Merkezileştirilmiş atıksu arıtma sistemleri, azot ve iyonik altyapıya yönelik besleyicileri kaldırmak için doğal olarak meydana gelen biyofilm reaktörleri, özellikle kırsal topluluklarda, konut altları, ticari tesisler ve endüstriyel siteler arasında, bu sistemlerin en umut verici teknolojileri arasında, bu sistemlerin enerjilendirilmesi, biyolojik stabilite, kompakt ve dayanıklılık gibi besinlerin çıkarılması için doğal olarak meydana gelen biyolojik bir besin maddesini sağlayan biyofilm reaktörleri, nehirlerin temel bir şekilde yükselten bir dirençtir.
Biofilm Reaktörlerini Anlamak
Biyofilm reaktörleri, mikroorganizmaların sağlam bir destek ortamına eklediği biyolojik tedavi birimleridir, bir biyofilm olarak bilinen bir kohesive tabakası oluşturur ve mikroplar organik maddeyi, azotu ve fosforu çözmüşlerdir. Biyofilm yapısı, enerji yoğun birleştirici veya kimyasal atıklar için gerekli olan birçok geleneksel prosese izin verirken, çeşitli mikrobiyal topluluklara olanak sağlar.
Biofilms Form ve Fonksiyonlar Nasıl
Biyofilm gelişimi, sağlam bir yüzeye bağlı bakterileri serbest bırakmakta, genellikle sıvı akışı ve gaz değişimine izin veren, film desteği aoksik maddeler (EPS) – aynı anda jelatinous matrix. Bu içsel reaksiyon, organik bozulmalar ve gaz değişimi dahil olmak üzere, organik bir bozulma ve iyonik iyonik iyonlar ve iyonik iyonlar dahil olmak üzere, diğer toksik maddelere katkıda bulunur.
Merkezileştirilmiş Uygulamaları için Biyofilm Reaktörleri Türleri
Mevcut olmayan sistemlerin özel hidrolik ve kirletici talepleri ile tanışmak için farklı reaktör konfigürasyonları mevcuttur. Uygun tasarımı seçmek akış oranlarına, atık su özelliklerine, mevcut alana ve istenen effluent kalitesine bağlıdır.
Bed Biofilm Reaktörleri (MBBR)
MBBR teknolojisi küçük plastik taşıyıcıları kullanır - silindirler veya tekerlekler gibi şekillendirilir - atık sularında askıya alınır ve sabit kalıplarda görülen tıkanıklık sorunları nedeniyle biyofilm özellikle de iç ve dışsal yüzeylerde büyür, bu nedenle taşıyıcılar, yüksek etkili biyokütle konsantrasyonlar elde ederler.
Sabit-Bed ve Submerged Rektörler
Sabit yatak biyofilm reaktörleri bir sabit orta kullanır - örneğin mezar, plastik yüzükler veya yapılandırılmış seramik bloklar - hangi atık su geçişi ile orta veya sadece ıslak taramalar ve aerobik granular sistemlerde olduğu gibi, sabit diskolar sistemleri genellikle çalışır ve minimum enerji gerektirir. ancak yüksek sağlam yükleme ile pıhtılaşmaya daha yatkındır.
Biyolojik İletişimcileri (RBC)
RBC birimleri, dönen bir mil üzerinde monte edilen bir dizi dairesel plastik diskten oluşur, kısmen düşük enerji tüketimiyle uyumlu hale getirilir, küçük topluluklar ve kırsal okullar için cazip hale getirir ve dönen hareket, fazla biofilm sağlayarak oksijen sağlar, operatör müdahalesi olmadan kontrol eder. RBCs, düşük enerji tüketimiyle tutarlı bir effluent kaliteyi sunar, küçük topluluklar ve kırsal okullar için çekici hale getirir.
Membran Biofilm Reaktörleri (MBfR)
Küçük merkezi olmayan sistemlerde daha az yaygın olmasına rağmen, membran biyofilm reaktörleri yüksek kaliteli effluent için kompakt bir seçenek olarak ortaya çıkıyor. MBfR'de, biyofilm doğrudan boş fiber membranların dış yüzeyinde büyür.Sürekli konsantrasyonlar gibi gazlar, MBfRs, zar zor limitleri gerektiren uygulamaları için uygun bir şekilde kontrole izin veriyor.Bu teknoloji özellikle de azotun kaldırılması için etkili.
Biyofilm Rektörlerinde Nutrient Yokluğu
Biyofilm reaktörlerinin etkinliği aynı ünitede birden fazla metabolik yol katabilme yeteneğinden kaynaklanıyor. Bu mekanizmaları anlamak performans ve sorun sorunlarını optimize etmenize yardımcı olur.
