ZAŠTO Vaši MBBR mediji ne mogu biofilmovati za dvije sedmice
i kako našu biomediju brzo napraviti biofilmom?
Autor: Cody Juntai
Datum objave: 29.04.2022
Objavite oznake:
Šta je MBBR ili MBBR tehnologija? MBBR je efikasna metoda za tretman otpadnih voda sa malom količinom mulja i jednostavnim radom i upravljanjem. Ovaj članak uglavnom predstavlja zašto Biomedija ponekad ne može biofilmovati sa različitih aspekata kao što su princip MBBR sistema i faktori koji utiču na formiranje.
MBBR medij je da natjera mikroorganizme da se pričvrste za površinu MBBR nosača i formiraju biofilm. Kada otpadna voda teče kroz površinu nosača, organska tvar i otopljeni kisik u otpadnoj vodi difundiraju u unutrašnjost biofilma. Mikroorganizmi unutar membrane sprovode razgradni metabolizam i anabolizam organizma na organsku materiju u prisustvu kiseonika, dok metaboliti razgradnje difunduju iz biofilma u vodenu fazu i vazduh, razgrađujući tako organsku materiju u otpadnoj vodi.
Pregled članka
● Princip MBBR procesa (proces visi)
● Faktori koji utiču na MBBR biofilm
1. MBBR Bio Carrier površinska svojstva
2. Suspendirana koncentracija mikroba
3. Aktivnost suspendiranih mikroorganizama
● Utjecajni faktori u procesu MBBR biofilmiranja
1. Sile u procesu vješanja filma bio-nosača
2. Utjecaj hidrofilnosti površine nosača
3. Utjecaj temperature na ponašanje ovjesnog filma
4. Utjecaj specifične površine MBBR nosača i hrapavosti površine na performanse adhezije biofilma.
U MBBR mediju, organski zagađivači, otopljeni kisik i različiti esencijalni nutrijenti moraju prvo difundirati iz tekuće faze na površinu biofilma, a zatim u unutrašnjost biofilma, a samo onečišćujuće tvari difundirane na površinu ili unutar biofilma mogu razgrađuju i transformišu mikroorganizmi unutar biofilma i konačno formiraju različite metabolite. Osim toga, u MBBR mediju, mikroorganizmi se imobiliziraju na nosaču, čime se postiže razdvajanje SRT i HRT (hidraulično retenciono vrijeme), što omogućava rast i reprodukciju mikroorganizama sa sporom brzinom proliferacije. Stoga je MBBR medij stabilan i raznolik mikrobni ekosistem.
◆ Juntai MBBR dijagram toka procesa
Princip MBBR procesa (viseći Membrance proces)
Prema Characklisu, Liu et al. formiranje mikrobnog filma obično prolazi kroz četiri faze:MBBR modifikacija nosive površine,reverzibilni priključak, nepovratna vezanost, i formiranje biofilma.
Specifičan opis je sljedeći: mikrobni film koji visi na MBBR nosaču može se podijeliti u dvije faze:mikrobna adsorpcijairast sekvestracije.
Nakon što se nosač doda u vodno tijelo,to prvoulazi u period adsorpcije. Neki od mikroorganizama i filamentoznih materijala pričvršćeni su na površinu nosača, a mjesto gdje je pričvršćeno više materijala je često konkavni dio nosača, koji se ne može lako srezati strujom vode.U ovo vrijeme, mikroorganizmi u suspenziji rastu u velikim količinama i pojavljuje se očigledniji sloj mulja.
Nakon ireverzibilnog vezivanja, mikroorganizmi dobijaju relativno stabilno okruženje za rast na površini nosača, a mikroorganizmi u mulju adsorbovanom na nosaču ubrzo počinju da rastu pod uslovom dovoljnog snabdevanja kiseonikom i supstrata.
S porastom vremena pripitomljavanja kulture, biofilm koji raste na površini nosača također je brzo rastao, postupno je prekrio cijelu površinu nosača i počeo se zgušnjavati. Međutim, rast biofilma nije bio ravnomjeran, u istaknutijim dijelovima nosača biofilm je bio tanji, dok su na konkavnim dijelovima izrasle prilično prosperitetne kolonije, što je pokazalo da je hidrodinamičko smicanje bitno utjecalo na rast biofilma. Kako se sve više i više biofilma vezuje za nosače, prividna gustina nosača se postepeno smanjuje i postaje lakša i lakša za fluidizaciju, dok nosači u zoni opadanja imaju sporiju brzinu opadanja.
