Proces biofilmového reaktora s pohyblivým lôžkom (MBBR).

Proces MBBR je typ procesu pripojeného rastu. V MBBR reaktoroch sú mikroorganizmy fixované na pohyblivých nosičoch na odstránenie uhlíka a/alebo nitrifikáciu. Plastové nosiče médií sú špeciálne navrhnuté tak, aby poskytovali priaznivé prostredie pre trvalý a stabilný mikrobiálny rast, s hustotou o niečo nižšou ako voda.

 

Proces MBBR funguje s nepretržitým prevzdušňovaním. Účelom prívodu vzduchu je zabezpečiť kyslík potrebný pre mikroorganizmy a zabezpečiť suspendovanie nosičov médií.

 

Odtok z reaktora spolu s kalovou zmesou sa posiela do zaradených čistiarní alebo sedimentačných nádrží. Určitý podiel usadeného kalu sa vracia na vstup do procesu MBBR. Na uchytenie nosičov v reaktore sa používajú statické sitá s rozstupom priečok zodpovedajúcim veľkosti nosičov média, ako je znázornené na obrázku nižšie:

Podporné médiá sa dodávajú v dvoch formách, ako je znázornené na obrázku: a. MBBR C, používaný na čistenie uhlíkatých znečisťujúcich látok; b. MBBR N sa primárne používa na nitrifikáciu.

Pred vstupom prítoku do MBBR reaktora je potrebná účinná predbežná úprava, ako je primárna usadzovacia nádrž alebo jemné sito.

1.MBBR C

MBBR C používa polyetylénový materiál ako kruhové nosiče médií s priemerom 45 mm a dĺžkou 35 mm. Špecifická plocha povrchu je približne 310 m²/m³ a rozstup tyčí statickej clony je 25 mm.

MBBR C je vysoko zaťažený biologický proces (objemové zaťaženie do 30 kg CHSK/(m³·d)), ktorý sa používa hlavne na čistenie priemyselných odpadových vôd, s maximálnym pomerom plnenia média 40 percent objemu reaktora.

V závislosti od cieľov liečby sa tento proces môže použiť na:

①Predúprava pred procesmi aktivovaného kalu, často používaná v modernizovaných čistiarňach odpadových vôd.

②Sekundárne sedimentačné procesy v dvojstupňových procesoch čistenia alebo flotácie pre určité priemyselné odpadové vody.

Tieto dve schémy sú znázornené na obrázku:

2.MBBR N

MBBR N tiež používa polyetylénový materiál ako kruhové nosiče médií, ale menšie ako tie, ktoré sa používajú v MBBR C: priemer 10 mm a dĺžka 7 mm. Efektívna špecifická plocha je väčšia, približne 870 m²/m³. Rozteč tyčí statickej clony je 5 mm.

MBBR N má dve rôzne aplikácie:

① Nitrifikačná reakcia predčistenej vody v reaktore MBBR, po ktorej nasleduje denitrifikačná reakcia v anoxickej zóne prostredníctvom recirkulácie zmiešanej kvapaliny a recirkulácie kalu (označovanej ako MBBR CN). Tento systém je podobný tradičným systémom aktivovaného kalu zameraným na integrovanú denitrifikáciu, s hlavným rozdielom, že minimálny vek kalu už nie je limitujúcim parametrom pre návrhový objem aeróbnych nádrží, čo má za následok výrazné zníženie požadovaného objemu aeróbnej nádrže (zníženie do približne 1/3). Navyše, vďaka kratšiemu veku kalu a rôznorodej populácii heterotrofných baktérií je možné dosiahnuť vyššie rýchlosti denitrifikácie. MBBR CN je obzvlášť vhodný pre:

a.Modernizácia čistiarní odpadových vôd bez väčších úprav: Existujúce reaktory môžu byť rozdelené do dvoch nezávislých zón (anoxická a MBBR CN), aby sa zvýšila plniaca kapacita prevzdušňovacieho systému. Inštalácia recirkulačných čerpadiel zmiešaných kvapalín a statických clôn na zachytávanie médií umožňuje čistiarni odpadových vôd pôvodne navrhnutej len na odstraňovanie uhlíkatých znečisťujúcich látok dosiahnuť štandardy vypúšťania TN.

b.Malé čistiarne odpadových vôd umiestnené v chladných oblastiach alebo so sezónnymi výkyvmi znečistenia: Baktérie pripojené k nosičom zaisťujú rýchle spustenie po odstavení a udržiavajú nitrifikáciu aj pri nízkych teplotách.

② Hĺbkové nitrifikačné čistenie sa aplikuje na odpad zo sekundárneho čistenia, po ktorom nasleduje separácia tuhá látka-kvapalina (MBBR N). Primárnym cieľom je odstrániť amoniakálny dusík alebo splniť normy vypúšťania TKN (Total Kjeldahl Nitrogen). Proces MBBR N je vhodný aj pre odpadové vody s vysokou koncentráciou amoniakového dusíka, ako je napríklad nitrifikačné spracovanie vratného kalu z nitrifikačnej nádrže.

Dve aplikačné schémy sú znázornené na nasledujúcom diagrame:

3. Výhody a nevýhody

Proces MBBR ponúka tieto kľúčové výhody:

① Rýchle a účinné odstraňovanie uhlíkatých znečisťujúcich látok [prítokové objemové zaťaženie až 30kg CHSK/(m³·d)] a amoniakálneho dusíka [objemové zaťaženie až 0,6 kg NH plus 4-N/ (m³·d)].

②Výrazné zníženie objemu reaktora.

③Stabilný výkon liečby so silnou odolnosťou voči nárazovému zaťaženiu.

④ Vhodné na modernizáciu a rozšírenie čistiarní odpadových vôd.

Proces MBBR má však nasledujúce nevýhody:

① Dosiahnuť dôkladné odstránenie celkového dusíka z odpadových vôd s nízkym pomerom BSK/TKN a vysokou koncentráciou TKN môže byť náročné.

② Povaha zvyškového kalu generovaného pri stredne zaťažených procesoch biochemickej úpravy môže byť nestabilná.