Che cos'è il trattamento delle acque reflue MBBR e come funziona? Spiegazione dettagliata del processo MBBR

MBBR è il principio base dell'utilizzo del metodo del biofilm. Aggiungendo una certa quantità di trasportatori sospesi al reattore, la biomassa e le specie biologiche nel reattore aumentano, migliorando così l'efficienza del trattamento del reattore. Poiché la densità del riempitivo è vicina a quella dell'acqua, durante l'aerazione viene completamente miscelata con acqua e l'ambiente in cui crescono i microrganismi è gassoso, liquido e solido.

 

Questo articolo esaminerà da vicino il processo MBBR, spiegando come funziona e come si confronta con altre tecniche.

 

 

1.Principio del processo MBBR

 

Il principio del processo MBBR consiste nell'aumentare la biomassa e le specie biologiche nel reattore aggiungendo una certa quantità di trasportatori sospesi al reattore, migliorando così l'efficienza di trattamento del reattore. Poiché la densità del riempitivo è vicina a quella dell'acqua, viene completamente miscelata con acqua durante l'aerazione e l'ambiente per la crescita microbica è costituito da tre fasi gassose, liquide e solide. L'effetto di collisione e taglio del vettore nell'acqua riduce le bolle d'aria e aumenta il tasso di utilizzo dell'ossigeno. Inoltre, ciascun trasportatore ha diverse specie biologiche all'interno e all'esterno, con alcuni batteri anaerobi o facoltativi che crescono all'interno e batteri buoni che coltivano all'esterno, in modo che ciascun trasportatore sia un microreattore, in modo che le reazioni di nitrificazione e denitrificazione esistano contemporaneamente. , Migliorando così l'effetto del trattamento.

 

Il processo MBBR combina i vantaggi del tradizionale letto fluidizzato e del metodo di ossidazione biologica per contatto. È un nuovo ed efficiente metodo di trattamento delle acque reflue. Si basa sull'aerazione nel serbatoio di aerazione e sull'effetto di sollevamento del flusso d'acqua per rendere il vettore in uno stato fluidizzato e quindi formare una sospensione. Il fango attivo in crescita e i biofilm attaccati fanno sì che il biofilm a letto mobile utilizzi l'intero spazio del reattore, sfruttare appieno i vantaggi sia degli organismi in fase attaccata che in quelli in fase sospesa, in modo che possano sfruttare i loro punti di forza ed evitare le debolezze per completarsi a vicenda. A differenza dei riempitivi precedenti, i riempitivi in ​​sospensione possono entrare in contatto con i liquami frequentemente e molte volte, per questo vengono chiamati "biofilm in movimento".

 

2. I vantaggi e gli svantaggi dell'MBBR

 

Rispetto al metodo a fanghi attivi e al metodo a biofilm con riempitivo fisso, MBBR non solo ha l'elevata efficienza e flessibilità operativa del metodo a fanghi attivi, ma ha anche le caratteristiche di resistenza al carico d'urto, lunga età dei fanghi e meno fanghi residui nel metodo tradizionale metodo del biofilm.

 

Vantaggi:

 

(1) Caratteristiche dell'imballaggio

 

I riempitivi sono per lo più costituiti da polietilene, polipropilene e loro materiali modificati, schiuma poliuretanica, ecc. Il peso specifico è vicino a quello dell'acqua, prevalentemente cilindrico e sferico. La pellicola è facile da appendere, non si agglomera, non si blocca ed è facile da staccare.

 

(2) Buona capacità di denitrificazione

 

Sull'imballaggio si forma un ambiente aerobico, anossico e anaerobico e in un reattore possono verificarsi reazioni di nitrificazione e denitrificazione, che hanno un buon effetto sulla rimozione dell'azoto ammoniacale.

 

(3) Buon effetto di rimozione della materia organica

 

La concentrazione dei fanghi nel reattore è relativamente alta e la concentrazione generale dei fanghi è 5-10 volte quella del metodo ordinario a fanghi attivi, che può arrivare fino a 30-40g/L. Migliorare l'efficienza del trattamento organico e una forte resistenza al carico d'urto.

