PREČO sa vaše médiá MBBR nedokážu biofilmovať do dvoch týždňov
a ako urobiť z našich biomédií rýchlo biofilm?
Autor: Cody Juntai
Dátum zverejnenia: 29. apríla 2022
Značky príspevku:
Čo je technológia MBBR alebo MBBR? MBBR je efektívny spôsob čistenia odpadových vôd s nízkym objemom kalu a jednoduchou obsluhou a riadením. Tento článok hlavne vysvetľuje, prečo Biomedia niekedy nemôže Biofilm z rôznych aspektov, ako je princíp systému MBBR a faktory ovplyvňujúce tvorbu.
MBBR Media má zabezpečiť, aby sa mikroorganizmy prichytili na povrch nosiča MBBR a vytvorili biofilm. Keď odpadová voda preteká povrchom nosiča, organická hmota a rozpustený kyslík v odpadovej vode difundujú do vnútra biofilmu. Mikroorganizmy vo vnútri membrány vykonávajú rozkladný metabolizmus a anabolizáciu organizmu na organickú hmotu za prítomnosti kyslíka, pričom rozkladné metabolity difundujú z biofilmu do vodnej fázy a vzduchu, čím degradujú organickú hmotu v odpadovej vode.
Prehľad článku
● Princíp procesu MBBR (proces zavesenia)
● Faktory ovplyvňujúce MBBR biofilmované
1. Vlastnosti povrchu MBBR Bio Carrier
2. Suspendovaná mikrobiálna koncentrácia
3. Aktivita suspendovaných mikroorganizmov
● Faktory ovplyvňujúce proces biofilmovania MBBR
1. Sily v procese zavesenia filmu bionosiča
2. Vplyv hydrofilnosti povrchu nosiča
3. Vplyv teploty na správanie sa filmu
4. Vplyv špecifickej plochy povrchu nosiča MBBR a drsnosti povrchu na priľnavosť biofilmu.
V médiách MBBR musia organické znečisťujúce látky, rozpustený kyslík a rôzne esenciálne živiny najskôr difundovať z kvapalnej fázy na povrch biofilmu a potom do vnútra biofilmu, pričom len znečisťujúce látky difundované na povrch alebo do vnútra biofilmu môžu sa rozkladajú a transformujú mikroorganizmami vo vnútri biofilmu a nakoniec tvoria rôzne metabolity. Okrem toho sú v médiu MBBR mikroorganizmy imobilizované na nosiči, čím sa dosiahne separácia SRT a HRT (hydraulický retenčný čas), čo umožňuje rast a reprodukciu mikroorganizmov s pomalou rýchlosťou proliferácie. Preto sú médiá MBBR stabilným a rôznorodým mikrobiálnym ekosystémom.
◆ Diagram toku procesu Juntai MBBR
Princíp procesu MBBR (proces visiacej membrány)
Podľa Characklisa, Liu a kol. tvorba mikrobiálneho filmu zvyčajne prechádza štyrmi fázami:MBBR úprava povrchu nosiča,obojstranné pripevnenie, nezvratné pripútanie, a tvorbu biofilmu.
Konkrétny popis je nasledovný: mikrobiálny film visiaci na nosiči MBBR možno rozdeliť do dvoch etáp:mikrobiálna adsorpciaasekvestračný rast.
Po pridaní nosiča do vodného útvaru,to prvévstupuje do adsorpčného obdobia. Niektoré z mikroorganizmov a vláknitých materiálov boli pripevnené k povrchu nosiča a miesto, kde je pripevnených viac materiálov, je často konkávna časť nosiča, ktorú prúd vody nie je ľahko strihaný.V tomto časemikroorganizmy v suspenzii rastú vo veľkých množstvách a objavuje sa zreteľnejšia vrstva kalu.
Po ireverzibilnom uchytení mikroorganizmy získajú na povrchu nosiča relatívne stabilné rastové prostredie a mikroorganizmy v kaloch adsorbovaných na nosiči začnú čoskoro rásť za podmienky dostatočného prísunu kyslíka a substrátu.
S rastom doby domestikácie kultúry rýchlo rástol aj biofilm rastúci na povrchu nosiča, postupne pokrýval celý povrch nosiča a začal hrubnúť. Rast biofilmu však nebol rovnomerný, vo výraznejších častiach nosiča bol biofilm tenší, zatiaľ čo v konkávnych častiach rástli celkom prosperujúce kolónie, čo ukázalo, že hydrodynamický šmyk mal významný vplyv na rast biofilmu. Ako sa na nosiče pripája čoraz viac biofilmov, zdanlivá hustota nosičov postupne klesá a stáva sa ľahšou a ľahšie fluidizovateľnou, zatiaľ čo nosiče v klesajúcej zóne majú pomalšiu rýchlosť poklesu.
