Принципы процесса MBBR и показатели оценки наполнителя
Автор: Кейт Нана
Дата публикации:6 мая 2025 г.
Теги записи: MBBR: Принципы процесса MBBR и показатели оценки наполнителя
Принципы технологии MBBR
Процесс MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) работает путем добавления определенного количества взвешенных носителей в реактор, увеличивая как биомассу, так и микробное разнообразие, тем самым повышая эффективность очистки. Поскольку плотность наполнителя близка к плотности воды, он полностью смешивается с водой во время аэрации, создавая среду для роста микроорганизмов, состоящую из газа, жидкости и твердых фаз. Силы столкновения и сдвига между носителями в воде разбивают пузырьки воздуха на более мелкие размеры, улучшая использование кислорода.
Кроме того, каждый носитель развивает различные микробные сообщества на своих внутренних и внешних поверхностях. Анаэробные или факультативные бактерии растут внутри, в то время как аэробные бактерии процветают снаружи, делая каждый носитель миниатюрным реактором. Это позволяет одновременно проводить нитрификацию и денитрификацию, улучшая общую эффективность очистки.
Процесс MBBR сочетает в себе преимущества традиционных методов псевдоожижения и биологического контактного окисления, что делает его новым и эффективным подходом к очистке сточных вод. Аэрация и гидравлические подъемные силы поддерживают носители в псевдоожиженном состоянии, образуя как взвешенный активный ил, так и прикрепленную биопленку. Это максимизирует использование пространства реактора, используя сильные стороны как прикрепленных, так и взвешенных систем роста, компенсируя их ограничения. В отличие от обычных наполнителей, взвешенные носители многократно взаимодействуют со сточными водами, за что и получили название « движущиеся биопленки».
Индикаторы оценки для наполнителей MBBR
1. Способность биопленки к адгезии
- Способность биопленки к адгезии является наиболее важным критерием оценки качества наполнителя.
- Количество прикрепленной биопленки = Площадь защищенной поверхности (зависит от конструкции наполнителя и условий эксплуатации) × Количество прикрепленной биопленки на единицу площади (зависит от свойств наполнителя).
2. Эффективность наполнителя
- Эффективность наполнителя является наиболее важным фактором при оценке способности к прикреплению биопленки.
-(1) Свойства поверхности
1. Текстура поверхности: Как правило, более высокая шероховатость поверхности ускоряет образование биопленки.
2. Поверхностный заряд: поскольку микроорганизмы обычно заряжены отрицательно, положительно заряженная поверхность наполнителя способствует росту микробов.
3. Гидрофильность: микроорганизмы гидрофильны, поэтому гидрофильные наполнители облегчают прикрепление биопленки.
- (2) Гидравлические характеристики
1. Пористость: для наполнителей предпочтительнее более высокая пористость.
2. Форма и размер: влияют на характер потоков воды и воздуха.
- (3) Эффективность псевдоожижения: связана с плотностью наполнителя. Оптимальный диапазон плотности составляет 0,97–1,03, что позволяет проводить псевдоожижение с минимальной аэрацией или перемешиванием.
Идентификация зрелой биопленки
- Визуальный осмотр:
- Равномерное распределение биопленки на поверхности носителя, более плотное у поверхности и более рыхлое по мере удаления от нее, а также потемнение цвета указывают на зрелость биопленки.
- Микроскопическое исследование:
- Плотная структура биопленки с разнообразными видами микроорганизмов, среди которых преобладают сидячие инфузории (например, Vorticella, Epistylis), а также присутствие небольшого количества коловраток и свободноплавающих инфузорий свидетельствуют о зрелости биопленки.
