Bħala bejjiegħ imħawwar fl-industrija tat-trattament tal-ilma, jien eċċitat li naqsam għarfien dwar it-teknoloġija tar-reattur tas-sodda li tiċċaqlaq (MBBR), metodu ta 'trattament tad-drenaġġ effiċjenti ħafna magħruf għall-volum baxx ta' ħama u operazzjoni sempliċi tiegħu. F'dan l-artikolu, aħna ser nidħlu għaliex il-bijofilm kultant jonqos milli jifforma fuq il-midja MBBR, billi tikkunsidra diversi aspetti bħall-prinċipju tax-xogħol tas-sistema u fatturi li jinfluwenzaw il-formazzjoni tal-bijofilm.
Prinċipju tal-proċess MBBR
Il-midja MBBR tippermetti li l-mikro-organiżmi jeħlu mal-wiċċ tat-trasportatur u jiffurmaw bijofilm. Meta l-ilma tad-drenaġġ jgħaddi fuq il-wiċċ tat-trasportatur, materja organika u ossiġnu maħlul fl-ilma jinxterdu fil-bijofilm. Il-mikro-organiżmi fil-bijofilm jimmetabolizzaw u jassimilaw il-materja organika fil-preżenza ta 'ossiġnu. Il-prodotti ta 'dekompożizzjoni mbagħad ixxerrdu lura fil-fażi u l-arja tal-ilma, u jiddegradaw b'mod effettiv il-sustanzi li jniġġsu organiċi fl-ilma tad-drenaġġ.
Skond Characklis, Liu, u oħrajn, il-formazzjoni tal-film mikrobjali tipikament tgħaddi minn erba 'stadji: modifika tal-wiċċ tat-trasportatur, twaħħil riversibbli, twaħħil irreversibbli, u formazzjoni ta' bijofilm. Dan il-proċess jista 'jinqasam f'żewġ stadji ewlenin: adsorbiment mikrobjali u tkabbir tas-sekwestru.
Fatturi li jinfluwenzaw il-formazzjoni tal-bijofilm f'MBBR
1. Propjetajiet tal-wiċċ tat-trasportatur
It-tagħbija tal-wiċċ, il-ħruxija, id-daqs tal-partiċelli, u l-konċentrazzjoni tat-trasportatur MBBR għandhom impatt dirett fuq it-twaħħil u l-formazzjoni tal-bijofilm. Il-mikro-organiżmi ġeneralment ikollhom ħlas negattiv fuq il-wiċċ tagħhom f'kundizzjonijiet normali ta 'tkabbir. Wiċċ tat-trasportatur mhux maħdum jiffaċilita t-twaħħil u l-immobilizzazzjoni tal-batterja.
♦ Żona tal-wiċċ ikbar tat-trasportatur iżżid iż-żona ta 'kuntatt effettiva bejn il-batterji u t-trasportatur meta mqabbla ma' wiċċ lixx.
♦ Partijiet mhux maħduma tal-wiċċ tat-trasportatur, bħal toqob u xquq, jaġixxu bħala tarka biex jipproteġu l-batterji osservati mill-forzi tal-shear idrawliċi.
It-trasportaturi iżgħar tad-daqs tal-partikuli huma aktar probabbli li jiġġeneraw bijofilmi minħabba l-frizzjoni reċiproka baxxa tagħhom u erja speċifika kbira tal-wiċċ. Il-konċentrazzjoni tat-trasportatur hija wkoll kruċjali għall-formazzjoni tal-bijofilm. Wagner sab li f'konċentrazzjonijiet ta 'massa baxxa ħafna ta' trasportatur, anke b'bijofilm oħxon, rata ta 'tneħħija stabbli ma setgħetx tinkiseb meta tiġi kkurata l-ilma tad-drenaġġ refrattarju. Madankollu, f'konċentrazzjoni ta 'trasportatur ta' 20-30 g / L, ir-reattur jista 'jikseb rata ta' tneħħija stabbli anke b'20% biss tat-trasportaturi li għandhom bijofilm irqiq.
2. Konċentrazzjoni mikrobjali sospiża
Ġeneralment, hekk kif il-konċentrazzjoni ta 'mikro-organiżmi sospiżi tiżdied, iċ-ċans ta' kuntatt bejn il-mikro-organiżmi u t-trasportatur jiżdied ukoll. Hemm konċentrazzjoni kritika ta 'mikro-organiżmi sospiżi waqt it-twaħħil mikrobjali. Qabel dan il-valur kritiku, it-trasport mikrobjali u t-tixrid mill-fażi likwida għall-wiċċ tat-trasportatur huwa l-pass ta 'kontroll. Ladarba dan il-valur jinqabeż, it-twaħħil mikrobjali u l-immobilizzazzjoni fuq il-wiċċ tat-trasportatur huma limitati mill-erja effettiva tat-trasportatur u m'għadhomx jiddependu mill-konċentrazzjoni ta 'mikro-organiżmi sospiżi.
3.attività ta 'mikro-organiżmi sospiżi
L-attività mikrobjali, deskritta mir-rata ta 'tkabbir speċifika (μ), hija kruċjali meta tiġi studjata l-istadji inizjali tal-formazzjoni tal-bijofilm. L-ammont u r-rata inizjali tat-twaħħil u l-iffissar ta 'batterji nitrifikaw fuq il-wiċċ tat-trasportatur huma proporzjonali għall-attività ta' batterji nitrififikati sospiżi.
