KODĖL jūsų MBBR laikmena negali biofilmuoti per dvi savaites ir kaip greitai sukurti biomediją?

KODĖL jūsų MBBR laikmena negali biofilmuoti per dvi savaites

ir kaip greitai sukurti biofilmą?

Autorius: Cody Aquasust

Paskelbimo data: 2022 m. balandžio 29 d

Skelbti žymas:

Kas yra MBBR arba MBBR technologija? MBBR yra efektyvus nuotekų valymo metodas su mažu dumblo kiekiu ir paprastu valdymu bei valdymu. Šiame straipsnyje daugiausia pristatoma, kodėl Biomedia f kartais negali biofilmuoti iš įvairių aspektų, tokių kaip MBBR sistemos principas ir formavimąsi darantys veiksniai.

MBBR Media turi priversti mikroorganizmus prisitvirtinti prie MBBR nešiklio paviršiaus ir sudaryti bioplėvelę. Nuotekoms tekant nešiklio paviršiumi, nuotekose esančios organinės medžiagos ir ištirpęs deguonis difunduoja į bioplėvelės vidų. Membranos viduje esantys mikroorganizmai, esant deguoniui, atlieka irimo metabolizmą ir organizmo anabolizmą ant organinių medžiagų, o skaidymosi metabolitai difunduoja iš bioplėvelės į vandeninę fazę ir orą, taip skaidydami organines medžiagas nuotekose.

Straipsnio metmenys

● MBBR proceso principas (pakabinimo procesas)

● Veiksniai, įtakojantys MBBR biofilmavimą

1. MBBR Bio Carrier paviršiaus savybės

2. Suspenduota mikrobų koncentracija

3. Suspenduotų mikroorganizmų veikla

● Įtakos veiksniai MBBR biofilmavimo procese

1. Jėgos bio-nešiklio plėvelės kabinimo procese

2. Nešiklio paviršiaus hidrofiliškumo įtaka

3. Temperatūros įtaka plėvelės kabėjimo elgsenai

4. MBBR nešiklio specifinio paviršiaus ploto ir paviršiaus šiurkštumo įtaka bioplėvelės sukibimui.

MBBR terpėje organiniai teršalai, ištirpęs deguonis ir įvairios esminės maistinės medžiagos pirmiausia turi difunduoti iš skystosios fazės į bioplėvelės paviršių, o po to į bioplėvelės vidų, o tik į paviršių arba bioplėvelės vidų pasklidę teršalai gali. suskaidomi ir transformuojami bioplėvelėje esančių mikroorganizmų ir galiausiai susidaro įvairūs metabolitai. Be to, MBBR terpėje mikroorganizmai yra imobilizuojami ant nešiklio, taip pasiekiamas SRT ir HRT atskyrimas (hidraulinis sulaikymo laikas), o tai leidžia augti ir daugintis mikroorganizmams, kurių proliferacijos greitis yra lėtas. Todėl MBBR terpė yra stabili ir įvairi mikrobų ekosistema.

 

◆ Aquasust MBBR Process srauto diagrama

MBBR proceso principas (pakabinimo membrance procesas)

Characklio teigimu, Liu ir kt. Mikrobų plėvelės formavimas paprastai vyksta keturiais etapais:MBBR nešiklio paviršiaus modifikavimas,apverčiamas tvirtinimas, negrįžtamas prisirišimas, ir biofilmų susidarymą.

Konkretus aprašymas yra toks: ant MBBR nešiklio kabanti mikrobų plėvelė gali būti suskirstyta į du etapus:mikrobų adsorbcijairsekvestracijos augimas.

Pridėjus nešiklį į vandens telkinį,tai pirmaįeina į adsorbcijos periodą. Kai kurie mikroorganizmai ir gijinės medžiagos buvo pritvirtintos prie nešiklio paviršiaus, o vieta, kur pritvirtinama daugiau medžiagų, dažnai yra įgaubta nešiklio dalis, kurią vandens srautas nelengva kirpti.Šiuo metu, suspensijoje esantys mikroorganizmai auga dideliais kiekiais ir atsiranda ryškesnis dumblo sluoksnis.

Po negrįžtamo prisitvirtinimo mikroorganizmai nešiklio paviršiuje įgauna gana stabilią augimo aplinką, o ant nešiklio adsorbuotame dumble esantys mikroorganizmai greitai pradeda augti esant pakankamam deguonies tiekimui ir substratui.

Didėjant kultūros prijaukinimo laikui, nešiklio paviršiuje auganti bioplėvelė taip pat sparčiai augo, palaipsniui dengė visą nešiklio paviršių ir pradėjo tirštėti. Tačiau bioplėvelės augimas nebuvo vienodas, iškilesnėse nešiklio vietose bioplėvelė buvo plonesnė, o įgaubtose dalyse išaugo gana klestinčios kolonijos, o tai parodė, kad hidrodinaminis šlytis turėjo didelę įtaką bioplėvelės augimui. Vis daugiau bioplėvelių prisitvirtinus prie nešiklių, tariamasis nešiklių tankis pamažu mažėja ir tampa lengvesnis bei lengviau skystinamas, o smuko zonoje esantys nešikliai lėčiau mažėja.

