MBBR'lerin Modern Nutrient Yok Edilmesindeki Rolü

Bed Biofilm Reaktörleri (MBBRs), reaktörün içinde dolaşan son derece etkili bir biyolojik tedavi platformu olarak ortaya çıktı.Bu hibrit yaklaşım, belediye ve endüstriyel atık sularından gelen operasyonel esnekliği ile birlikte, onları tamamen biyokütle sınırlara veya uzay kısıtlamalarına dayanan tesisler için uygun şekilde yapılandıran tesislerden farklı olarak, teknoloji 1980'lerin sonlarında ve sürekli olarak uzun süren sıcak bitkilerde gelişmişti.

Besleme uygulamaları için MBBRs, biyofilm yüzeyinin yakınında çeşitli mikrobik topluluku desteklemek için yüksek tedavi efficileri elde eder.Uygunlar, daha derin bir anoksidasyon ve organik oksidasyon sağlarken, MBBRs genellikle genetik olarak çıkarılmasına veya serilerde çalıştırılırken, genetik fikre (SND) uygun koşullar altında, ayrı reaksiyon bölgeleri ve dış karbon kaynakları için gerekli olan ihtiyacı azaltır.

MBBR Performansının Temel Mekanizmaları

Biofilm Geliştirme ve Mikrobial Ekoloji

Herhangi bir MBBR sisteminin performansı, taşıyıcı medyaya bağlı biyofilmin sağlığı, kalınlığı ve aktivitesine bağlıdır. Biyofilm gelişimi farklı aşamalar aracılığıyla ilerlemektedir: planktonik hücrelerin taşıyıcı yüzeyi, mikrokolon formasyon, ekstra polimerik madde (EPS) üretimi ile ilgili olarak, ve biyofilmdeki enginasyonlar sırasında, enginal bölgelerdeki komplikeli bölgelerdeki komplikeli bir platoziğe bağlı olarak, biyofilmintiliteler ve metabolik olarak üretilir.

Hidrojen çıkarılmasında kullanılan temel mikrobik gruplar, amonyak-o oksiting bakteriler (AOB) ve [[Dört:0)Nitrosomonas[Döneticileri) gibi, çeşitli genradan gelen genetik bozukluklar (NOB) ile zenginleştirilmiş.

Carrier Media Design ve Selection

Biyofilm taşıyıcısının fiziksel özellikleri reaktör performansının kritik belirleyicileridir. Modern MBBR taşıyıcıları genellikle standart taşıyıcılar için yüksek çözünürlükte üretilmektedir), boyut (genellikle 10-25 mm aşırı kanal (sıratıcı, yüksek, yüksek veya kapalıyken) yüksek yoğunlukta (genellikle 0.9.98 g/cm3) daha yüksek yüzeysel alanlardan daha yüksek çözünürlükte veya yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek yoğunlukta yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunur.

Uygulamada, taşıyıcı seçimi yüzey alanı, hidrolik karıştırma enerjisi ve sağlam tutmaları arasındaki ticaret-offları içerir. K1-type taşıyıcılar (yöneticileri ile iç çapraz-finler) özellikle yüksek tuzluluğu, yüksek sıcaklıkla endüstriyel atık suları tedavi ederken, aşırı derecede yüksek sıcaklıkla ilgili taşıyıcıları geliştirmek için taşıyıcılar sunar.

Faktörler Governing Nutrient Removal

Çözülen Oksijen ve Aeration Strateji

Çözülen oksijen (DO) belki de MBBR besin kaldırılmasındaki en etkili operasyonel parametredir. nitrification için, DO konsantrasyonlar genellikle oksijen miktarını biyofilme kadar sağlamak için üst düzey sıvı altında tutmak için minimum oksijen tedarik oranına ihtiyaç duyar, kontrol edilen DO bölgeleri oluşturmak, hem de aşırı aerasyondan elde edilebilir, enerji tüketimini artırmak ve tamamen aerobik koşulları korumak için dezenfekte edilebilir.

FİLBİ'ye güvenen MBBR sistemlerindeki fosforun kaldırılması için reaktör konfigürasyonu, farklı anaerobik ve aerobik bölgeleri içermelidir. Anaerobik bölgede, PAOss, fobik asitler (VFA) alır ve onları polihidrojenalkanoates (PHPA) olarak saklar ve bu işlemden kaynaklanan bir kimyasal iyonun azaltılması veya kimyasal iyonların çıkarılmasını önlemek için doğrudan karbonatın azaltılmasını gerektirir.