MBBR Media Biofilm nakon 14 dana u rezervoaru za aeraciju
Faktori koji utječu na MBBR biofilm
To se odnosilo napriroda noseće površine(hidrofilnost površine nosača, površinski naboj, hemijski sastav površine i hrapavost površine),priroda mikroorganizama(vrste mikroorganizama, uslovi kulture, aktivnost i koncentracija) ifaktori životne sredine(pH, jonska snaga, hidraulički smicanje, temperatura, uslovi hranljivih materija i vreme kontakta između mikroorganizama i nosača).
1. MBBR Carrier surface properties
Svojstvo površinskog naboja nosača, hrapavost, veličina čestica i koncentracija nosača direktno utiču na pričvršćivanje i formiranje biofilma na njegovoj površini. U normalnom okruženju za rast, mikroorganizmi imaju negativan naboj na svojoj površini. Hrapavost površine nosača olakšava pričvršćivanje i imobilizaciju bakterija na njegovoj površini.
① Površina nosača povećava efektivnu površinu kontakta između bakterija i nosača u poređenju sa glatkom površinom.
② Grubi dijelovi noseće površine, kao što su rupe i pukotine, djeluju kao štit za zaštitu zalijepljenih bakterija od hidrauličnih smičnih sila.
Zaključeno je da je nosače male veličine čestica lakše generirati biofilmove zbog njihovog malog međusobnog trenja i velike specifične površine u usporedbi s nosačima velike veličine čestica. Osim toga, koncentracija nosača je također važna za MBBR biofilm.
Wagner je otkrio da se pri vrlo niskoj koncentraciji mase nosača, čak i uz debljinu biofilma od 295 μm, ne može postići stabilna brzina uklanjanja kada se vatrostalna otpadna voda tretira sa air-lift reaktorom. Međutim, pri koncentraciji nosača od 20-30 g/L, čak i ako je samo 20% nosača imalo biofilmove debljine 75 μn, reaktor je i dalje mogao postići stabilnu (98%) brzinu uklanjanja s opterećenjem COD-a od do 58 kg/(m3-d).
2. Suspendirana koncentracija mikroba
Općenito, kako se koncentracija suspendiranih mikroorganizama povećava, povećava se mogućnost mogućeg kontakta između mikroorganizama i nosača. Rezultati mnogih studija su pokazali da postoji kritična koncentracija suspendiranih mikroorganizama tokom vezivanja mikroba; kako se koncentracija mikroba povećava, mikrobiološki transport pomoću gradijenata koncentracije je poboljšan.
Prije kritične vrijednosti, mikrobiološki transport i difuzija iz tekuće faze na površinu nosača je kontrolni korak; kada se ova kritična vrijednost prekorači, vezivanje i imobilizacija mikroba na površini nosača ograničeno je efektivnom površinom nosača i više ne ovisi o koncentraciji suspendiranih mikroorganizama. Međutim, nakon ravnoteže vezivanja i imobilizacije, količina mikroorganizama na površini nosača određena je mikroorganizmima i svojstvima površine nosača.
3. Aktivnost suspendiranih mikroorganizama
Mikrobna aktivnost se obično opisuje specifičnom brzinom rasta (μ) mikroorganizama, odnosno brzinom rasta i reprodukcije mikroorganizama po jedinici mase. Zbog toga je kod proučavanja uticaja mikrobne aktivnosti na početne faze formiranja biofilma ključno kontrolisati specifičnu brzinu rasta suspendovanih mikroorganizama. Rezultati studije o formiranju heterotrofnih biofilma Bryersa et al. pokazalo je da su količina i početna brzina vezivanja i fiksacije nitrificirajućih bakterija na površini nosača proporcionalni aktivnosti suspendiranih nitrificirajućih bakterija.
① Kada je biološka aktivnost suspendiranih mikroorganizama visoka, njihova sposobnost da luče ekstracelularne polimorfe je veća.
