Als erfahrener Verkäufer in der Wasserbehandlungsbranche freue ich mich, Einblicke in die MBBR (MBBR) -Technologie (Moving Bed Biofilm Reactor) zu teilen, einer hocheffizienten Abwasserbehandlungsmethode, die für sein Volumen mit niedrigem Schlamm und den einfachen Betrieb bekannt ist. In diesem Artikel werden wir uns mit der Frage befassen, warum sich das Biofilm in den MBBR -Medien manchmal nicht bildet, da verschiedene Aspekte wie das Arbeitsprinzip des Systems und die Faktoren, die die Biofilmbildung beeinflussen, berücksichtigt.
Prinzip des MBBR -Prozesses
Das MBBR -Medium ermöglicht es Mikroorganismen, sich an der Oberfläche des Trägers zu befestigen und einen Biofilm zu bilden. Wenn der Abwasser über die Trägeroberfläche fließt, diffundieren organischer Substanz und gelöster Sauerstoff im Wasser in den Biofilm. Die Mikroorganismen innerhalb des Biofilms metabolisieren und assimilieren die organische Substanz in Gegenwart von Sauerstoff. Die Zersetzungsprodukte diffundieren dann wieder in die Wasserphase und die Luft, wodurch die organischen Schadstoffe im Abwasser effektiv beeinträchtigt werden.
Laut Characklis, Liu und anderen geht die Bildung des mikrobiellen Films typischerweise vier Stufen durch: Trägeroberflächenmodifikation, reversible Bindung, irreversible Bindung und Biofilmbildung. Dieser Prozess kann in zwei Hauptstadien unterteilt werden: mikrobieller Adsorption und Sequestrierungswachstum.
Faktoren, die die Biofilmbildung in MBBR beeinflussen
1. Trägeroberflächeneigenschaften
Die Oberflächenladung, Rauheit, Partikelgröße und Konzentration des MBBR -Trägers beeinflussen direkt die Biofilmbefestigung und -bildung. Mikroorganismen haben normalerweise unter normalen Wachstumsbedingungen eine negative Ladung an ihrer Oberfläche. Eine raue Trägeroberfläche erleichtert die bakterielle Bindung und Immobilisierung.
♦ Eine größere Oberfläche des Trägers erhöht die wirksame Kontaktfläche zwischen Bakterien und Träger im Vergleich zu einer glatten Oberfläche.
♦ Raue Teile der Trägeroberfläche wie Löcher und Risse wirken als Schutzschild, um die angehaltenen Bakterien vor hydraulischen Scherkräften zu schützen.
Kleinere Partikelgröße Träger erzeugen aufgrund ihrer geringen gegenseitigen Reibung und der großen spezifischen Oberfläche eher Biofilme. Die Trägerkonzentration ist auch für die Bildung von Biofilmen von entscheidender Bedeutung. Wagner stellte fest, dass bei der Behandlung von feuerfestem Abwasser bei sehr niedrigen Massenkonzentrationen, selbst bei einem dicken Biofilm eine stabile Entfernungsrate nicht erreicht werden konnte. Bei einer Trägerkonzentration von {20-30 g/l könnte der Reaktor jedoch eine stabile Entfernungsrate erzielen, selbst wenn nur 20% der Träger einen dünnen Biofilm haben.
2. mikrobielle Konzentration
Mit zunehmender Konzentration von suspendierten Mikroorganismen zunimmt auch die Berührungswahrscheinlichkeit zwischen Mikroorganismen und dem Träger. Während der mikrobiellen Bindung gibt es eine kritische Konzentration an suspendierten Mikroorganismen. Vor diesem kritischen Wert ist der mikrobielle Transport und die Diffusion von der flüssigen Phase zur Trägeroberfläche der Steuerschritt. Sobald dieser Wert überschritten ist, sind die mikrobielle Bindung und die Immobilisierung auf der Trägeroberfläche durch die wirksame Oberfläche des Trägers begrenzt und sind nicht mehr von der Konzentration von suspendierten Mikroorganismen abhängig.