Nitrification and Denitrification
Biyofilm reaktörlerinde azotun kaldırılması iki belirgin biyolojik süreçlere dayanıyor. Biyofilmin aerobik katmanlarında, amonyak-o oksitleyici bakteriler (AOB) nitrit bakteriye (NOB) daha fazla oksit nitrit nitrit ila nitrit koruyor.Bu işlem -ntrikasyon - oksijenli bir şekilde oksijenli ve optik bir şekilde oksijenli iyonize edilmesi, heterotrofik denitrize bakteriler (N)
Biyolojik Phosphorus Removal (EBPR)
Biyofilm reaktörlerinde Phosphorus ortadan kaldırılması iki ana yol aracılığıyla gerçekleşebilir: Biyofilm matrixinde doğrudan biyolojik yukarı ve kimyasal yağışlar.In the entity of alternating anaerobik and aerobik conditions, polifosforus in over) store large amounts of polifosphorus in an anaerobik faz (aslında, karbon kaynakları alırken) ve aerobiksel bir faz (sonrası) ile birlikte tasarlanabilir.
Biofilm Kalınlık ve Sloughing Etkisi
Biofilm kalınlığı kritik bir parametredir. İnce biyofilmler (100-200 μm) iyi oksijen penetrasyonuna ve nitrification'ye izin verir, kalın biyofilmler denitrikasyon için biroks bölgeleri geliştirirken, biyofilm çok kalınsa, kütle transfer sınırlamaları genel reaksiyon oranları azalır ve büyük biyofilm parçalarının periyodik dekolmana yardımcı olur - reffluent türbidity. Propertif ve organik yükleme oranlarına neden olur.
Merkezileştirilmiş Sistemlerde Biyofilm Reaktörlerin Anahtar Faydaları
Merkezileştirilmiş tedavi tesisleri genellikle büyük ölçekli bitkilerin bularından farklı kısıtlamalarla karşı karşıya kalır: sınırlı fonlar, uzaktan konumlar, değişken personelleme ve akışlar. Biofilm reaktörleri bu zorlukların çeşitli avantajları ile ele alır.
Akış ve Yük Variations
Ortamsal atık su akışları çok eşitsizdir - sabah ve akşam saatlerinde bile, hafta sonu tatil sitelerinde dalgalanmalar ve turizm veya tarımdan mevsimsel değişiklikler. Biofilmler bu kadar varılabilirlik ihtiyacı ortadan kaldırır, çünkü ek biyokütleler, tüm sistem tasarımında bile kalır.
Bir Compact Footprint'te yüksek kapasite
Biofilm reaktörleri yüksek biyokütle elde ederler - 5 ila 10 kat daha aktif çamur sistemleri - daha küçük bir reaktör hacmine sahip. MBBR taşıyıcıları, örneğin, 500-1.000 m)2[FLT] gibi siteler için özel yüzey alanları için idealdir, açık alanı korumak önemlidir.
Düşük Enerji ve Operasyon Maliyetleri
Sağlıklı bir biyofilm kurulduktan sonra, birçok biyofilm sistemi nispeten düşük enerji girişi gerektirir. psiklet filtreleri ve sabit yatak reaktörleri su dağıtım ve doğal bir taslak için aerasyon için ağırlıktır, az veya hiçbir güç sahibi değildir. MBBRs ve RBCs daha yüksek biyokütme veya rotasyona ihtiyaç duyar, ancak genel enerji talebi genellikle daha az maliyet tasarrufu sağlar.
Basit Operasyon ve Azaltma Bakım
Biyofilm reaktörleri, askıya alınan meslektaşlarından daha çok operatör gözetimi affetmek için doğal olarak daha fazla bağışlayıcıdır. Eklenen biyokütleler sıcaklık salakları, pH şokları veya geçici olmayan sistemler için genellikle yarı zamanlı veya özel olmayan operatörler tarafından muhafaza edilir, bu sağlamlık genellikle akış dağılımını kontrol eder, net veya olağanüstüleri ve zamanlayıcı medya örneklemeleri - gelişmiş mikrobiyolojik uzmanlık olmadan gerçekleştirilir.
Çevre ve Güvenlik Avantajları
Biyofilm reaktörleri su sütununda daha düşük biyokütle konsantrasyonlarında çalışır, daha az mikro-nuditeyi effluentte üretirler ve açık hava gecikmelerinden daha az koku üretirler veya aktif çamur basları. MBBRs ve RBCs'de yaygındır. Bu özellikler, biyofilm sistemlerini konut veya hassas doğal alanlarda daha kabul edilebilir hale getirir.
Meydanlar ve Tasarım
Birçok faydalarına rağmen, biyofilm reaktörleri sınırlama olmaksızın değildir. Bu zorlukların dengeli bir anlayış, merkezsiz sistemlerde başarılı bir uygulama için gereklidir.