② Energetski nivo na kojem žive mikroorganizmi direktno je povezan sa njihovom stopom rasta.
③ Površinska struktura mikroorganizama varira u skladu sa njihovom aktivnošću.
④ Vrijeme kontakta mikroba sa nosačem.
⑤ Hidraulično vrijeme zadržavanja (HRT).
⑥ pH tečne faze.
⑦ Hidrodinamička sila smicanja.
Faktori utjecaja u procesu MBBR biofilmiranja
1. Sile u procesu MBBR Biofilmed
On direktno doprinosi direktnoj interakciji između mikroorganizama i površine nosača i igra ključnu ulogu u cijelom procesu MBBR biofilmiranja.
2. Utjecaj hidrofilnosti površine nosača
Površina GPUC nosača sadrži hidrofilne grupe kao što su -OH i amidne grupe, a većina samih mikroorganizama ima dobru hidrofilnost, a površina nosača i površina mikroorganizma mogu formirati strukturu vodonične veze; u međuvremenu, slobodna energija površine hidrofilnog nosača je niža od one na površini hidrofobnog nosača, a veća je vjerovatnoća da će se mikroorganizmi u vodi približiti površini hidrofilnog nosača radi adsorpcije i rasta.
3. Utjecaj temperature na MBBR biofilm
Pogodan temperaturni raspon za aerobne mikroorganizme je 10~35 stepeni. Temperatura vode ima veći utjecaj na rast nitrificirajućih bakterija i brzinu nitrifikacije. Pogodna temperatura rasta za većinu nitrificirajućih bakterija je 25-30 stepeni, kada je temperatura niža od 25 stepeni ili viša od 30 stepeni rast nitrificirajućih bakterija je usporen, ispod 10 stepeni rast nitrificirajućih bakterija i nitrifikacija je značajno usporen .
MBBR biofilmirani test je sproveden na 10 stepeni, 20 stepeni i 35 stepeni, a takođe je merena količina mikroorganizama vezanih za punilo tokom celog procesa kačenja filma. Rezultati su pokazali da: na 10 stepeni MBBR biofilm je počeo polako, i bilo je potrebno 7d da se očito pričvrsti biofilm, a MBBR biofilm je sazreo nakon 21d, a maksimalna količina pričvršćene biomase bila je 2,1 g/L; na 35 stepeni, MBBR medij je počeo da se biofilmuje nakon 4 dana, a MBBR biofilm je sazreo. Maksimalna količina pričvršćenog biofilma bila je 3,5 g/L nakon oko 19 dana. Na oko 20 stepeni biofilm je počeo da se formira nakon 2 dana, a maksimalna količina pričvršćenog biofilma bila je 5,7 g/L nakon oko 10 dana. Vidi se da uticaj temperature na viseći film nije bio baš očigledan, a biofilm se mogao formirati na površini punila unutar 15-30 stepena, a viseći film je brže počeo.
Temperatura je ključni faktor koji utiče na biološku aktivnost i metaboličke kapacitete, a njen uticaj na proces reakcije nitrifikacije uglavnom leži u obrascu rasta i biološkoj aktivnosti nitrifikacionih bakterija.
Uticaj temperature na biološku aktivnost se manifestuje kaouticaj na brzinu biohemijske reakcijeiuticaj na brzinu prenosa kiseonika.
Juntai Biofilm MBBR nosač medija u rezervoaru za aeraciju za dva mjeseca
4. Utjecaj specifične površine MBBR nosača i hrapavosti površine na performanse adhezije biofilma
Velika specifična površina i hrapavost poboljšavaju sposobnost nosača da uhvati mikroorganizme. Nosači velike površinske hrapavosti imaju jaču sposobnost preraspodjele protoka vode tako da protok vode u reaktoru ima manju silu smicanja na biofilmu na nosaču, a istovremeno pruža povoljno unutrašnje okruženje za miješanje i kontakt između mikroorganizama i supstrata. , koji potiče nakupljanje biofilma na površini pakovanja. Gruba površina ima deblji laminarni granični sloj od glatke površine, što može pružiti dobro statičko hidrodinamičko okruženje čime se izbjegava negativan učinak smicanja protoka vode na rast vezanih mikroorganizama.