VARFÖR kan din MBBR-media inte biofilma på två veckor
och hur gör man vår biomedia snabbt biofilm?
Av: Cody Juntai
Postdatum: 29 april 2022
Post taggar:
Vad är MBBR- eller MBBR-teknik? MBBR är en effektiv metod för rening av avloppsvatten med låg slamvolym och enkel drift och hantering. Denna artikel introducerar huvudsakligen varför Biomedia ibland inte kan Biofilm från olika aspekter såsom principen om MBBR-systemet och de påverkande faktorerna för bildning.
MBBR-mediet ska få mikroorganismer att fästa på ytan av MBBR-bäraren och bilda en biofilm. När avloppsvattnet strömmar genom bärarens yta diffunderar det organiska materialet och löst syre i avloppsvattnet till insidan av biofilmen. Mikroorganismerna inuti membranet utför nedbrytningsmetabolism och organismanabolism på organiskt material i närvaro av syre, medan nedbrytningsmetaboliterna diffunderar från biofilmen till vattenfasen och luften och bryter därmed ned det organiska materialet i avloppsvattnet.
Artikelöversikt
● Principen för MBBR-processen (hängningsprocess)
● Faktorer som påverkar MBBR biofilmad
1. MBBR Bio Carrier ytegenskaper
2. Suspenderad mikrobiell koncentration
3. Aktivitet hos suspenderade mikroorganismer
● Påverkande faktorer i processen för MBBR biofilmad
1. Krafter i färd med att hänga biobärarfilm
2. Effekt av bärarytans hydrofilicitet
3. Temperaturens inverkan på filmens hängningsbeteende
4. Effekt av MBBR-bärarspecifik yta och ytjämnhet på biofilmvidhäftningsprestanda.
I MBBR-medierna måste organiska föroreningar, löst syre och olika essentiella näringsämnen först diffundera från vätskefasen till biofilmens yta och sedan in i biofilmens inre, och endast de föroreningar som diffunderar till ytan eller inuti biofilmen kan bryts ned och omvandlas av mikroorganismerna inuti biofilmen och bildar slutligen olika metaboliter. Dessutom immobiliseras mikroorganismerna i MBBR-mediet på bäraren, vilket uppnår separation av SRT och HRT (hydraulisk retentionstid), vilket möjliggör tillväxt och reproduktion av mikroorganismer med långsam proliferationshastighet. Därför är MBBR-media ett stabilt och mångsidigt mikrobiellt ekosystem.
◆ Juntai MBBR processflödesdiagram
Principen för MBBR-processen (hängande Membrance-process)
Enligt Characklis, Liu et al. bildandet av mikrobiell film går vanligtvis igenom fyra steg:MBBR modifiering av bärarytan,vändbar infästning, irreversibel fäste, och biofilmbildning.
Den specifika beskrivningen är som följer: mikrobiell film som hänger på MBBR-bäraren kan delas in i två steg:mikrobiell adsorptionochsekvestreringstillväxt.
Efter att bäraren har lagts till vattenkroppen,det förstgår in i adsorptionsperioden. En del av mikroorganismerna och trådformiga materialen har fästs på bärarens yta, och platsen där fler material fästs är ofta den konkava delen av bäraren, som inte lätt klipps av av vattenflödet.Vid den här tiden, mikroorganismerna i suspension växer i stora mängder och ett tydligare slamskikt uppstår.
Efter irreversibel vidhäftning erhåller mikroorganismerna en relativt stabil tillväxtmiljö på bärarens yta, och mikroorganismerna i slammet som adsorberas på bäraren börjar snart växa under förutsättning av tillräcklig syretillförsel och substrat.
Med tillväxten av odlingstiden för domesticering växte biofilmen som växte på ytan av bäraren också snabbt, täckte gradvis hela bärarens yta och började tjockna. Tillväxten av biofilm var dock inte enhetlig, i de mer framträdande delarna av bäraren var biofilmen tunnare, medan de konkava delarna växte upp ganska välmående kolonier, vilket visade att den hydrodynamiska skjuvningen hade en viktig inverkan på tillväxten av biofilm. I takt med att fler och fler biofilmer fästs på bärarna, minskar bärarnas skenbara densitet gradvis och blir lättare och lättare att fluidisera, medan bärarna i minskningszonen har en långsammare sjunkande hastighet.