MBBR Media Biofilm po 14 dňoch v prevzdušňovacej nádrži
Faktory ovplyvňujúce MBBR biofilmované
Súviselo to spovaha nosného povrchu(hydrofilita povrchu nosiča, povrchový náboj, chemické zloženie povrchu a drsnosť povrchu),povaha mikroorganizmov(druh mikroorganizmov, kultivačné podmienky, aktivita a koncentrácia) aenvironmentálnych faktorov(pH, iónová sila, hydraulický strih, teplota, podmienky živín a čas kontaktu medzi mikroorganizmami a nosičom).
1. Povrch MBBR Carrierce properties
Vlastnosť náboja povrchu nosiča, drsnosť, veľkosť častíc a koncentrácia nosiča priamo ovplyvňujú prichytenie a tvorbu biofilmu na jeho povrchu. V normálnom rastovom prostredí majú mikroorganizmy na svojom povrchu negatívny náboj. Drsnosť povrchu nosiča uľahčuje uchytenie a imobilizáciu baktérií na jeho povrchu.
① Povrchová plocha nosiča zväčšuje účinnú kontaktnú plochu medzi baktériami a nosičom v porovnaní s hladkým povrchom.
② Drsné časti povrchu nosiča, ako sú diery a praskliny, fungujú ako štít na ochranu priľnutých baktérií pred hydraulickými šmykovými silami.
Dospelo sa k záveru, že nosiče s malou veľkosťou častíc ľahšie vytvárajú biofilmy z dôvodu ich nízkeho vzájomného trenia a veľkého špecifického povrchu v porovnaní s nosičmi s veľkou veľkosťou častíc. Okrem toho je pre biofilmovaný MBBR dôležitá aj koncentrácia nosiča.
Wagner zistil, že pri veľmi nízkej koncentrácii nosnej hmoty, dokonca aj pri hrúbke biofilmu 295 μm, nebolo možné dosiahnuť stabilnú rýchlosť odstraňovania pri čistení žiaruvzdorných odpadových vôd pomocou vzduchového reaktora. Avšak pri koncentrácii nosiča 20-30 g/l, aj keď len 20 % nosičov malo biofilmy s hrúbkou 75 μn, reaktor bol stále schopný dosiahnuť stabilnú (98 %) rýchlosť odstraňovania pri zaťažení CHSK do 58 kg/(m3-}d).
2. Suspendovaná mikrobiálna koncentrácia
Vo všeobecnosti platí, že so zvyšujúcou sa koncentráciou suspendovaných mikroorganizmov sa zvyšuje šanca na možný kontakt medzi mikroorganizmami a nosičom. Výsledky mnohých štúdií ukázali, že počas mikrobiálneho uchytenia existuje kritická koncentrácia suspendovaných mikroorganizmov; so zvyšujúcou sa mikrobiálnou koncentráciou sa zvyšuje mikrobiálny transport prostredníctvom koncentračných gradientov.
Pred kritickou hodnotou je riadiacim krokom mikrobiálny transport a difúzia z kvapalnej fázy na povrch nosiča; akonáhle je táto kritická hodnota prekročená, mikrobiálne uchytenie a imobilizácia na povrchu nosiča je obmedzená účinnou plochou nosiča a už nie je závislá od koncentrácie suspendovaných mikroorganizmov. Avšak po rovnováhe prichytenia a imobilizácie je množstvo mikroorganizmov na povrchu nosiča určené mikroorganizmami a vlastnosťami povrchu nosiča.
3. Aktivita suspendovaných mikroorganizmov
Mikrobiálna aktivita je zvyčajne opísaná špecifickou rýchlosťou rastu (μ) mikroorganizmov, tj rýchlosťou rastu a reprodukcie mikroorganizmov na jednotku hmotnosti. Preto je pri štúdiu vplyvu mikrobiálnej aktivity na počiatočné štádiá tvorby biofilmu kľúčové kontrolovať špecifickú rýchlosť rastu suspendovaných mikroorganizmov. Výsledky štúdie o tvorbe heterotrofných biofilmov Bryers et al. ukázali, že množstvo a počiatočná rýchlosť prichytenia a fixácie nitrifikačných baktérií na povrchu nosiča boli úmerné aktivite suspendovaných nitrifikačných baktérií.
① Keď je biologická aktivita suspendovaných mikroorganizmov vysoká, ich schopnosť vylučovať extracelulárne polymorfy je vyššia.
