MBBR-processen (moving bed biofilm reactor) är en effektiv biologisk reningsteknik med fördelarna med flexibel drift, motståndskraft mot stötbelastningar och låg restslam. Det har använts i stor utsträckning inom avloppsrening. Filmläggningseffektiviteten i det inledande skedet av MBBR-processen är dock långsam, vilket påverkar den snabba uppstarten och stabila driften av systemet. För att förkorta filmupphängningstiden och förbättra filmens upphängningseffektivitet kan följande åtgärder vidtas:
Filler är kärnkomponenten i MBBR-processen. Dess material, form, specifika yta och andra faktorer har en betydande inverkan på filmens upphängningseffektivitet. Generellt sett är valet av fyllmedel med lätta material, hög hållfasthet, stor specifik yta och högt hålrumsförhållande mer gynnsamt för vidhäftning och tillväxt av mikroorganismer. Vanligt använda MBBR-fyllmedel inkluderar fyllmedel gjorda av polyeten, polypropen, keramik och andra material.
Inokulerat slam kan ge den initiala mikrobiella floran för MBBR-systemet och påskynda bildandet av biofilm. Källan till ympslam kan vara aktivt slam, sekundärt avloppsvatten, kommunalt avlopp etc. Doseringen av ympslam är i allmänhet 5 % till 10 % av slamvolymen i avloppsreningssystemet.
Näringsämnen är nödvändiga för tillväxt och reproduktion av mikroorganismer. I ett tidigt skede av MBBR-processen är det nödvändigt att säkerställa att näringsämnen (som COD, N och P) i avloppsvattnet är tillräckliga för att tillgodose mikroorganismernas tillväxtbehov. Generellt sett är förhållandet COD/N/P 100:5:1.
Luftning kan ge löst syre till mikroorganismer och främja deras andningsmetabolism. I det tidiga skedet av MBBR-processen bör luftningsintensiteten vara lämpligt hög för att underlätta den snabba tillväxten av aeroba mikroorganismer. Generellt sett kontrolleras koncentrationen av löst syre till 2~3mg/L.
Innan biofilmen i MBBR-systemet är mogen, bör mängden vatteninlopp ökas gradvis för att undvika stötbelastningar som påverkar filmens hängande effekt. Generellt sett bör vattenintaget inte ökas med mer än 10 % varje dag.
Övervaka noggrant driftsparametrarna för MBBR-systemet, såsom DO, pH, COD, etc., och justera driftsförhållandena i tid för att säkerställa stabil drift av systemet.
I det tidiga skedet av MBBR-processen kan flockningsmedel tillsättas på lämpligt sätt för att främja mikrobiell flockning och aggregation, vilket är fördelaktigt för bildandet av biofilm.
Det tar en viss tid att hänga filmen i det inledande skedet av MBBR-processen, vanligtvis 7 till 15 dagar. Därför bör drifttiden för systemet förlängas så mycket som möjligt för att säkerställa tillräcklig bildning av biofilm.
Filler är en nyckelkomponent i MBBR-processen, och dess prestanda påverkar direkt bearbetningseffekten och driftseffektiviteten hos systemet. Därför, när du väljer MBBR biologiskt fyllmedel, bör följande faktorer beaktas:
Material: Materialet i MBBR biologiskt fyllmedel bör ha god korrosionsbeständighet, åldringsbeständighet, hög mekanisk hållfasthet, låg densitet och andra egenskaper. Vanligt använda MBBR-biofyllmaterial inkluderar polyeten (PE), HDPE , polypropen (PP), keramik, glasfiber, etc.
Form: Formen på det biologiska MBBR-fyllmedlet bör främja vidhäftning och tillväxt av mikroorganismer och utnyttja reaktorutrymmet fullt ut. Vanligt använda MBBR-biofyllningsformer inkluderar cylindriska, sfäriska, romber, honungskaka, etc.
Specifik yta: Ju större specifik yta av MBBR biologiskt fyllmedel, desto mer mikrobiell fästarea kan den ge, vilket är fördelaktigt för att förbättra bearbetningseffektiviteten hos systemet. Generellt sett bör den specifika ytan för MBBR biologiskt fyllmedel inte vara mindre än 100m2/m3.
Porositet: Porositeten för MBBR biologiska fyllmedel bör vara måttlig, vilket inte bara säkerställer fyllmedlets mekaniska styrka, utan också ger tillräckligt med utrymme för tillväxt av mikroorganismer. Generellt sett bör tomrumsförhållandet för MBBR biologiskt fyllmedel vara mellan 50 % och 70 %.
Biofilmodling är ett avgörande steg i MBBR-processer, som syftar till att etablera en enhetlig, tät och mycket aktiv biofilm på fyllnadsmaterialet. Två primära metoder används för biofilmsodling: statisk odling och dynamisk odling.
Statisk odling innebär att stoppa inflytande flöde och använda luftningstekniker för att uppmuntra vidhäftning av mikroorganismer från det inokulerade slammet till fyllnadsmaterialet, vilket främjar biofilmbildning. Denna metod erbjuder flera fördelar:
Enkelhet: Statisk odling är ett enkelt tillvägagångssätt som kräver minimala driftsjusteringar.
Effektiv initial biofilmbildning: Den statiska miljön gynnar mikrobiell vidhäftning och utveckling av biofilm.
Lämplig för småskaliga system: Statisk odling är väl lämpad för mindre MBBR-system på grund av dess enkla implementering.
Men statisk odling har också begränsningar:
Förlängd odlingsperiod: Bristen på inflytande flöde förlänger biofilmsodlingsprocessen.
Potential för näringsbegränsningar: Statiska förhållanden kan begränsa näringsdiffusion, vilket potentiellt hindrar mikrobiell tillväxt.
