Giriş Giriş Giriş
Bitirme filtreleri belediye ve sanayi atıksu tedavi on yıllardır temel bir yerdi. Bu sabit film biyoreactors, organik kirleticilerin parçalanması için sağlam bir ortaya bağlı olan bir mikroorganizma topluluğuna güveniyor ve atık sularından besinlerin çıkarılması, bir hile filtresinin performansı doğrudan sağlık, yapıya ve biyofilmin geliştirilmesine bağlı olarak biyofilm oluşumunun biyolojik gelişimin biyolojik performansına bağlı olarak, biyolojik değişimin biyolojik performansına olan etkisini incelemek için pratik bir zorunluluktur.
Biofilm'in Doğası ve Kompozisyonu
Biyofilm, filtre medyasının yüzeyindeki yapısal bir konsorsiyumdur - geleneksel kaya, arag, veya modern plastik paketleme - ve hangi atık suların akması gerektiği gibi işlevleri yürütmek. biyofilm, oksijen, besinlerin yüzeyinde dinamik, heterojen bir ortamdır - ve atık ürünleri.
Mikrobiyo Topluluğu Dinamik
Bir hileli filtre biyofilmi içindeki mikrobik popülasyon çeşitlidir. Aerobik bakteriler üst, oksijen-zengin tabakalara hükmediyor, facultatif ve anaerobik bakteriler daha az sayıda metazoa ve hatta küçük bir metazoa gibi, biyofilmde de olsa da her grup tedavide belirgin bir rol oynar.
Atıksu kompozisyonu, hidrolik yükleme, sıcaklık ve oksijen seviyelerinin topluluk yapısını şekillendirdiğini gösteren faktörler.A study published inurFLT:0)Water Research), yüksek güçlü endüstriyel atık sularının yüksek oranda tedavi edildiğini göstermiştir.
Ekstracellular Polimerik Substances (EPS)
EPS, biyofilmi birlikte tutan yapıştırıcıdır. Bu polimerler - öncelikle polisaccharides, proteinler, nükleik asitler ve lipidler - Mekanik istikrar, hücreleri dezenfek ve toksik kimyasallardan korumak ve hileli filtrelere izin vermek, EPS bileşenlerinin hidrolik direncini ve su tutma sistemlerini etkileyen parametrelerin oranını etkiler.
Biofilm Development Stages in Trickling Filtre
Donanım filtre medyası üzerinde biyofilm oluşumu iyi niyetli aşamalar yoluyla devam eder: ek, kolonizasyon, büyüme ve maturasyon ve dekolman.Her aşama operasyonel parametreler ve atık su özellikleri tarafından etkilenir.
Ata ve İlk Kolonizasyon
İlk adım, planktonik mikroorganizmaların medya yüzeyindeki sıvıdan taşınmasıdır. Bu, sempozyum, difüzyon veya konvektif akış ile meydana gelebilir.Spektif, hidrofobi ve şarj - temel bir rol oynamaya başlar.
Büyüme ve Maturation
İlk ekten sonra, biofilm hücrelerin tekrarlanan ve EPS üretimi artırıldığı bir büyüme aşamasına girer. Dış bölgede organik madde biyoenvironments oluşturma ve daha derin tabakalarda gerçekleştirilen bir modelde, biyofilmlerin dış tabakaları yüksek derecede aerobik ve hızla oksijeni tüketebilir, iç tabakaları oksijenle sınırlandırır. Bu stratejileştirme, yarı zamanlı olarak dış bölgede ve anaerobik süreçleri kullanarak organik madde akışının bozulmasına olanak sağlar.
Makulasyon şekli hidrolik tutma süresine bağlıdır, organik yükleme oranı ve sıcaklık. Örneğin, yüksek organik yükleme oranında çalışan bir hile filtresi, sık sık sık büyüyen biyofilm geliştirir, düşük yükleme oranı ince, istikrarlı bir biofilme yol açar.