♦ Meta l-attività bijoloġika ta 'mikro-organiżmi sospiżi hija għolja, il-kapaċità tagħhom li jnixxu polimeri extraċellulari hija wkoll ogħla.
♦ Il-livell ta 'enerġija li fih il-mikro-organiżmi huma ħajjin huwa relatat direttament mar-rata ta' tkabbir tagħhom.
♦ L-istruttura tal-wiċċ tal-mikro-organiżmi tvarja mal-attività tagħhom.
♦ Fatturi bħall-ħin ta 'kuntatt mikrobjali mat-trasportatur, il-ħin ta' żamma idrawlika (HRT), il-fażi likwida PH, u l-forza ta 'shear idrodinamiċi għandhom ukoll rwol.
Jinfluwenzaw fatturi matul il-proċess ta 'formazzjoni ta' bijofilm MBBR
1. Forzi fil-proċess tal-formazzjoni tal-bijofilm
Dawn il-forzi jikkontribwixxu direttament għall-interazzjoni bejn il-mikro-organiżmi u l-wiċċ tat-trasportatur, u għandhom rwol kruċjali fil-proċess kollu tal-formazzjoni tal-bijofilm.
2. Effett ta 'idrofiliċità tal-wiċċ tat-trasportatur
Il-wiċċ tat-trasportatur GPUC fih gruppi idrofiliċi bħal gruppi -OH u amide. Il-biċċa l-kbira tal-mikro-organiżmi għandhom idrofiliċità tajba, u l-wiċċ tal-ġarr u l-wiċċ tal-mikroorganiżmu jistgħu jiffurmaw strutturi ta 'twaħħil ta' l-idroġenu. L-enerġija ħielsa ta 'wiċċ ta' trasportatur idrofiliku hija inqas minn dik ta 'idrofobika, li tagħmilha aktar faċli għall-mikro-organiżmi fl-ilma biex tersaq u adsorb fuq il-wiċċ tat-trasportatur idrofiliku għat-tkabbir.
3.effett tat-temperatura fuq il-formazzjoni tal-bijofilm
Il-firxa tat-temperatura xierqa għal mikro-organiżmi aerobiċi hija ta '10 ~ 35 grad. It-temperatura tal-ilma tħalli impatt sinifikanti fuq it-tkabbir tal-batterji nitrifikanti u r-rata ta 'nitrifikazzjoni. It-temperatura ta 'tkabbir ottimali għal ħafna batterji nitrifikanti hija 25 ~ 30 grad. Meta t-temperatura tkun taħt il-25 grad jew 'il fuq minn 30 grad, it-tkabbir tal-batterji nitrifying jonqos, u taħt l-10 grad, it-tkabbir u n-nitrifikazzjoni tagħhom huma ritardati b'mod sinifikanti.
Testijiet imwettqa f'10 grad, 20 grad, u 35 grad urew li f'10 grad, il-formazzjoni tal-bijofilm bdiet bil-mod, bit-twaħħil tal-bijofilm notevoli wara 7 ijiem u maturazzjoni wara 21 jum, b'biomassa massima mehmuża ta '2.1 g / l. Fil-35 grad, il-bijofilm beda jifforma wara 4 ijiem u mmatura wara madwar 19-il jum, b'ammont massimu ta 'bijofilm mehmuż ta' 3.5 g / L. F'20 grad, il-bijofilm beda jifforma wara jumejn u laħaq ammont massimu mehmuż bijofilm ta '5.7 g / L wara madwar 10 ijiem. Huwa evidenti li t-temperatura għandha impatt sinifikanti fuq il-formazzjoni tal-bijofilm, bi bidu aktar mgħaġġel bejn 15-30 grad.
It-temperatura hija fattur ewlieni li jaffettwa l-attività bijoloġika u l-kapaċità metabolika, li jinfluwenza l-proċess ta 'reazzjoni ta' nitrifikazzjoni prinċipalment permezz tal-mudell ta 'tkabbir u l-attività bijoloġika ta' batterji nitrifikanti. Taffettwa r-rata ta 'reazzjoni bijokimika u r-rata ta' trasferiment ta 'ossiġnu.
4. Effett ta 'erja speċifika tal-wiċċ u ħruxija tal-wiċċ fuq il-prestazzjoni tal-adeżjoni tal-bijofilm
Żona tal-wiċċ speċifika kbira u ħruxija jsaħħu l-abbiltà tat-trasportatur li jaqbad mikro-organiżmi. It-trasportaturi bi ħruxija għolja tal-wiċċ għandhom kapaċità aktar b'saħħitha biex jerġgħu jqassmu l-fluss tal-ilma, inaqqsu l-forza tal-shear fuq il-bijofilm u jipprovdu ambjent favorevoli għat-taħlit u l-kuntatt bejn il-mikro-organiżmi u s-sottostrat. Il-wiċċ mhux maħdum għandu saff tal-konfini laminar eħxen minn wiċċ lixx, li joffri ambjent idrodinamiku statiku tajjeb u jevita l-effetti ħżiena ta 'shear tal-fluss tal-ilma fuq it-tkabbir ta' mikro-organiżmi mehmuża.