 

(4) Facile da mantenere e gestire

 

Non è necessario installare staffe di riempimento nel serbatoio di aerazione, il che facilita la manutenzione del riempitore e del dispositivo di aerazione sul fondo del serbatoio e allo stesso tempo consente di risparmiare investimento e spazio sul pavimento.

 

Svantaggi

 

(1) Il riempitivo nel reattore è in uno stato fluidizzato grazie all'effetto sollevamento dell'aerazione e del flusso d'acqua. Nell'ingegneria reale è probabile che si verifichi il fenomeno dell'accumulo locale di riempitivo. Per evitare l'accumulo di impaccamenti è necessario migliorare la disposizione della tubazione di aerazione e la struttura del reattore. La struttura del reattore determina in gran parte le sue caratteristiche idrauliche. Nell'ingegneria vera e propria, quando le proporzioni di un singolo reattore sono circa 0,5 e la lunghezza non è superiore a 3 m, è vantaggioso che il riempitivo si muova completamente. Nella progettazione ingegneristica vera e propria, dovrebbero essere condotti un gran numero di esperimenti per ottimizzare la struttura e le caratteristiche idrauliche del reattore, ridurre il consumo energetico e migliorare ulteriormente i vantaggi economici dell'MBBR.

 

(2) L'effluente del reattore è spesso dotato di griglie o griglie per evitare la perdita di riempitivi, ma è facile provocarne l'ostruzione. Nel progetto vero e proprio, è possibile predisporre griglie mobili per la pulizia manuale regolare, oppure è possibile predisporre un dispositivo di ritorno dell'aria per evitare intasamenti.

 

 

1. Adesione del biofilm

 

Capacità di adesione del biofilm: l'indicatore più importante per valutare la qualità del riempitivo. Quantità di bioattaccamento=area superficiale protetta (correlata alla progettazione e allo stato operativo del riempitivo) × quantità di attaccamento biologico per unità di superficie (correlata alle prestazioni del riempitivo)

 

2. Prestazioni dell'imballaggio

 

Prestazioni del riempitivo: l'indice più importante per valutare l'adesione biologica del riempitivo

 

(1) Prestazioni della superficie del riempitivo

 

1. Struttura della superficie: si ritiene generalmente che la rugosità della superficie sia elevata e che la velocità di sospensione della pellicola sia elevata.

 

2. Potenziale superficiale: generalmente i microrganismi sono caricati negativamente e la superficie del riempitivo è caricata positivamente, il che è adatto alla crescita di microrganismi.

 

3. Idrofilicità: i microbi sono particelle idrofile e il riempitivo ha una buona idrofilicità ed è adatto alla crescita microbica e alla formazione di film.

 

(2) Prestazioni idrauliche

 

1. Porosità: Il volume occupato dal riempitivo, la porosità è elevata.

 

2. Forma e dimensioni: influenzano lo stato del flusso del flusso d'acqua e del flusso d'aria.

 

(3) Prestazioni di fluidificazione

 

È correlato alla densità del riempitivo. La densità del riempitivo dovrebbe essere 0.97-1.03 e la fluidificazione può essere ottenuta con meno aerazione o agitazione.

 

3. Identificazione della maturità del film appeso

 

 

(1) Giudizio visivo:

 

Il biofilm è distribuito uniformemente sulla superficie del supporto e più è vicino alla superficie del supporto più è denso, altrimenti è più sciolto. Allo stesso tempo, il colore del supporto diventa più scuro, il che indica che la pellicola del supporto è entrata nella fase matura.

 

(2) Giudizio al microscopio:

 

Il biofilm ha una struttura densa e diverse specie microbiche. Il numero di ciliati sessili, campanule e cladworms è la maggioranza. La comparsa di un piccolo numero di rotiferi e ciliati natanti indica la maturità dei biofilm.