Detachment ve Sloughing
Detachment, erozyon, aşınma veya sokulma nedeniyle biyofilm biyokütme kaybıdır. Erosion, küçük kümelerin sürekli ortadan kaldırılmasına atıfta bulunur, ancak incelik ikincil clar ve bir efflu kaliteli bozulmaya yol açabilir.
Biofilm'in pişe Filtre Performansı Üzerine Etkisi
Aktif bir biyofilmin varlığı kirletici geri çekilme için gereklidir, ancak etkisi, hidrolik verimlilikten oksijen transferine kadar filtre işlemine kadar uzanır.
Organik Madde Yok Edilmesi
Biyofilmin birincil işlevi, biyolojik videonun yüzey alanını ve iç tabakalarını azaltmaktır. Sağlıklı bir biyofilmin biyofilm üzerinde hile yapabilir, organik bileşikleri bakteriye eklemler ve bakteri tarafından absorbe edilir. Biyofilmin yüzey alanı, metabolik aktivite ve iletişim zamanı azaltır. Sağlıklı bir biyofilm, 80-95'in yükleme oranına bağlı olarak biyokimyasal oksijen talebini alabilir.
Nutrient Yok
Nitrification, nitrata amonyakın dönüşümü, yavaş yavaş yetiştiriciler ve dışsal, aerobik katmanları da kolonileştirin.Nitrification, nitrit to azot) ve [[Döneticiler[Döneticiler) ilerleyici, biyofilmde veya biyofilm ortamında kullanılan süzgecilerin ve oksijenin bozulmasına ihtiyaç duyar.
Meydanlar: Klogging ve oksijen Sınırları
Gerekli olsa da, biyofilm büyümesi de operasyonel sorunlara neden olabilir. Aşırı baskılı biyofilm birikimi filtre medyasında boşluk azaltılır, su ve hava akışını kısıtlar. Bu, filtre yatağı aracılığıyla doğal olarak depolanır ve sonunda tıkanmış bir biofilm, yüksek basınçlı su veya kimyasal tedavi ile sonuçlanır - bu da tedavi performansına neden olur.
Biofilm Optimizasyonu için Stratejiler
Biyofilm geliştirmeyi optimize etmek, biyofilmin gerekli geri yükleme oranları elde etmek için yeterince aktif olduğu anlamına gelir, ancak operasyonel sorunlara neden olduğu kadar kalın değildir. Çeşitli stratejiler yardımcı olabilir.
Media Selection ve Yapılandırma
Filtre medyası seçimi, biyofilmin ne kadar fazla tutulabileceğini ve ne kadar kolay dökülebileceğini etkiler. Modern plastik medya, yanı sıra, yüksek profiller veya rastgele paketlemeler gibi, yüksek özel yüzey alanları (100-300 m2/m3) ve atık su ve hava dağıtımını teşvik eder. Bazı medya da en aza indirmek için dikey kanallarla tasarlanmıştır: Daha derin filtreler daha fazla biofilmi destekleyebilir, ancak daha fazla kafa kaybı Operatörlerin medyadaki biyofilm özelliklerini seçmeli.
Hidrolik Yükleniyor ve Dağıtım
Hidrolik yükleme oranı (HLR) filtre yüzeyinin birim alanına doğru akışını belirler. Daha yüksek HLR, biyofilmi inceleyebilir ve inceleyebilir ve biyofilmin kontrol edilememesine izin verir.En iyi HLR, yüksek kaldırma verimliliğine bağlıdır, HLR'ler (örneğin, daha düşük su yüzeyinin dağılımı) yaygın olarak kullanılır, ancak biyofilmin kontrol edilemez hale gelir.