MBBR Media Biofilm efter 14 dagar i luftningstank
Faktorer som påverkar MBBR biofilmad
Det relaterade tillbärarytans beskaffenhet(hydrofilicitet för bärarytan, ytladdning, ytkemisk sammansättning och ytjämnhet),mikroorganismernas natur(mikroorganismarter, odlingsförhållanden, aktivitet och koncentration) ochmiljöfaktorer(pH, jonstyrka, hydraulisk skjuvning, temperatur, näringsförhållanden och kontakttid mellan mikroorganismer och bäraren).
1. MBBR Carrier surface properties
Bärarytans laddningsegenskaper, grovhet, partikelstorlek och bärarkoncentration påverkar direkt vidhäftningen och bildandet av biofilm på dess yta. Under normal tillväxtmiljö har mikroorganismer en negativ laddning på sin yta. Bärarytans grovhet underlättar vidhäftning och immobilisering av bakterier på dess yta.
① Bärarens yta ökar den effektiva kontaktytan mellan bakterier och bäraren jämfört med en slät yta.
② Grova delar av bärarytan, såsom hål och sprickor, fungerar som en sköld för att skydda de vidhäftade bakterierna från hydrauliska skjuvkrafter.
Man drog slutsatsen att de små partikelstorleksbärarna är lättare att generera biofilmer på grund av deras låga ömsesidiga friktion och stora specifika ytarea jämfört med de stora partikelstorleksbärarna. Dessutom är bärarkoncentrationen också viktig för MBBR biofilmad.
Wagner fann att vid mycket låg bärarmasskoncentration, även med en biofilmtjocklek på 295 μm, kunde en stabil borttagningshastighet inte uppnås vid behandling av eldfast avloppsvatten med en luftlyftsreaktor. Men vid en bärarkoncentration på 20-30 g/L, även om endast 20 % av bärarna hade 75 μn tjocka biofilmer, kunde reaktorn fortfarande uppnå en stabil (98 %) borttagningshastighet med en COD-belastning på upp till 58 kg/(m3-d).
2. Suspenderad mikrobiell koncentration
I allmänhet, när koncentrationen av suspenderade mikroorganismer ökar, ökar risken för eventuell kontakt mellan mikroorganismer och bäraren. Resultaten av många studier har visat att det finns en kritisk koncentration av suspenderade mikroorganismer under mikrobiell vidhäftning; när den mikrobiella koncentrationen ökar, förbättras mikrobiell transport med hjälp av koncentrationsgradienter.
Före det kritiska värdet är mikrobiell transport och diffusion från vätskefasen till bärarytan det styrande steget; när väl detta kritiska värde överskrids begränsas mikrobiell vidhäftning och immobilisering på bärarytan av bärarens effektiva ytarea och är inte längre beroende av koncentrationen av suspenderade mikroorganismer. Efter jämvikten mellan vidhäftning och immobilisering bestäms emellertid mängden mikroorganismer på bärarytan av mikroorganismerna och bärarytans egenskaper.
3. Aktivitet hos suspenderade mikroorganismer
Mikrobiell aktivitet beskrivs vanligtvis av mikroorganismernas specifika tillväxthastighet (μ), dvs. tillväxttakten och reproduktionen av mikroorganismer per massenhet. När man studerar effekten av mikrobiell aktivitet på de inledande stadierna av biofilmbildning är det därför avgörande att kontrollera den specifika tillväxthastigheten för suspenderade mikroorganismer. Resultaten av studien om bildandet av heterotrofa biofilmer av Bryers et al. visade att mängden och initialhastigheten för vidhäftning och fixering av nitrifierande bakterier på ytan av bäraren var proportionell mot aktiviteten hos suspenderade nitrifierande bakterier.
① När den biologiska aktiviteten hos suspenderade mikroorganismer är hög, är deras förmåga att utsöndra extracellulära polymorfer högre.
