денитрификации
1. Удаление азота: Сочетание нитрификации и денитрификации позволяет системе эффективно преобразовывать аммонийный азот (NH₃-N) в воде в газообразный азот (N₂), достигая удаления азота. Это играет решающую роль в предотвращении и контроле эвтрофикации воды и высоких концентраций аммонийного азота в воде.
2. Экологический баланс: Благодаря балансу этих двух процессов азот в воде может эффективно очищаться в различных условиях окружающей среды (например, аэробных и аноксических), обеспечивая гибкость и стабильность системы очистки воды.
3. Энергосбережение и сокращение выбросов: По сравнению с физическими и химическими методами, процессы биологической нитрификации и денитрификации позволяют удалять азот при меньших затратах энергии и сокращают использование химических реагентов, способствуя защите окружающей среды и устойчивому развитию.
Одновременное существование нитрификации и денитрификации также означает, что проектирование и эксплуатация системы очистки воды требуют точного контроля, включая корректировку условий аэробной и бескислородной среды, чтобы обеспечить эффективное развитие этих двух процессов. Кроме того, это означает, что система MBBR может обрабатывать более широкий диапазон загрязняющих нагрузок, улучшая адаптивность и эффективность системы очистки воды.
Что удаляет MBBR?
1. Органическое вещество: MBBR эффективно удаляет органические загрязнители, растворенные в воде, такие как БПК (биохимическое потребление кислорода) и ХПК (химическое потребление кислорода), которые обычно поступают из бытовых сточных вод, промышленных сточных вод и сельскохозяйственных стоков. MBBR может достичь степени удаления БПК более 90%.
2. Аммиачный азот: Благодаря биологическому окислительному процессу, а именно нитрификации, MBBR может преобразовывать аммиачный азот в нитрат, тем самым снижая содержание аммиачного азота в воде. Этот процесс имеет решающее значение для предотвращения эвтрофикации водоемов и повышения безопасности качества воды. Скорость удаления аммиачного азота может достигать более 90%. Фактическая скорость удаления зависит от активности нитрифицирующих бактерий в системе.
3. Общий азот (TN): Процесс MBBR эффективно удаляет общий азот посредством нитрификации и денитрификации, преобразуя аммиачный азот и органический азот в газообразный азот (N₂), тем самым снижая содержание азота в водоеме. Скорость удаления общего азота может достигать 50% - 80%. При оптимизированной конструкции системы и рабочих условиях иногда можно достичь даже более высоких скоростей удаления.
4. Общий фосфор (ФФ): Хотя MBBR в первую очередь является биологическим процессом удаления азота, он также может удалять фосфор из воды в определенной степени путем оптимизации условий эксплуатации и сочетания с другими блоками обработки (такими как химическое осаждение), снижая риск эвтрофикации. Однако, сочетая с физико-химическими процессами, такими как химическое осаждение, можно достичь общей скорости удаления фосфора от 50% до 90%.
5. Взвешенные твердые частицы (ВВ) и твердые частицы: В процессе MBBR некоторые микробы прикрепляются к носителям, образуя биопленку, в то время как другие существуют во взвешенной форме. Это помогает удалять взвешенные твердые частицы и твердые частицы из воды. Процесс MBBR может эффективно снижать содержание взвешенных твердых частиц в воде, при этом скорость удаления обычно составляет от 50% до 90%.
6. Возбудители: Биопленка в процессе МББР оказывает определенное адсорбционное и деградационное воздействие на некоторые патогены, тем самым в определенной степени снижая содержание патогенов в воде и улучшая ее качество.
Преимущества процесса MBBR включают его эффективность, компактность и простоту расширения и модернизации. Это делает технологию MBBR одной из широко используемых технологий в современной очистке городских сточных вод и промышленных сточных вод.
Как работает МББР?
В аэробных условиях плавучесть пузырьков воздуха, образующихся во время аэрации, может приводить в движение среду и окружающий водоем. Когда поток воздуха проходит через поток воды и зазоры в среде, он блокируется средой и разделяется на мелкие пузырьки. В таком процессе среда тщательно перемешивается и смешивается с потоком воды, а поток воздуха достаточно разделяется на мелкие пузырьки, что увеличивает эффективность контакта и переноса кислорода между биопленкой и кислородом.
В анаэробных условиях поток воды и среда полностью псевдоожижаются под действием погружного миксера, что обеспечивает полный контакт и деградацию биопленки с очищаемыми загрязняющими веществами.
Суть процесса MBBR заключается в достижении полного псевдоожижения взвешенной среды-носителя для улучшения очистки загрязняющих веществ. При практическом применении процесса MBBR следует учитывать такие факторы, как тип бассейна биореактора, дополнительное количество взвешенной среды, система аэрации, экран-перехватчик, пропеллеры и т. д.
Флюидизация биологической среды в зоне аэрации является ключом к хорошей функции очистки системы. Это достигается в основном системой аэрации в аэробной зоне биореактора. Соответствующая система аэрации в аэробной зоне может обеспечить эффект флюидизации биологической среды-носителя, гарантируя, что флюидизированная среда движется вверх и вниз, вперед и назад в водоеме, позволяя среде полностью смешиваться, сталкиваться и контактировать со сточными водами, эффективно завершая процессы контакта, обмена и адсорбции между загрязняющими веществами, водой и воздухом. Удельный вес среды обычно выбирается в пределах 0,94-0,97. В период культивирования бактерий поверхность среды будет постепенно прилипать к большому количеству биопленки. Чем больше прикрепление, тем постепенно увеличивается удельный вес, когда биопленка на среде достигает определенной толщины, ее удельный вес превышает 1, в результате чего среда опускается на дно бассейна из неаэрируемой области. Сила удара в нижней части зоны аэрации самая сильная, что может быстро смыть остаточную биопленку на среде. После того, как биопленка сбрасывается, удельный вес среды также уменьшается до значения ниже 1 и увеличивается в зоне аэрации. На основе изменения удельного веса до и после прикрепления пленки среда может кувыркаться в зонах аэрации и без аэрации, тем самым чередуя рост и сбрасывание биопленки, обеспечивая стабильность и активность количества биопленки, делая процесс более устойчивым. Чтобы предотвратить попадание псевдоожиженной взвешенной среды на следующую стадию со смешанной жидкостью, сито соответствующим образом спроектировано и используется для простого перехвата и разделения в аэробной зоне. Материал сита изготовлен из нержавеющей стали, а его тип соответствует взвешенной среде.
