1. El principio y las características de MBBR.
2. Índice de identificación del embalaje MBBR.
3. Inicio rápido de MBBR
4. Problemas comunes del proceso MBBR en aplicaciones de ingeniería.
5. La diferencia entre MBBR, MBR y FBR
MBBR es el principio básico del uso del método de biopelícula. Al agregar una cierta cantidad de portadores suspendidos al reactor, la biomasa y las especies biológicas en el reactor aumentan, mejorando así la eficiencia del tratamiento del reactor. Dado que la densidad del relleno es cercana a la del agua, se mezcla completamente con agua durante la aireación y el ambiente donde crecen los microorganismos es gaseoso, líquido y sólido.
Este artículo examinará de cerca el proceso MBBR, explicando cómo funciona y cómo se compara con otras técnicas.
El principio y las características de MBBR.
1.Principio del proceso MBBR
El principio del proceso MBBR es aumentar la biomasa y las especies biológicas en el reactor agregando una cierta cantidad de portadores suspendidos al reactor, mejorando así la eficiencia de procesamiento del reactor. Dado que la densidad del relleno es cercana a la del agua, se mezcla completamente con agua durante la aireación y el entorno para el crecimiento microbiano son tres fases gaseosa, líquida y sólida. El efecto de colisión y cizallamiento del portador en el agua hace que las burbujas de aire sean más pequeñas y aumenta la tasa de utilización del oxígeno. Además, cada portador tiene diferentes especies biológicas dentro y fuera, con algunas bacterias anaerobias o facultativas creciendo en el interior y buenas bacterias cultivadoras en el exterior, de modo que cada portador es un microrreactor, de modo que existen reacciones de nitrificación y desnitrificación al mismo tiempo. , Mejorando así el efecto del tratamiento.
El proceso MBBR combina las ventajas del método tradicional de oxidación en lecho fluidizado y del método de oxidación por contacto biológico. Es un método nuevo y eficiente de tratamiento de aguas residuales. Se basa en la aireación en el tanque de aireación y el efecto de elevación del flujo de agua para hacer que el portador esté en estado fluidizado y luego forme una suspensión. El lodo activado en crecimiento y las biopelículas adheridas hacen que la biopelícula del lecho móvil utilice todo el espacio del reactor. Aprovechar al máximo las ventajas de los organismos tanto en fase adjunta como en fase suspendida, para que puedan aprovechar sus fortalezas y evitar debilidades para complementarse entre sí. A diferencia de los rellenos anteriores, los rellenos suspendidos pueden entrar en contacto con las aguas residuales con frecuencia y muchas veces, por lo que se denominan "biopelículas en movimiento".
2. Las ventajas y desventajas de MBBR
En comparación con el método de lodos activados y el método de biopelícula de relleno fijo, MBBR no solo tiene la alta eficiencia y flexibilidad operativa del método de lodos activados, sino que también tiene las características de resistencia a la carga de impacto, larga edad del lodo y menos lodo residual en el método tradicional. método de biopelícula.
Ventajas:
(1) Características del embalaje
Los rellenos están hechos principalmente de polietileno, polipropileno y sus materiales modificados, espuma de poliuretano, etc. La gravedad específica es cercana a la del agua, principalmente cilíndrica y esférica. Es fácil colgar la película, no se aglomera, no se bloquea y es fácil de despegar.
(2) Buena capacidad de desnitrificación
Se forma un ambiente aeróbico, anóxico y anaeróbico en el empaque, y en un reactor pueden ocurrir reacciones de nitrificación y desnitrificación, lo que tiene un buen efecto en la eliminación del nitrógeno amoniacal.
(3) Buen efecto de eliminación de materia orgánica.
La concentración de lodo en el reactor es relativamente alta y la concentración general de lodo es 5-10 veces mayor que la del método de lodo activado ordinario, que puede llegar a 30-40g/L. Mejore la eficiencia del tratamiento orgánico y una fuerte resistencia a la carga de impacto.