Begränsad biofilmsmångfald: Den statiska miljön kan gynna specifika mikrobiella samhällen, vilket potentiellt begränsar biofilmsmångfalden.
Dynamisk odling innebär kontinuerligt inflytande flöde samtidigt som luftningen bibehålls för att främja biofilmtillväxt. Denna metod erbjuder flera fördelar:
Kortare odlingsperiod: Det kontinuerliga flödet påskyndar utvecklingen av biofilm, vilket minskar odlingstiden.
Förbättrad näringstillförsel: Kontinuerlig inflytande ger en konstant tillförsel av näringsämnen, vilket stöder mikrobiell tillväxt.
Främjar biofilmsmångfald: Den dynamiska miljön uppmuntrar etableringen av olika mikrobiella samhällen.
Men dynamisk odling innebär också utmaningar:
Ökad operativ komplexitet: Kontinuerligt inflytande flöde kräver noggrann övervakning och justeringar för att upprätthålla optimala förhållanden.
Potential för att biofilm lossnar: De vätskeskjuvkrafter som införs av inflytande flöde kan orsaka att biofilm lossnar, vilket påverkar behandlingseffektiviteten.
Inte lämplig för alla system: Dynamisk odling kanske inte är idealisk för mindre system på grund av den ökade driftskomplexiteten.
Biofilmacklimatisering är processen att anpassa det mikrobiella samhället på biofilmen till de specifika egenskaperna hos det avloppsvatten som behandlas. Detta innebär att biofilmen utsätts för gradvis ökande inflytande koncentrationer och att säkerställa optimala miljöförhållanden för de mikrobiella målpopulationerna. Effektiv biofilmsacklimatisering är avgörande för att uppnå effektiv och stabil avloppsvattenrening.
Strategier för biofilmsacklimatisering:
Gradvis ökning av inflytande belastning: Inför avloppsvattnet gradvis, så att biofilmen anpassar sig till den ökande föroreningsbelastningen.
Näringsbalansering: Säkerställ tillräcklig tillgång på näringsämnen för de mikrobiella målgrupperna som är involverade i behandlingsprocessen.
Optimala miljöförhållanden: Upprätthåll lämpligt pH, temperatur och nivåer av löst syre för att stödja de önskade mikrobiella populationerna.
Övervakning och justeringar: Övervaka kontinuerligt biofilms prestanda och gör justeringar av inflytande flöde, näringsdosering och miljöförhållanden efter behov.
Biofilmsbärare spelar en avgörande roll i MBBR-processer, vilket direkt påverkar behandlingsprestanda och driftseffektivitet. När du väljer MBBR-biofilmbärare, överväg följande faktorer:
Material:
Hållbarhet: Välj bärare gjorda av korrosionsbeständiga, höghållfasta material som polyeten (PE), polypropen (PP) eller keramik.
Densitet: Välj lättviktsbärare för att minimera systembelastningen och förbättra luftningseffektiviteten.
Form:
Ytarea: Välj bärare med stor yta för att maximera mikrobiell vidhäftning och tillväxt av biofilm.
Void Space: Välj bärare med lämpligt tomrum för att balansera mekanisk styrka och mikrobiellt tillväxtutrymme.
Prestandaöverväganden:
Biofilmstabilitet: Säkerställ att bärarna ger en stabil yta för biofilmsfästning och förhindrar lossning under driftsförhållanden.
Hydrauliska egenskaper: Tänk på bärarens påverkan på hydraulflödet och se till att det inte hindrar behandlingseffektiviteten.
Kostnadseffektivitet: Utvärdera förhållandet mellan kostnad och prestanda för olika bäraralternativ baserat på behandlingskrav och budgetbegränsningar.
Tillgänglighet av näringsämnen spelar en avgörande roll i biofilmbildning och mikrobiell tillväxt i MBBR-processer. Att säkerställa en balanserad tillgång på essentiella näringsämnen (COD, N, P) är avgörande för att främja snabb och effektiv biofilmutveckling. Här är nyckelstrategier för att optimera näringsförhållandena i MBBR-system:
Bibehåll optimalt COD/N/P-förhållande: Sikta på ett COD/N/P-förhållande på 100:5:1 för att ge tillräckligt med kol, kväve och fosfor för mikrobiell tillväxt.
Övervaka näringsämneskoncentrationer: Mät regelbundet inflödes- och utflödesnäringsnivåer för att bedöma näringstillgänglighet och potentiella obalanser.
Överväg näringstillskott: Komplettera avloppsvattnet med ytterligare näringsämnen om influenskoncentrationerna är otillräckliga.
Använd näringscykeltekniker: Använd tekniker som intern kolåtervinning eller sidoströmsåtervinning av näringsämnen för att optimera näringsutnyttjandet.
Anpassa näringsämneshanteringen till avloppsvattenegenskaper: Anpassa strategier för hantering av näringsämnen till det specifika avloppsvatten som behandlas.
Övervaka biofilmaktivitet och justera näringsdosering: Bedöm näringsutnyttjandet genom att övervaka biofilmaktivitetsindikatorer och justera näringsdoseringen därefter.
Tänk på processer för borttagning av näringsämnen: Inkorporera processer för borttagning av näringsämnen som biologisk denitrifikation eller kemisk fosforutfällning om näringsämnesnivåerna blir för höga.
Använd verktyg för modellering av näringsämnen: Använd verktyg för modellering av näringsämnen för att få insikter i näringsämnesdynamik och optimera strategier för hantering av näringsämnen.
Genom att implementera dessa strategier kan avloppsreningsverk effektivt hantera näringsförhållanden, främja biofilmbildning, förbättra mikrobiell tillväxt och optimera prestanda för sina MBBR-system, vilket säkerställer hållbar och effektiv avloppsvattenrening.