② Energinivån vid vilken mikroorganismer lever är direkt relaterad till deras tillväxthastighet.
③ Ytstrukturen hos mikroorganismer varierar i enlighet med deras aktivitet.
④ Mikrobiell kontakttid med bäraren.
⑤ Hydraulisk retentionstid (HRT).
⑥ Vätskefas pH.
⑦ Hydrodynamisk skjuvkraft.
Påverkande faktorer i processen för MBBR biofilmad
1. Krafter i MBBR Biofilmed process
Det bidrar direkt till den direkta interaktionen mellan mikroorganismerna och bärarens yta och spelar en avgörande roll i hela MBBR biofilmade processen.
2. Effekt av bärarytans hydrofilicitet
Ytan på GPUC-bäraren innehåller hydrofila grupper såsom -OH och amidgrupper, och de flesta mikroorganismer har själva god hydrofilicitet, och bärarytan och mikroorganismytan kan bilda vätebindningsstruktur; under tiden är den fria energin för den hydrofila bärarytan lägre än den för den hydrofoba bärarytan, och mikroorganismerna i vatten är mer benägna att närma sig den hydrofila bärarytan för adsorption och tillväxt.
3. Effekt av temperatur på MBBR biofilmad
Det lämpliga temperaturintervallet för aeroba mikroorganismer är 10 ~ 35 grader. Vattentemperaturen har en större inverkan på tillväxten av nitrifierande bakterier och nitrifikationshastigheten. Lämplig tillväxttemperatur för de flesta nitrifierande bakterier är 25 ~ 30 grader, när temperaturen är lägre än 25 grader eller högre än 30 grader saktas tillväxten av nitrifierande bakterier ner, under 10 grader är tillväxten av nitrifierande bakterier och nitrifiering avsevärt långsammare .
Det biofilmade MBBR-testet utfördes vid 10 grader, 20 grader och 35 grader, och mängden mikroorganismer fästa på fyllmedlet mättes också under hela filmupphängningsprocessen. Resultaten visade att: vid 10 grader började den biofilmade MBBR långsamt, och det tog 7 dagar för att få uppenbar biofilm fäst, och den biofilmade MBBR mognade efter 21 dygn, och den maximala mängden fäst biomassa var 2,1 g/L; vid 35 grader började MBBR-mediet att biofilmas efter 4 dagar, och MBBR-biofilmen mognade. Den maximala mängden fäst biofilm var 3,5 g/L efter cirka 19 dagar. Vid cirka 20 grader började biofilmen bildas efter 2 dagar, och den maximala mängden bifogad biofilm var 5,7 g/L efter cirka 10 dagar. Det kan ses att effekten av temperaturen på den hängande filmen inte var särskilt uppenbar, och biofilmen kunde bildas på ytan av fyllmedlet inom 15-30 grad och den hängande filmen startade snabbare.
Temperaturen är en nyckelfaktor som påverkar den biologiska aktiviteten och metaboliska kapaciteten, och dess inverkan på nitrifikationsreaktionsprocessen ligger främst i nitrifierande bakteriers tillväxtmönster och biologiska aktivitet.
Temperaturens inverkan på biologisk aktivitet manifesteras sompåverkan på biokemisk reaktionshastighetochpåverkan på syreöverföringshastigheten.
Juntai Biofilm MBBR Carrier Media i luftningstank på två månader
4. Effekt av MBBR-bärarspecifik yta och ytjämnhet på biofilmvidhäftningsprestanda
Den stora specifika ytan och grovheten förbättrar bärarens förmåga att fånga mikroorganismer. Bärare med stor ytjämnhet har starkare omfördelningsförmåga till vattenflöde så att vattenflödet i reaktorn får mindre skjuvkraft på biofilmen på bäraren, och ger samtidigt en gynnsam inre miljö för blandning och kontakt mellan mikroorganismer och substrat. , vilket främjar ackumulering av biofilm på packningsytan. Den grova ytan har ett tjockare laminärt gränsskikt än den släta ytan, vilket kan ge en god statisk hydrodynamisk miljö och därmed undvika den negativa effekten av vattenflödesskjuvning på tillväxten av vidhäftade mikroorganismer.