(4) Fácil de mantener y gestionar
No es necesario instalar soportes de llenado en el tanque de aireación, lo que facilita el mantenimiento del llenador y del dispositivo de aireación en el fondo del tanque y, al mismo tiempo, ahorra inversión y espacio en el piso.
Desventajas
(1) El relleno en el reactor está en estado fluidizado por el efecto de elevación de la aireación y el flujo de agua. En la ingeniería real, es probable que se produzca el fenómeno de acumulación local de relleno. Para evitar la acumulación de relleno, es necesario mejorar la disposición de la tubería de aireación y la estructura del reactor. La estructura del reactor determina en gran medida sus características hidráulicas. En la ingeniería real, cuando la relación de aspecto de un solo reactor es de aproximadamente 0.5 y la longitud no supera los 3 m, es beneficioso que el relleno se mueva por completo. En el diseño de ingeniería real, se deben realizar una gran cantidad de experimentos para optimizar la estructura y las características hidráulicas del reactor, reducir el consumo de energía y mejorar aún más los beneficios económicos del MBBR.
(2) El efluente del reactor suele estar equipado con rejillas o rejillas para evitar la pérdida de rellenos, pero es fácil provocar obstrucciones. En el proyecto real, se pueden configurar rejillas móviles para una limpieza manual regular, o se puede configurar un dispositivo de retorno de aire para evitar obstrucciones.
Índice de identificación del embalaje MBBR.
1. Adhesión de biopelícula
Capacidad de adhesión de biopelículas: el indicador más importante para evaluar la calidad del relleno. Cantidad de fijación biológica=área de superficie protegida (relacionada con el diseño y estado operativo del relleno) × cantidad de fijación biológica por unidad de superficie (relacionada con el rendimiento del relleno)
2. Rendimiento del embalaje
Rendimiento del relleno: el índice más importante para evaluar la adhesión biológica del relleno
(1) Rendimiento de la superficie de relleno
1. Estructura de la superficie: generalmente se considera que la rugosidad de la superficie es grande y la velocidad de suspensión de la película es rápida.
2. Potencial de superficie: Generalmente, los microorganismos tienen carga negativa y la superficie del relleno tiene carga positiva, lo que es adecuado para el crecimiento de microorganismos.
3. Hidrofilicidad: los microbios son partículas hidrófilas y el relleno tiene buena hidrofilicidad y es adecuado para el crecimiento y la formación de películas microbianas.
(2) Rendimiento hidráulico
1. Porosidad: El volumen que ocupa el relleno, la porosidad es alta.
2. Forma y tamaño: afectan el estado de flujo del flujo de agua y el flujo de aire.
(3) Rendimiento de fluidización
Está relacionado con la densidad del relleno. La densidad del relleno debe ser 0.97-1.03 y la fluidización se puede lograr con menos aireación o agitación.
3. Identificación de la madurez de la película colgante.
(1) Juicio visual:
La biopelícula se distribuye uniformemente en la superficie del soporte y cuanto más cerca está de la superficie del soporte, más densa es; de lo contrario, más suelta. Al mismo tiempo, el color del soporte se vuelve más oscuro, lo que indica que la película de soporte ha entrado en la etapa de madurez.
(2) Juicio por microscopía:
La biopelícula tiene una estructura densa y diversas especies microbianas. El número de ciliados sésiles, campanillas y cladworms es mayoritario. La aparición de un pequeño número de rotíferos y ciliados nadadores indica la madurez de las biopelículas.
INICIO RÁPIDO DE MBBR
1. Etapa de liberación del relleno
-Cuando se agrega el relleno, observe si hay acumulación y deje de alimentar una vez que ocurra. Espere al día siguiente para continuar observando antes de agregar.
-Al llenar el relleno, utilice aireación intermitente y la aireación se puede continuar por la noche, pero es necesario reducir el volumen de aireación.