 

2. La fase di coltivazione del biofilm

 

La cosiddetta coltivazione del biofilm consiste nel produrre e accumulare una certa quantità di microrganismi nel sistema di trattamento attraverso determinati mezzi, in modo che il biofilm sul riempitivo raggiunga un certo spessore, e i suoi metodi di coltivazione comprendono principalmente la coltivazione statica e la coltivazione dinamica.

 

*Coltivazione statica

 

La cosiddetta coltura statica è: per evitare che i nuovi microrganismi fuggano con l'acqua, per prevedere il più possibile il tempo di contatto tra i microrganismi e lo strato di riempimento, per accelerare la formazione di biofilm, nel fase iniziale, al fine di evitare la nutrizione singola delle acque reflue, quindi rapporto C:N: P=100:5:1 di aggiunta di substrati nutritivi come urea, diammina e zucchero. Per prima cosa, inoculare il fango (10% del volume efficace biochimico) e la pompa delle acque reflue nel serbatoio biochimico, quindi avvia la coltura di aerazione. Il volume di impilamento del riempitivo nel serbatoio biochimico è pari al 35%-40% del volume effettivo del serbatoio di reazione. Lasciare riposare per 4-5h senza aerazione per inoculare i microrganismi immobilizzati sul riempitivo, quindi aerare per 1 ora, quindi riposare per 2 ore, aerare per 1 ora e ripetere l'operazione. Dopo 4-5 giorni, la superficie del riempitivo è stata tutta ricoperta da biofilm. Piccoli afflussi d'acqua continui sono iniziati da 6 giorni.

 

*Formazione dinamica

 

Dopo 6 giorni di coltura noiosa, sulla superficie del riempitivo è cresciuto un sottile strato di biofilm giallo-marrone, quindi viene modificato in afflusso continuo di acqua, coltivazione dinamica, regolazione della quantità di acqua e controllo dell'ossigeno disciolto tra 2~ 4 mg/L (utilizzare il misuratore di ossigeno disciolto misura l'ossigeno disciolto). Dopo circa 15 giorni, sul riempitivo erano presenti alcune amebe e insetti vaganti (osservati con un microscopio biologico) e il riempitivo sembrava appiccicoso e scivoloso quando veniva toccato con le mani. Dopo 20 giorni sono comparsi protozoi come flagellati, campanule e batteri privi di paramecio. Dopo 20 giorni di coltivazione sono comparsi metazoi come rotiferi e nematodi, il che indicava che i biofilm erano cresciuti. Può avviare il funzionamento industriale continuo

 

3.La fase di addomesticamento del biofilm

 

Lo scopo dell'addomesticamento è selezionare i microrganismi che si adattano alla qualità effettiva dell'acqua, eliminare i microrganismi inutili e fare in modo che i batteri nitrificanti, i batteri denitrificanti e i batteri che accumulano fosforo diventino la flora dominante attraverso l'addomesticamento per processi di trattamento che hanno la funzione di denitrificazione e rimozione del fosforo . Il metodo specifico consiste nel mantenere prima il normale funzionamento del processo e quindi controllare rigorosamente i parametri di controllo del processo. Il DO medio deve essere controllato tra 2~3 mg/l e il tempo di aerazione del serbatoio aerobico non deve essere inferiore a 5 ore. Durante questo processo, farlo ogni giorno Per la determinazione di vari indicatori di qualità dell'acqua e parametri di controllo, quando lo spessore medio del biofilm è di circa 0,2-0,5 mm, la coltivazione del biofilm avrà successo, fino a quando l'effluente BOD5, SS, CODCr e altri indicatori non soddisfano i requisiti di progettazione

 

 

1. Quanto tempo impiega la pellicola di riempimento a rimanere appesa durante il debug a bassa temperatura in inverno?

 