Klonlama ve Medya Fouling
Sabit yatak ve hile filtre tasarımları, atıksu yüksek oranda askıya alınmış sağlam, yağ veya fibrous malzemeleri içeren filtre tasarımları ile veya iyi tarama - MBBR sistemleri korumak için gerekli olan, taşıyıcının kesintisi daha az yaygındır, ancak hava dağıtımları eşitsiz olup olmadığı ortaya çıkabilir. Routine incelemeler ve ara sıra medya temizlik prosedürleri bakım planına dahil edilmelidir.
Startup ve Biofilm Acclimation
Olgun bir biyofilm oluşturmak, birkaç hafta sürebilir, atık su sıcaklığı ve beslenebilirliğe bağlı olarak.Başlangıç sırasında, effluent kalitesi, geçici deşarj önlemleri veya mevcut bir sistemden tohumlama kullanımı gerektiren olabilir. Operatör sabır ve dikkatli izleme bu dönemde gereklidir.
Phosphorus Removal için Süreç Sınırları
Biyofilm reaktörleri optimize edilmiş koşullar altında mükemmel fosfor kaldırmaya devam edebilirken, kimya ve aerobik bölgelerinin değiştirilmesi gereksinimi genellikle EBPR'yi askıya alma veya karma sistemlerde daha güvenilir hale getirir.Özellikle de, bir medya filtresi veya ıslak topraklar gibi merkezi olmayan projeler için, tasarımcılar biyolojikfilm reaktörlerini kimyasal dolarla bir araya getirmeleri gerekebilir.
Merkezileştirilmiş Sistemler için Tasarım ve Operasyon Parametreleri
Biyofilm reaktörlerinin merkezi olmayan uygulamalarda başarıyla dağıtılması, günde 50 °C ısıtılması veya yüksek çözünürlükte 10 °C'ye kadar ısıtılması gerektiği gibi, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte ise % 5 ila 5 °C'lik bir miktar daha düşük çözünürlükte ısıtılabilir.
Suspended growth Systems ile Biofilm Reaktörleri Karşılaştırmak
Aktif çamur süreçleri, katı taşımayı önlemek için en yaygın kullanılan biyolojik tedavi yöntemi olarak kalır, ancak her zaman merkezsiz sistemler için en uygun değildir.Suspended systems require continuous aeration, tight control of staudge return rates and operational management of install tanks to prevent the Water Environment Federation, biofilms remove the media.For low-flow applications (günde 38.000 litre) Ancak, biofilm sistemleri genellikle daha düşük yaşam döngüsü maliyetleri ve operasyonel basitliği sağlar.Su Ortam Federasyonu tarafından yapılan bir çalışma, küçük topluluklar için MBBR ve çamuru ortadan kaldırırsa, ancak% 20-35'lik yüksek kaliteli tüketim için% 38.000 litreye kadar azaltılabilir.
Gerçek Dünya Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları
Biofilmphos, dünya çapında merkezi olmayan dağıtımlarda güvenilir bir besin kaldırılması sağlıyor. Chesapeake Bay sulu, birkaç küçük kasaba, RBC birimlerini% 60-70 oranında hassas bir tidal creeks'e kadar azalttı.Bir örnek, bir RBC'ye giden bir şehirdir ki, 8 mg/L'nin altında sürekli olarak toplam füzyon yapan bir sistemdir.
Biofilm Teknolojisinin Geleceği, Merkezileştirilmiş Tedavisinde
Malzemelerdeki ilerlemeler ve izleme, biyofilm reaktörlerinin yeteneklerini genişletir ve enerji kullanımını azaltırken daha yüksek spesifik yüzey alanları ile gelişmiştir.Bir başka film reaktörü (SBBR), bu tür çevrimleri dolduran oksijen, pH ve ammonium, gerçek zamanlı bir kesintiye izin verir. SBBR özellikle de yüksek değişkenli bir biyofilm reaktörü (SBBR) ile merkezi olmayan uygulamaları araştırmak için umut vericidir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Biyofilm reaktörleri, küçük sistemlerdeki akış ve yük varyasyonları ile karşılaştırıldığında, düşük enerji tüketimi ve düşük kalori üretimi için çeşitli mikrobiyal topluluklara ev sahipliği yapabilme yeteneği, biyofilm performansına sahip olan ve tasarım zorluklarını ele alan mekanizmaları anlamak için, mühendisler ve fosforları, bu reaktörleri küçük sistemlerde sıkmak için dağıtabilir.Dünya genelindeki herhangi bir riskin düşük enerji tüketimi için, düşük maliyetle ilgili olarak, biyofilm planlamayı ve biyofilmde ve düşünceye dayalı olarak önemli ölçüde önemli ölçüde artıran mekanizmaları anlamak için.