-Después de funcionar durante 24 horas, continúe alimentando agua durante 2-3 horas y luego continúe con la aireación mencionada anteriormente. Después de 48 horas de funcionamiento, observe la formación de película en el relleno, aumente el consumo de agua para extender el tiempo de consumo de agua y verifique el estado del oxígeno disuelto en la piscina. Lo mejor es mantenerlo alrededor de 1.5-2.0mg/L. Después de 72 horas de funcionamiento, contacte con el agua de entrada y agréguela gradualmente a los requisitos de diseño. Según la inspección de rutina de la calidad del agua de entrada y salida, se espera que los requisitos de calidad del agua de diseño se cumplan en aproximadamente 7 días.
2. La etapa de cultivo del biofilm.
El llamado cultivo de biopelícula consiste en producir y acumular una cierta cantidad de microorganismos en el sistema de tratamiento a través de ciertos medios, de modo que la biopelícula sobre el relleno alcance un cierto espesor, y sus métodos de cultivo incluyen principalmente cultivo estático y cultivo dinámico.
*Cultivo estático
El llamado cultivo estático consiste en: para evitar que los nuevos microorganismos se escapen con el agua, en la medida de lo posible para proporcionar el tiempo de contacto entre los microorganismos y la capa de relleno, para acelerar la formación de biopelículas, en el En la etapa inicial, para evitar la nutrición única de las aguas residuales, se agrega una proporción de C:N: P=100:5:1 a sustratos nutritivos como urea, diamina y azúcar. Primero, inocule el lodo (10% del volumen efectivo bioquímico) y bombee las aguas residuales al tanque bioquímico, y luego comience el cultivo de aireación. El volumen de apilamiento del relleno en el tanque bioquímico es el 35%-40% del volumen efectivo del tanque de reacción. Dejar reposar 4-5h sin aireación para inocular microorganismos inmovilizados sobre el relleno, luego airear por 1h, luego reposar por 2h, airear por 1h y repetir la operación. Después de 4-5 días, toda la superficie del relleno ha quedado cubierta con biopelícula. Las pequeñas y continuas entradas de agua comenzaron a partir de los 6 días.
*Entrenamiento dinámico
Después de 6 días de cultivo aburrido, una fina capa de biopelícula de color amarillo-marrón ha crecido en la superficie del relleno, por lo que se cambia a flujo continuo de agua, cultivo dinámico, se ajusta la cantidad de agua y se controla el oxígeno disuelto entre 2~ 4 mg/L (use un medidor de oxígeno disuelto para medir el oxígeno disuelto). Después de unos 15 días, había algunas amebas e insectos errantes en el relleno (observados con un microscopio biológico), y el relleno se sentía pegajoso y resbaladizo al tocarlo con la mano. Después de 20 días aparecieron protozoos como flagelados, campanillas y bacterias libres de paramecio. Luego de 20 días de cultivo, aparecieron metazoos como rotíferos y nematodos, lo que indicaba que habían crecido biopelículas. Puede iniciar una operación industrial continua
3.La etapa de domesticación del biofilm.
El propósito de la domesticación es seleccionar microorganismos que se adapten a la calidad real del agua, eliminar microorganismos inútiles y hacer que las bacterias nitrificantes, desnitrificantes y acumuladoras de fósforo se conviertan en la flora dominante mediante la domesticación para procesos de tratamiento que tienen la función de desnitrificación y eliminación de fósforo. . El método específico es mantener primero el funcionamiento normal del proceso y luego controlar estrictamente los parámetros de control del proceso. El OD promedio debe controlarse entre 2 y 3 mg/l, y el tiempo de aireación del tanque aeróbico no debe ser inferior a 5 horas. Durante este proceso, hágalo todos los días. Para la determinación de varios indicadores de calidad del agua y parámetros de control, cuando el espesor promedio de la biopelícula sea de aproximadamente 0.2-0.5 mm, el cultivo de la biopelícula será exitoso. hasta que el efluente DBO5, SS, CODCr y otros indicadores cumplan con el requisito de diseño
PROBLEMAS COMUNES DEL PROCESO MBBR EN APLICACIÓN DE INGENIERÍA
1. ¿Cuánto tiempo tarda en colgarse la película de relleno durante la depuración a baja temperatura en invierno?