In un mese, può raggiungere bene lo standard. Se il film è sospeso, in realtà è un processo. Dividiamo il film in due angolazioni. Il primo è che i nostri occhi nudi possono vedere l’evidente biofilm sul riempitivo. Questa volta ci vorranno sette giorni; la seconda è che lo standard sia all’altezza. Tempo, questa volta è probabilmente entro un mese in inverno; il terzo è il momento in cui il biofilm sarà completamente maturo, questo sarà più lungo, perché dal punto di vista professionale la piena maturazione del biofilm richiede almeno un'alternanza invernale ed estiva. La colonia su di esso può finalmente raggiungere la stabilità. In sintesi, anche se da un punto di vista accademico, la nostra stabilità è probabilmente dopo un inverno e un’estate. Dal punto di vista del nostro effetto, l'acqua può raggiungere lo standard entro 30 giorni e dal punto di vista ad occhio nudo sono circa sette giorni.

 

2. È necessario che il processo MBBR aggiunga ulteriori agenti biologici?

 

In senso stretto, MBBR non richiede l'aggiunta di agenti batterici, quindi può essere arricchito naturalmente attraverso parametri di ottimizzazione ragionevoli, come i nostri batteri nitrificanti o batteri denitrificanti, a causa delle sue condizioni biologiche della membrana che favoriscono l'attaccamento di batteri correlati, come l'anammonia. In determinate condizioni, favorisce l'attaccamento dei nostri batteri anammoniaci. Quindi, in condizioni speciali dell'acqua, ad esempio, ci sono alcune qualità dell'acqua o qualità dell'acqua difficili da degradare. La fonte è relativamente unica e ci sono alcuni inoculanti obbligatori che hanno effetti speciali. In questo modo, gli inoculanti possono essere aggiunti come inoculazione iniziale e non sono necessarie aggiunte successive. Per riassumere, non è necessario nelle condizioni delle acque reflue domestiche e, in alcune condizioni specifiche delle acque reflue, può essere utilizzato come proposta di ricerca per svolgere ricerche correlate.

 

3. MBBR necessita di denitrificazione e lavaggio?

 

Il più grande vantaggio dell’MBBR è che, rispetto ai biofilm tradizionali, non necessita di controlavaggio, perché i suoi biofilm si staccano automaticamente. Dalla nostra ricerca, abbiamo scoperto che quando i biofilm sono più attivi, le loro cellule avranno più secrezioni del polimero esterno e la sua viscosità sarà forte. Poi quando invecchia, le secrezioni extracellulari diminuiscono e la sua viscosità si indebolisce, cadrà automaticamente durante il processo di fluidificazione, e poi crescerà un nuovo biofilm, quindi non avrà bisogno di essere lavato.

 

4. Qual è il nucleo di MBBR?

 

Il nucleo di MBBR è due, uno è riempitivo e l'altro è fluidificazione. Il riempitivo viene utilizzato come vettore. Non esiste una ricerca unificata per dimostrare quanta influenza abbiano le sue prestazioni, ma la sua forma avrà un impatto sulla fluidificazione. Pertanto, i riempitivi più utilizzati sono i riempitivi cilindrici piatti in patria e all'estero, quindi la ricerca sui riempitivi è continuata. Puoi provare a vedere quali diversi riempitivi hanno l'effetto migliore. Ma dal punto di vista ingegneristico, le dimensioni da valutare sono le prestazioni, la velocità di filmazione, l'effetto di stabilizzazione finale, la durata, la resistenza all'usura, ecc., quindi da ora in poi il nucleo del supporto sospeso è ancora la fluidificazione.

 

5. Qual è il tasso di riempimento del sistema MBBR?

 

Il tasso di riempimento limite verificato finora è del 67%, la zona aerobica più grande che può essere raggiunta nel progetto è del 60% e la zona ipossica è del 50%.

 

6. È necessario modificare il riempitivo di MBBR?

 

Penso che i riempitivi non debbano essere modificati. I riempitivi esistenti non sono un problema. Sprun ha dimostrato attraverso numerose pratiche ingegneristiche che i riempitivi possono ancora ottenere buoni risultati. Ai miei occhi, la modifica dei riempitivi è ancora una categoria di ricerca. Non ancora nella categoria ingegneria.