 

MBBR Media Bioplėvelė po 14 dienų aeracijos bake

Veiksniai, turintys įtakos MBBR biofilmavimui

Tai susiję sunešiklio paviršiaus pobūdis(nešiklio paviršiaus hidrofiliškumas, paviršiaus krūvis, paviršiaus cheminė sudėtis ir paviršiaus šiurkštumas),mikroorganizmų prigimtis(mikroorganizmų rūšys, auginimo sąlygos, aktyvumas ir koncentracija) iraplinkos veiksniai(pH, jonų stiprumas, hidraulinis šlytis, temperatūra, maistinių medžiagų sąlygos ir sąlyčio tarp mikroorganizmų ir nešiklio laikas).

1. MBBR nešiklio paviršiusce propertieurų.

Nešiklio paviršiaus krūvio savybė, šiurkštumas, dalelių dydis ir nešiklio koncentracija tiesiogiai veikia bioplėvelės prisitvirtinimą ir susidarymą ant jo paviršiaus. Normalioje augimo aplinkoje mikroorganizmų paviršiuje yra neigiamas krūvis. Nešiklio paviršiaus šiurkštumas palengvina bakterijų prisitvirtinimą ir imobilizavimą ant jo paviršiaus.

① Nešiklio paviršiaus plotas padidina efektyvų kontakto plotą tarp bakterijų ir nešiklio, palyginti su lygiu paviršiumi.

② Šiurkščios laikiklio paviršiaus dalys, pvz., skylės ir įtrūkimai, veikia kaip skydas, apsaugantis prilipusias bakterijas nuo hidraulinių šlyties jėgų.

Buvo padaryta išvada, kad mažo dalelių dydžio nešiklius lengviau generuoti bioplėveles dėl mažos tarpusavio trinties ir didelio specifinio paviršiaus ploto, palyginti su didelio dalelių dydžio nešikliais. Be to, MBBR biofilmavimui taip pat svarbi nešiklio koncentracija.

Wagneris nustatė, kad esant labai mažai nešiklio masės koncentracijai, net kai bioplėvelės storis yra 295 μm, valant ugniai atsparias nuotekas oro pakėlimo reaktoriumi nepavyko pasiekti stabilaus pašalinimo greičio. Tačiau esant 20-30 g/l nešiklio koncentracijai, net jei tik 20 % nešėjų turėjo 75 μn storio bioplėveles, reaktorius vis tiek sugebėjo pasiekti stabilų (98 %) pašalinimo greitį, kai ChDS apkrova iki 58 kg/(m{7}}d).

 

2. Sustabdyta mikrobų koncentracija

Apskritai, didėjant suspenduotų mikroorganizmų koncentracijai, didėja galimo mikroorganizmų ir nešiklio kontakto tikimybė. Daugelio tyrimų rezultatai parodė, kad mikrobų prisitvirtinimo metu yra kritinė suspenduotų mikroorganizmų koncentracija; didėjant mikrobų koncentracijai, sustiprėja mikrobų pernešimas koncentracijos gradientais.

Prieš kritinę vertę, mikrobų pernešimas ir difuzija iš skystosios fazės į nešiklio paviršių yra kontrolės etapas; viršijus šią kritinę vertę, mikrobų prisitvirtinimą ir imobilizavimą ant nešiklio paviršiaus riboja efektyvus nešiklio paviršiaus plotas ir jis nebepriklauso nuo suspenduotų mikroorganizmų koncentracijos. Tačiau po prisitvirtinimo ir imobilizacijos pusiausvyros mikroorganizmų kiekį nešiklio paviršiuje lemia mikroorganizmai ir nešiklio paviršiaus savybės.

3. Suspenduotų mikroorganizmų veikla

Mikrobų aktyvumas paprastai apibūdinamas specifiniu mikroorganizmų augimo greičiu (μ), ty mikroorganizmų augimo ir dauginimosi greičiu masės vienete. Todėl tiriant mikrobų aktyvumo įtaką pradinėms bioplėvelės formavimosi stadijoms, itin svarbu kontroliuoti specifinį suspenduotų mikroorganizmų augimo greitį.Bryers ir kt. atlikto heterotrofinių bioplėvelių susidarymo tyrimo rezultatai. parodė, kad nitrifikuojančių bakterijų kiekis ir pradinis prisitvirtinimo ir fiksavimo greitis ant nešiklio paviršiaus buvo proporcingas suspenduotų nitrifikuojančių bakterijų aktyvumui.

① Kai suspenduotų mikroorganizmų biologinis aktyvumas yra didelis, jų gebėjimas išskirti ekstraląstelinius polimorfus yra didesnis.

② Energijos lygis, kuriame gyvena mikroorganizmai, yra tiesiogiai susijęs su jų augimo greičiu.