En un mes, puede alcanzar bien el estándar. Si la película cuelga, en realidad es un proceso. Dividimos la película en dos ángulos. La primera es que nuestros ojos desnudos pueden ver la biopelícula obvia en el relleno. Este tiempo tomará siete días; la segunda es que el estándar esté a la altura del estándar. Tiempo, este tiempo probablemente sea dentro de un mes en invierno; el tercero es el momento en que el biofilm está completamente maduro, este será más largo, porque desde el punto de vista profesional, la plena madurez del biofilm requiere al menos una alternancia de invierno y verano. La colonia que allí se encuentra finalmente puede lograr la estabilidad. En resumen, aunque desde un punto de vista académico, nuestra estabilidad probablemente sea después de un invierno y un verano. Desde el punto de vista de nuestro efecto, el agua puede alcanzar el estándar en 30 días, y a simple vista, en unos siete días.
2. ¿El proceso MBBR necesita agregar agentes biológicos adicionales?
En sentido estricto, MBBR no requiere la adición de agentes bacterianos, por lo que puede enriquecerse naturalmente mediante parámetros de optimización razonables, como nuestras bacterias nitrificantes o bacterias desnitrificantes, debido a sus condiciones biológicas de membrana que favorecen la unión de bacterias relacionadas. como el anamoníaco. En determinadas condiciones, favorece la adhesión de nuestras bacterias anamoníaco. Luego, en condiciones especiales del agua, por ejemplo, hay cierta calidad del agua o calidad del agua difícil de degradar. La fuente es relativamente única y existen algunos inoculantes obligados que tienen efectos especiales. De esta manera, se pueden agregar inoculantes como inoculación inicial y no se requieren adiciones posteriores. En resumen, en las condiciones de las aguas residuales domésticas no es necesario y, en algunas condiciones específicas de las aguas residuales, se puede utilizar como propuesta de investigación para realizar investigaciones relacionadas.
3. ¿MBBR necesita desnitrificación y lavado?
La mayor ventaja de MBBR es que, en comparación con las biopelículas tradicionales, no necesita retrolavado, porque sus biopelículas se eliminan automáticamente. A partir de nuestra investigación, descubrimos que cuando sus biopelículas son más activas, sus células habrá más secreciones del polímero externo y su pegajosidad será fuerte. Luego, cuando envejece, las secreciones extracelulares disminuyen y su viscosidad se debilita, automáticamente se caerá durante el proceso de fluidización y luego crecerá una nueva biopelícula, por lo que no es necesario lavarla.
4. ¿Cuál es el núcleo de MBBR?
El núcleo de MBBR son dos, uno es relleno y el otro es fluidización. El relleno se utiliza como portador. No existe una investigación unificada que demuestre cuánta influencia tiene su rendimiento, pero su forma tendrá un impacto en la fluidización. Por lo tanto, los rellenos más utilizados son los rellenos cilíndricos planos en el país y en el extranjero, por lo que la investigación sobre los rellenos ha continuado. Puedes intentar ver qué rellenos diferentes tienen el mejor efecto. Pero desde la perspectiva de la ingeniería, las dimensiones a evaluar son el rendimiento, la velocidad de filmación, el efecto de estabilización final, la vida útil, la resistencia al desgaste, etc., por lo que de ahora en adelante, el núcleo del soporte suspendido sigue siendo la fluidización.
5. ¿Cuál es la tasa de llenado del sistema MBBR?
La tasa de llenado límite que se ha verificado hasta el momento es del 67%, la zona aeróbica más grande que se puede lograr en el proyecto es del 60% y la zona hipóxica es del 50%.
6. ¿Es necesario modificar el relleno de MBBR?