Sıcaklık ve Mevsimlik Variability

Sıcaklık MBBR performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, çünkü mikrobiyal büyüme oranları, enzim kinetiği ve diffüzyon katları. Nitrating bakteriler özellikle düşük sıcaklıklara duyarlıdır, her 10°C'nin altındaki reaksiyon oranları azalır ve en iyi koşullardan dolayı yüksek sıcaklıkları artırabilir. Bazı havalimanları azaltır, yükleme oranlarını azaltır veya kışın effluent standartları korumak için ek bir aerasyon sağlayabilir.

Parasu sıcaklığındaki mevsimsel değişiklikler, AOB ve NOB arasındaki rekabeti de etkiliyor. Daha düşük sıcaklıklarda, NOB aktivitesi AOB aktivitesinden daha fazla baskılanıyor, tam ölçekli PN / A uygulamaları hala yaygın tedavi için sınırlı olsa da, pilot çalışmalar, MBBR'leri kullanarak, daha az oksijen tüketti ve dezenfekte olmayan bir karbonu gerektirmedi.

Hidrolik Yeniden Çekilme Zamanı ve Organik Yükleniyor

Hidro tutma süresi (HRT) ve organik yükleme oranı (OLR) istenen tedavi hedeflerine dikkatlice uymalıdır. - MBBR sistemleri, nitrification ile ikincil tedavi için tasarlanmış, HRT genellikle 4 ila 12 saat arasında değişir, OLR değerleri 0.5 ve 2.0 kg BOD /m3/day karbon kaynaklarının kullanılabilirliği ile çalışır.

Kimyasal yöntemler tarafından kaldırılması, metal-to-fosforus molar oranına bağlıdır, pH ve reaktörün 1.5 ila 3.0 molsforus'u, daha yüksek dozlarda gerekli olan metal-fosforus geri yüklemesine bağlıdır.Profsforus geri yüklemesi MBBR reaktörleri ile entegre edildiğinde, metal tuz reaktörün aşırı derecede fazla verimsiz veya bir alt tabakaya kadar yüksek doz tanka kadar. Doğrudan ek olarak, metal hidroxide buharlaşmaları da azaltılabilir.

Performans Değerlendirmesi ve İzleme

Sampling ve Analytical Yöntemler

Routine performans değerlendirme MBBR sistemlerinin hem influent hem de effluentdeki önemli su kalitesi parametrelerini izlemesi gerekir. For Nitro kaldırma, ölçümler genellikle toplam Kjeldahl azot (TKN), amonyak, nitrit, ancak operasyonel ayarlamalar için tam zamanlı veriler elde edilir.In-lineofozoftalyalar ve metal rezotikler (aslıtlamalar kullanılır) takip edilmelidir.

Biyofilm sağlığını değerlendirmek için operatörler, mikroscopy, görüntü analizi veya ağırlık tabanlı yöntemler nedeniyle biyofilm kalınlığını ölçebilir, taşıyıcı tipi ve yükleme koşullarına bağlı olarak, 200 ila 800 μm arasında normal bir şekilde sabitlenebilir.

Anahtar Performans Göstergeleri

MBBR performansının en doğrudan ölçüsü, hedef kirleticiler için geri yükleme verimliliğidir, (görüntü - effluent) /% 100, ancak, yükleme oranları için tek başına verimlilik hesabı değildir (kg N-NH4 oksitli / $ / gün) ve belirli kaldırma oranları (kg/m3/gün) farklı işletim koşullarından% 0,3 / s / gün boyunca% 0,3 / s / x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Fosforus kaldırılması için, önemli performans göstergeleri, aerobik bölgedeki tüm fosfor konsantrasyonu ve fobik bir doz ünitesinde kullanılabilecek bir fosfor miktarını gösterir. EBPR sistemlerinde, fosfor serbest bırakma oranı ve aerobik bölgedeki toplam artış oranı, PAO aktivitelerini değerlendirmek için kullanılabilir. Sağlıklı bir EBPR sistemi genellikle 2-4 mg/L ünitesinde bir sforus salıveriyor.

Diğer Tedavi Süreçleri ile entegrasyon

MBBRs genellikle tek başına tedavi birimleri olarak kullanılmamaktadır, ancak daha büyük tedavi trenlerine entegre edilir.Ortak kontenjanlar veya membran filtrasyonları, biyofilm taşıyıcıları olarak hizmet eden birincil biyomass desteği ile, daha küçük flocsiyonlar veya filtrelenmiş büyümeleri birleştirilir. Bazı tasarımlarıda MBBR taşıyıcıları doğrudan minimum sabit film sabiti oluşturmak için sabit bir sabitlenmiş bir sabit film sabiti oluşturmak için sabitlenmiş durumda.