Nutrient ve Oksijen Yönetimi
Biyofilm aktivitesi, karbon, azot, fosfor ve mikronutrientlerin dengeli bir tedarikine bağlıdır; ek besinlerin eklenmesi, biyofilm büyüme oranını artırabilir, özellikle de karbon, hızlı biyofilm büyüme ve pıhtılaşmaya neden olabilir.Bazı endüstriyel atık sularda, besleyici eksiklikler sınırlıyor; atık suların ısıtılması ve pH artış hızlarını artırmak için önerilen tıbbi havalandırma ve pH artışlarını azaltır.
Düzenli Bakım ve İzleme
Programlanmış temizlik, sağlıklı bir biyofilm koruma sırasında pıhtılaşmayı engelleyebilir. Yöntemler, yüksek basınçlı su spreylerini geçici olarak takip eden, hatta bakım ihtiyacı olan bazı protozoaları tanıtarak önsözlü organizmalara girişte bile.Sürelenen birçok modern hileli filtre, pH ve akışa dayalı olmalıdır, düzeltmeler için gerçek zamanlı geri bildirimler için gerçek zamanlı olarak.
Biofilm Sağlık İzleme
Etkili yönetim, biyofilmin durumunu bilmek gerektirir. Birkaç izleme tekniği mevcuttur, basit görsel kontrollerden ileri moleküler yöntemlere kadar.
Görsel Muayene
Biyofilmin rengini, dokuyu ve kokusunun korunması, hemen ipuçları sağlayabilir. Sağlıklı, iyi oksitli biyofilm hafif kahverengi görünür ve hafif bir ama sağlam bölümlerde jelatin var. koyu veya siyah yamalar, üst bölümlerde genellikle daha düşük kalınlık veya kötü bir havalandırma nedeniyle.
Biomass Ölçümü
Medyadaki biofilm miktarını hesaplamak, medya örneği kaldırmak ve kurutmadan önce veya uçucu katılar ölçmekle yapılır. Bu, rutin alan izleme için uygun bir şekilde yapılır.Daha sofistike yöntemler, canlı hücre aktivitesi ile ilişkili toplam adenosine trifotozi (ATP) içeriği ölçmek için yapılabilir.
Faaliyetler Assays
Biyokütler miktar biyokütle aktivitesine eşit değildir. Respirometri - Biyofilmin oksijeni en iyi şekilde çalışmasını sağlamak - mikroorganizmaların organik maddeyi nasıl aktif bir şekilde azaltıldığını gösterir. Benzer şekilde, nitrification oranı, mikrobiyal topluluğuna göre amonyakın çıkarılması ve potansiyel dengesizliği tespit etmek için kullanılabilir.Bu, rutin işlem sırasında daha yaygınsa veya eğer toksik şok, besin eksikliği veya aşırı yükleme ile vurgulanır.[0,0)
Biofilm Araştırmasında Geleceği Yol
Araştırma, biyofilm dinamiklerini hileli filtrelerle ilgili anlayışımızı geliştirmeye devam ediyor. C ⁇ sıvı dinamikleri (CFD) modellemek, karmaşık medya geometrileri ile akış dağıtım ve biyofilm büyümesini simüle etmek için mühendislere izin veriyor. Gelişmiş görüntüleme teknikleri, konfokal lazer tarama mikroscopy gibi, otomatik kontrol sistemleri ile üç boyutlu biyofilm yapılarını rahatsız edebilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Biyofilm gelişimi, bir filtre performansının temel taşıdır. Biyofilm oluşumunun ilk eklerinden, organik maddeye göre karmaşık olgun topluluklara, nitrik amonyak ve besleyici döngülerine kadar, biyofilm, bir filtrenin tedavi hedeflerini veya operasyonel yük olup olmadığını belirler. Biyofilm oluşturmanın aşamalarını anlamak için, büyümelerini etkileyen faktörler ve aktivitelerini yönetmek için stratejiler, operatörler ve mühendisler verimliliklerini en aza indirmek, en aza indirmek ve ekipmanlarını en aza indirmek için.