 

7. L'MBBR può ancora funzionare quando la temperatura dell'acqua è di 3 gradi?

 

I casi attualmente praticati sono nello Xinjiang, dove la temperatura dell'acqua è di circa 7-8 gradi Celsius ed è in grado di funzionare stabilmente. La temperatura dell'acqua di 3 gradi non è stata riscontrata in Cina, ma resta inteso che l'acqua in ingresso dell'impianto norvegese di trattamento delle acque reflue di Nordheim (che serve le Olimpiadi invernali) all'estero è acqua di scioglimento di ghiaccio e neve e la temperatura dell'acqua è di 3 gradi . Dopo la pratica, può soddisfare stabilmente lo standard.

 

8. Il materiale di riempimento sarà soggetto all'espansione dei fanghi?

 

La ragione principale della formazione di rigonfiamenti dei fanghi sono i batteri filamentosi, quindi rapporti dall'estero mostrano che i riempitivi aiutano a indebolire il rigonfiamento dei fanghi perché possono rompere i batteri filamentosi "lungi" nel sistema dei fanghi. È un normale fiocco di fango e la dimensione del fiocco di fango è molto più piccola della dimensione del riempitivo, non rompe il fango, quindi dalla ricerca straniera, MBBR è utile per migliorare la proprietà di sedimentazione del fango e dalla nostra ingegneria In pratica non è stato riscontrato che il sistema che utilizza MBBR presenti evidenti caratteristiche di bulking dei fanghi

 

 

*MBBRè un reattore a biofilm a letto mobile, che utilizza un mezzo di pellicola di plastica fluttuante per far aderire i microrganismi e farli crescere. Il mezzo del film plastico deve rimanere in sospensione, quindi il materiale deve avere una densità vicina a quella dell'acqua e un'aerazione continua per stabilire un buon contatto tra gli inquinanti e il biofilm attaccato, in modo da rimuovere efficacemente il BOD.

 

Caratteristiche di MBBR:

 

1. Costruzione semplice e funzionamento conveniente.

 

2. L'efficienza di rimozione della materia organica è elevata e l'effetto della rimozione di azoto e fosforo è buono.

 

3. Non è facile bloccarsi e non è necessario effettuare il controlavaggio regolarmente.

 

4. Dopo il trattamento è necessario un processo di precipitazione.

 

*MBRsta per bioreattore a membrana, che è un processo che combina la tecnologia di separazione a membrana con i fanghi attivi. La maggior parte dei bioreattori a membrana sono immersi nei liquami e la materia organica nei liquami viene trattata dai microrganismi che crescono sulla superficie della membrana.

 

Caratteristiche dell'MBR:

 

1. Può funzionare con un carico di volume elevato e un carico basso di fanghi e la produzione di fanghi rimanenti è bassa (teoricamente è possibile ottenere uno scarico di fanghi pari a zero), il che riduce il costo del trattamento dei fanghi.

 

2. Nel reattore è possibile mantenere un'elevata concentrazione di MLSS e il carico volumetrico del dispositivo di elaborazione è elevato, riducendo così lo spazio sul pavimento.

 

3. Un'elevata biomassa microbica richiede un'aerazione sufficiente, quindi anche il consumo energetico operativo è maggiore.

 

4. È facile causare incrostazioni sulla membrana, il che richiede una regolare pulizia o controlavaggio della membrana.

 

*FBRreattore a biofilm a letto fisso, il suo principio di funzionamento è simile all'MBBR, la differenza è che il biofilm è attaccato al blocco di materiale solido fisso. L'aerazione sotto il blocco di materiale solido fornisce l'ossigeno necessario per la crescita del biofilm e controlla la pulizia del blocco di pellicola.

 

1. Può adattarsi alle acque reflue con grandi cambiamenti nel volume dell'acqua affluente e nel contenuto organico.

 

2. È più comodo da usare rispetto all'MBBR e ha un consumo energetico inferiore (grazie all'aerazione diretta sul fondo).