Gelişmiş bir besin kaldırılması için MBBR'ler, bir aerobik ve anoxic bölgeleri ile serilerde düzenlenebilir, iç geri dönüşüm aoks bölgeye nitrat sağlamak için içsel geri dönüşüm akışları ile birlikte, genellikle mevcut bir akış veya sequencing parlayarak, mevcut tankların değiştirilmesi veya eklenmesi için işlem yapan veya ekinler oluşturmak için kapalıdır. MBBR teknolojisinin esnekliği, tümleşik kontrasepüller/veya kontrasepüller ile mevcut tedavi tesislerine geri alınabilir.

YÜŞÜNÜ:0)EPA Su Araştırma sayfası[DÜT:1) MBBR tasarımı ve performans üzerindeki rehberlik sağlarken, endüstri yayınları [[ŞUYUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇUÇLAR:2)Water Online) vaka çalışmaları ve operatör öngörüleri sunar.

Operasyonel Zorluklar ve Dava Stratejileri

Biofilm Sloughing ve Carrier Clogging

Biyofilm, taşıyıcılardan aşırı biyofilm detaches'in ve bu sıvıya girebildiği doğal bir fenomendir. Bazı dekolman, aşırı kesme kapasitesinin azaltılması ve sağlamların yüklenmesi için aktif bir biyofilm tutmak gerekir.Sloughing genellikle yükleme oranı, sıcaklık veya aerasyon yoğunluğunda değişiklikler tarafından tetiklenir.

Taşıyıcı tıkanıklığı, taşıyıcının iç kanallarını engellemek için yeterince kalındığında, su akışını kısıtlayın ve etkili yüzey alanını azaltır. Clogging, yüksek özel yüzey alanları ve sistemlerde atık sularını yüksek derecede iyi veya yağ içeriği ile tedavi etmek için daha yaygındır. Mekanik temizlik yöntemleri, özel temizlik ekranlarının kullanımı gibi, aşırı biyofilmi ortadan kaldırır ve taşıyıcı performansını geri yüklemektedir. Bazı tesisler ayrıca klor veya hidrojen peroksitleri gibi kontrollü bir yaklaşımda, bu mikropişmanlığa zarar vermek için dikkatli bir yaklaşım gerektirir.

Köpükleme ve Odor Kontrolü

Köpükleme yüksek yükleme oranlarında veya önemli yağ birikimiyle çalışan MBBR sistemlerinde problemli olabilir.Saçtıcıların varlığı, proteinler ve filamentli organizmalar köpükyü stabilize edebilir, usuller veya alt düzlemdeki işlemler gibi operasyonel konulara yol açabilir. Antifoam ajanların yeterince boklanabilir ve uygun bir şekilde karıştırılması, ancak kaynak kontrolü uzun vadede daha etkili olabilir. Odors genellikle biyofilmdeki anaerobik koşullarla ilişkilendirilebilir.

Enerji Tüketimi ve Süreç Ekonomisi

Enerji maliyetleri, MBBR sistemleri için operasyonel bütçenin önemli bir bölümünü temsil eder, özellikle de aerasyon ve pompalama için. MBBR'lerde yapılan bir kesinti için gerekli olan enerji genellikle mevcut bazlar için MBBR'nin maliyetinin artması nedeniyle, daha yüksek tedavi verimliliği ve daha küçük bir ayak izi azaltmak için ek karışım enerji gerektirir.For retrospektifler için bu maliyetleri azaltılabilir.For retrospektif taşıyıcılar için, ekinler ekleme maliyetinin çoğu zaman yeni tankların maliyetinin bir kısmını arttırır, ekonomik olarak cazip bir seçenek haline getirir.

Kapsamlı bir enerji denetimi, darbecilerin verimliliğini değerlendirmeli ve ekipmanları karıştırmalıdır, bu tür yatırımlar için ödeme süresi genellikle yerel enerji fiyatları ve düzenleyici gereksinimlere bağlı olarak 2 ila 5 yıl arasında değişmektedir. Bazı tesisler iyi amaçlı diyayaklar ve optimizasyon yoluyla% 20-30 enerji tasarrufunu elde etmiş ve DO setpointsünü belirli aralıklarla optimize ederek elde etmiştir.