Creo que no es necesario modificar los rellenos. Los rellenos existentes no son un problema. Sprun ha demostrado a través de muchas prácticas de ingeniería que los rellenos aún pueden lograr buenos resultados. En mi opinión, la modificación de rellenos sigue siendo una categoría de investigación. Aún no en la categoría de ingeniería.
7. ¿Puede MBBR seguir funcionando cuando la temperatura del agua es de 3 grados?
Los casos que se practican actualmente se encuentran en Xinjiang, donde la temperatura del agua es de alrededor de 7 a 8 grados centígrados, lo que permite operar de manera estable. La temperatura del agua de 3 grados no se ha encontrado en China, pero se entiende que el agua de entrada de la planta de tratamiento de aguas residuales noruega de Nordheim (que sirve a los Juegos Olímpicos de Invierno) en el extranjero es agua derretida de hielo y nieve, y la temperatura del agua es de 3 grados. . Después de la práctica, puede cumplir con el estándar de manera estable.
8. ¿Será el relleno propenso a la expansión de lodos?
La razón principal para la formación de masa de lodo son las bacterias filamentosas, por lo que informes procedentes del extranjero muestran que los rellenos ayudan a debilitar la masa de lodo porque pueden romper las bacterias filamentosas "largas" en el sistema de lodo. Es un flóculo de lodo normal y el tamaño del flóculo de lodo es mucho más pequeño que el tamaño del relleno, no romperá el lodo, por lo que según investigaciones extranjeras, MBBR es beneficioso para mejorar las propiedades de sedimentación del lodo y según nuestra ingeniería. En la práctica, no se ha encontrado que el sistema que utiliza MBBR tenga características obvias de acumulación de lodos.
LA DIFERENCIA ENTRE MBBRMBR Y FBR
*MBBRes un reactor de biopelícula de lecho móvil, que utiliza un medio de película plástica que flota libremente para hacer que los microorganismos se adhieran y crezcan. El medio de película plástica debe permanecer suspendido, por lo que el material debe tener una densidad cercana a la del agua y una aireación continua para establecer un buen contacto entre los contaminantes y la biopelícula adherida, a fin de eliminar eficazmente la DBO.
Características de MBBR:
1. Construcción simple y operación conveniente.
2. La eficiencia de eliminación de materia orgánica es alta y el efecto de eliminación de nitrógeno y fósforo es bueno.
3. No es fácil de bloquear y no es necesario lavarlo a contracorriente con regularidad.
4. Se requiere un proceso de precipitación después del tratamiento.
*MBRsignifica biorreactor de membrana, que es un proceso que combina la tecnología de membrana de separación con lodos activados. La mayoría de los biorreactores de membrana están sumergidos en aguas residuales y la materia orgánica de las aguas residuales es tratada por microorganismos que crecen en la superficie de la membrana.
Características de MBR:
1. Puede funcionar con una carga de gran volumen y una baja carga de lodos, y la producción de lodos restantes es baja (teóricamente, se puede lograr una descarga cero de lodos), lo que reduce el costo del tratamiento de lodos.
2. Se puede mantener una alta concentración de MLSS en el reactor y la carga de volumen del dispositivo de procesamiento es alta, lo que reduce el espacio del piso.
3. La alta biomasa microbiana requiere suficiente aireación, por lo que el consumo de energía de operación también es mayor.
4. Es fácil provocar suciedad en la membrana, lo que requiere una limpieza o retrolavado regular de la misma.
*FBRReactor de biopelícula de lecho fijo, su principio de funcionamiento es similar al MBBR, la diferencia es que la biopelícula está unida al bloque de material sólido fijo. La aireación debajo del bloque de material sólido proporciona el oxígeno necesario para el crecimiento de la biopelícula y controla la limpieza del bloque de película.
1. Puede adaptarse a aguas residuales con grandes cambios en el volumen de agua afluente y el contenido orgánico.
2. Es más cómodo de operar que MBBR y tiene menor consumo de energía (debido a la aireación directa en la parte inferior).