③ Mikroorganizmų paviršiaus struktūra kinta priklausomai nuo jų aktyvumo.

④ Mikrobų kontakto su nešikliu laikas.

⑤ Hidraulinės sulaikymo laikas (HRT).

⑥ Skystos fazės pH.

⑦ Hidrodinaminė šlyties jėga.

Įtakos veiksniai MBBR biofilmavimo procese

1. Jėgos MBBR biofilmavimo procese

Jis tiesiogiai prisideda prie tiesioginės sąveikos tarp mikroorganizmų ir nešiklio paviršiaus ir atlieka lemiamą vaidmenį visame MBBR biofilmavimo procese.

2. Nešiklio paviršiaus hidrofiliškumo įtaka

GPUC nešiklio paviršiuje yra hidrofilinių grupių, tokių kaip -OH ir amido grupės, o dauguma mikroorganizmų patys pasižymi geru hidrofiliškumu, o nešiklio paviršius ir mikroorganizmo paviršius gali sudaryti vandenilio ryšio struktūrą; tuo tarpu hidrofilinio nešiklio paviršiaus laisva energija yra mažesnė nei hidrofobinio nešiklio paviršiaus, o vandenyje esantys mikroorganizmai labiau priartėja prie hidrofilinio nešiklio paviršiaus adsorbcijai ir augimui.

3. Temperatūros įtaka MBBR biofilmuotai

Aerobiniams mikroorganizmams tinkamas temperatūros diapazonas yra 10–35 laipsniai. Vandens temperatūra turi didesnę įtaką nitrifikuojančių bakterijų augimui ir nitrifikacijos greičiui. Tinkama daugumos nitrifikuojančių bakterijų augimo temperatūra yra 25–30 laipsnių, kai temperatūra yra žemesnė nei 25 laipsnių arba aukštesnė nei 30 laipsnių, nitrifikuojančių bakterijų augimas sulėtėja, žemiau 10 laipsnių nitrifikuojančių bakterijų augimas ir nitrifikacija žymiai sulėtėja. .

MBBR biofilmuotas testas buvo atliktas 10 laipsnių , 20 laipsnių ir 35 laipsnių kampu, taip pat viso plėvelės kabinimo proceso metu buvo matuojamas prie užpildo prisitvirtinęs mikroorganizmų kiekis. Rezultatai parodė, kad: esant 10 laipsnių MBBR biofilmavimas prasidėjo lėtai ir prireikė 7 d., kad būtų pritvirtinta akivaizdi bioplėvelė, o MBBR bioplėvelė subrendo po 21 d., o didžiausias pritvirtintos biomasės kiekis buvo 2,1 g/l; esant 35 laipsniui, MBBR terpė pradėjo biofilmuotis po 4 d., o MBBR bioplėvelė subrendo Maksimalus pritvirtintos bioplėvelės kiekis buvo 3,5 g/l maždaug po 19 d. Maždaug 20 laipsnių temperatūroje bioplėvelė pradėjo formuotis po 2 d., o didžiausias prisitvirtinusios bioplėvelės kiekis buvo 5,7 g/l po maždaug 10 d. Matyti, kad temperatūros poveikis kabančiai plėvelei nebuvo labai akivaizdus, ​​o užpildo paviršiuje galėjo susidaryti bioplėvelė per 15-30 laipsnį , o kabanti plėvelė prasidėjo greičiau.

Temperatūra yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos biologiniam aktyvumui ir medžiagų apykaitos pajėgumams, o jos įtaka nitrifikacijos reakcijos procesui daugiausia priklauso nuo nitrifikuojančių bakterijų augimo modelio ir biologinio aktyvumo.

Temperatūros įtaka biologiniam aktyvumui pasireiškia kaipįtaka biocheminės reakcijos greičiuiirįtaka deguonies perdavimo greičiui.

 

„Aquasust Biofilm MBBR Carrier Media“ vėdinimo rezervuare per du mėnesius

4. MBBR nešiklio specifinio paviršiaus ploto ir paviršiaus šiurkštumo įtaka bioplėvelės sukibimui

Didelis specifinis paviršiaus plotas ir šiurkštumas pagerina nešiklio gebėjimą sugauti mikroorganizmus. Didelio paviršiaus šiurkštumo nešikliai turi stipresnę vandens srauto perskirstymo savybę, todėl vandens srautas reaktoriuje turi mažesnę šlyties jėgą ant nešiklio esančios bioplėvelės ir tuo pačiu sudaro palankią vidinę aplinką mikroorganizmų ir substrato maišymuisi ir kontaktui. , kuri skatina bioplėvelės kaupimąsi ant pakavimo paviršiaus. Grubus paviršius turi storesnį laminarinį ribinį sluoksnį nei lygus paviršius, kuris gali užtikrinti gerą statinę hidrodinaminę aplinką, taip išvengiant neigiamo vandens srauto šlyties poveikio prisitvirtinusių mikroorganizmų augimui.