② Úroveň energie, na ktorej mikroorganizmy žijú, priamo súvisí s rýchlosťou ich rastu.
③ Povrchová štruktúra mikroorganizmov sa mení v závislosti od ich aktivity.
④ Čas mikrobiálneho kontaktu s nosičom.
⑤ Hydraulický retenčný čas (HRT).
⑥ pH v kvapalnej fáze.
⑦ Hydrodynamická šmyková sila.
Faktory ovplyvňujúce proces biofilmovania MBBR
1. Sily v procese MBBR Biofilmed
Priamo prispieva k priamej interakcii medzi mikroorganizmami a povrchom nosiča a zohráva kľúčovú úlohu v celom procese MBBR biofilmu.
2. Vplyv hydrofilnosti povrchu nosiča
Povrch nosiča GPUC obsahuje hydrofilné skupiny, ako sú -OH a amidové skupiny, a väčšina mikroorganizmov sama osebe má dobrú hydrofilitu a povrch nosiča a povrch mikroorganizmov môžu vytvárať vodíkové väzby; medzitým je voľná energia povrchu hydrofilného nosiča nižšia ako energia povrchu hydrofóbneho nosiča a mikroorganizmy vo vode sa s väčšou pravdepodobnosťou priblížia k povrchu hydrofilného nosiča kvôli adsorpcii a rastu.
3. Vplyv teploty na MBBR biofilmed
Vhodný teplotný rozsah pre aeróbne mikroorganizmy je 10 ~ 35 stupňov. Teplota vody má väčší vplyv na rast nitrifikačných baktérií a rýchlosť nitrifikácie. Vhodná teplota rastu pre väčšinu nitrifikačných baktérií je 25 ~ 30 stupňov, keď je teplota nižšia ako 25 stupňov alebo vyššia ako 30 stupňov, rast nitrifikačných baktérií sa spomalí, pod 10 stupňov sa rast nitrifikačných baktérií a nitrifikácia výrazne spomalí .
Biofilmový test MBBR sa uskutočnil pri 10 stupňoch, 20 stupňoch a 35 stupňoch a počas celého procesu zavesenia filmu sa meralo aj množstvo mikroorganizmov prichytených k výplni. Výsledky ukázali, že: pri 10 stupňoch sa biofilm MBBR začal pomaly a trvalo 7 dní, kým sa evidentne pripojil biofilm, a biofilm MBBR dozrel po 21 dňoch a maximálne množstvo pripojenej biomasy bolo 2,1 g/l; pri 35 stupňoch sa médium MBBR začalo biofilmovať po 4 dňoch a biofilmovaný MBBR dozrel. Maximálne množstvo pripojeného biofilmu bolo 3,5 g/l po približne 19 dňoch. Pri asi 20 stupňoch sa biofilm začal vytvárať po 2 dňoch a maximálne množstvo pripojeného biofilmu bolo 5,7 g/l po asi 10 dňoch. Je vidieť, že vplyv teploty na závesnú fóliu nebol veľmi zrejmý a biofilm sa mohol vytvoriť na povrchu plniva v rámci 15-30 stupňov a závesná fólia začala rýchlejšie.
Teplota je kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim biologickú aktivitu a metabolickú kapacitu a jej vplyv na proces nitrifikačnej reakcie spočíva najmä v rastovom vzore a biologickej aktivite nitrifikačných baktérií.
Vplyv teploty na biologickú aktivitu sa prejavuje akovplyv na rýchlosť biochemickej reakcieavplyv na rýchlosť prenosu kyslíka.
Nosné médium Juntai Biofilm MBBR v prevzdušňovacej nádrži za dva mesiace
4. Vplyv špecifickej plochy povrchu nosiča MBBR a drsnosti povrchu na priľnavosť biofilmu
Veľký špecifický povrch a drsnosť zlepšujú schopnosť nosiča zachytávať mikroorganizmy. Nosiče s veľkou drsnosťou povrchu majú silnejšiu redistribučnú schopnosť k prúdeniu vody, takže prúd vody v reaktore má menšiu šmykovú silu na biofilm na nosiči a zároveň poskytuje priaznivé vnútorné prostredie pre miešanie a kontakt medzi mikroorganizmami a substrátom. , ktorý podporuje akumuláciu biofilmu na povrchu balenia. Drsný povrch má hrubšiu laminárnu hraničnú vrstvu ako hladký povrch, čo môže poskytnúť dobré statické hydrodynamické prostredie, čím sa zabráni nepriaznivému vplyvu šmykového prúdu vody na rast prichytených mikroorganizmov.