Vaka Çalışmaları ve Pratik Performans Data

Kuzey Amerika'nın büyük göllerdeki yerel tedavi bitkisinden önemli bir vaka çalışması, 85-92'nin toplam% 92'lik bir iki aşamalı MBBR sistemi ön-tanileştirme ve post-anoxic parlamental olarak toplam% 45'lik bir toplam azot tedavisi ile toplam olarak, toplam olarak, yaklaşık olarak% 85-92'nin toplam olarak, toplam olarak, toplam olarak yaklaşık olarak% 45'lik bir kuru hava olayları ile toplam% 45'lik bir miktar ve su geçirmez hava durumu ile sağlanır.

Bir gıda işleme atıksu arıtma tesisinden başka bir örnek, biyofilm içinde bir araya gelen demir hidroxide flocsforus geri yüklemesini hem biyolojik hem de fiziksel-kimyasal ad absorpsiyonunu kullanarak % 95'i aştı. Ferric klorür, 8 ila 25 mg /L arasında değişen önemli farklılıklara rağmen istikrarlı performansa rağmen, MBBR teknolojisinin sağlamlığını vurguladı.

MBBR'nin kabul edilmesi için pilot test, siteye özgü tasarım parametrelerini kurmak ve biyofilm yönetimi nüansları ile tren operatörlerine yönelik olarak tavsiye edilir. İyi tasarlanmış bir pilot çalışma, taşıyıcı seçimi, aerasyon gereksinimleri ve alt akış katılar işleme ile ilgili potansiyel sorunları da tanımlanabilir. Erken kabul edilen sürücülerin deneyimleri MBBR sistemlerinin biyofilm izleme ve süreç kontrolü ile karşılaştırıldığında minimum ek personelle başarıyla çalıştırılabileceğini göstermiştir.

Future Yol ve İnovasyonlar

Mevcut araştırma ve geliştirme çabaları MBBR sistemleri için biyofilm modellemenin derinliğini geliştirmeye odaklanmıştır. Dinamik yükleme koşulları altında beslenme performansı bir meydan okumadır ve biyofilm yapısı, kütle transfer sınırlamaları ve mikrobiyo çeşitliliği için hesaplanan mekanik modeller, operasyonel parametrelerin daha hassas bir şekilde ayarlanmasına olanak sağlar.

Bir diğer ortaya çıkan alan, anammox süreçleri için MBBR'lerin kullanımıdır, bu da enerji tüketimini ve çamur üretimini geleneksel nitrification-denitrification ile karşılaştırabilir.Anammox tabanlı sistemler zaten yanak tedavi için kurulmuştur, uygulamaları düşük sıcaklıklara meydan okumaz, yüksek C/N oranlarına meydan okumaz ve daha sonraki on yıl boyunca uygulanabilir bir biyokütme platformu sağlayabilir. MBBR taşıyıcıları, yavaş büyür ve çevresel dalgalanmalara duyarlıdır.

Son olarak, MBBR sistemlerinin yenilenebilir enerji kaynakları ve akıllı süreç kontrolü ile entegrasyonu, dönüşüm sistemleri kazanıyor, gerçek zamanlı besleyici sensörler ve makine öğrenme algoritmaları ile birlikte, deşarj izinleri ile uyum sağlamak için potansiyele sahip.De çevresel düzenlemeler sıkıya devam ederken ve kaynak kurtarma değerine devam ederken MBBR teknolojisi sürdürülebilir, dairesel atıksu yönetimine doğru geçişte önemli bir rol oynamaya iyi konumda.

Özet ve Bağlanma Perspektifi

Yatak Biyofilm Reaktörler, atıksu tedavisindeki besin kaldırılması için olgunlaşmış bir teknolojiyi temsil ediyor. performansları biyofilm ekolojisi, taşıyıcı tasarımı ve operasyonel yönetim arasında bir rol üstleniyor ve işletildiğinde, MBBR'ler her iki azot ve fikre de% 90'dan fazla efficiliği ortadan kaldırabiliyor, kompakt bir ayak izi ve retrofit esnekliği sunarken en sıkı düzenleyici gereklilikleri yerine getiriyor. Teknoloji, taşıyıcı tasarımı ve operasyonel yönetim olmadan değil -biyofilm kesintisi ve enerji tüketimi devam ediyor - ancak mevcut pratik tecrübe ve araştırma bulguları için% 90'dan fazla tasarruf sağlar.

Gıda deşarj sınırlarına karşı belediyeler ve endüstriler için MBBR'ler, yalnızca modern biyolojik atık su arıtmasının temel taşı olarak rollerini yeniden geliştirmeyi ve geliştirmeyi sürdürüyorlar.Spektif malzemelerdeki yenilikler olarak, süreç modellemesi ve otomasyon devam ediyor, siteye özgü pilot ve tasarım desteği için teknoloji sağlayıcıları ile birlikte devam ediyor.