3. Aktivität von suspendierten Mikroorganismen
Die durch die spezifische Wachstumsrate (μ) beschriebene mikrobielle Aktivität ist bei der Untersuchung der Anfangsstadien der Biofilmbildung von entscheidender Bedeutung. Die Menge und die anfängliche Bindungsrate und Fixierung von Nitrifizierbakterien auf der Trägeroberfläche sind proportional zur Aktivität von schwebenden Nitrifizierbakterien.
♦ Wenn die biologische Aktivität von suspendierten Mikroorganismen hoch ist, ist auch ihre Fähigkeit, extrazelluläre Polymere abzuziehen.
♦ Der Energieniveau, auf dem Mikroorganismen leben, hängt direkt mit ihrer Wachstumsrate zusammen.
♦ Die Oberflächenstruktur von Mikroorganismen variiert mit ihrer Aktivität.
♦ Faktoren wie mikrobielle Kontaktzeit mit dem Träger, der hydraulischen Retentionszeit (HRT), dem pH -Wert flüssigen Phasen und der hydrodynamischen Scherkraft spielen ebenfalls eine Rolle.
Einflussfaktoren während des MBBR -Biofilmbildungsprozesses
1. Vergrößert im Biofilmbildungsprozess
Diese Kräfte tragen direkt zur Wechselwirkung zwischen Mikroorganismen und der Trägeroberfläche bei und spielen eine entscheidende Rolle im gesamten Biofilmbildungsprozess.
2. Auswirkung der Hydrophilie der Trägeroberfläche
Die Oberfläche des GPUC -Trägers enthält hydrophile Gruppen wie -OH- und Amidgruppen. Die meisten Mikroorganismen haben eine gute Hydrophilie, und die Oberfläche der Trägeroberfläche und die Oberfläche der Mikroorganismen können Wasserstoffbrückenbindungsstrukturen bilden. Die freie Energie einer hydrophilen Trägeroberfläche ist niedriger als die einer hydrophoben Oberfläche, was es den Mikroorganismen im Wasser erleichtert, sich zu nähern und auf die hydrophile Trägeroberfläche für das Wachstum zu adsorbieren.
3. Temperatureffekt bei der Biofilmbildung
Der geeignete Temperaturbereich für aerobe Mikroorganismen beträgt 10 ~ 35 Grad. Die Wassertemperatur beeinflusst das Wachstum von Nitrifizierbakterien und die Nitrifikationsrate erheblich. Die optimale Wachstumstemperatur für die meisten Nitrifizierbakterien beträgt 25 bis 30 Grad. Wenn die Temperatur unter 25 Grad oder über 30 Grad liegt, verlangsamt sich das Wachstum von Nitrifizing -Bakterien und unter 10 Grad wird ihr Wachstum und ihre Nitrifikation erheblich verzögert.
Tests, die mit 10 Grad, 20 Grad und 35 Grad durchgeführt wurden, zeigten, dass die Biofilmformation nach 7 Tagen nach 21 Tagen langsam mit einem maximalen Biofilm -Bindungsbindung mit einer maximalen Biomasse von 2,1 g/l langsam begann. Nach 35 Grad begann sich der Biofilm nach 4 Tagen zu bilden und reifte nach etwa 19 Tagen mit einem maximal angeschlossenen Biofilmbetrag von 3,5 g/l. Nach 2 Tagen begann sich das Biofilm zu bilden und erreichte nach etwa 10 Tagen eine maximal angeschlossene Biofilmmenge von 5,7 g/l. Es ist offensichtlich, dass die Temperatur einen signifikanten Einfluss auf die Bildung von Biofilmen hat, wobei eine schnellere Einleitung zwischen 15-30 Grad eingeht.
Die Temperatur ist ein Schlüsselfaktor, der die biologische Aktivität und die Stoffwechselkapazität beeinflusst und den Nitrifikationsreaktionsprozess hauptsächlich durch das Wachstumsmuster und die biologische Aktivität von Nitrifizierbakterien beeinflusst. Es beeinflusst die biochemische Reaktionsgeschwindigkeit und die Sauerstoffübertragungsrate.
4. Auswirkung der spezifischen Oberfläche und Oberflächenrauheit bei der Biofilm -Adhäsionsleistung
Eine große spezifische Oberfläche und Rauheit verbessern die Fähigkeit des Trägers, Mikroorganismen zu erfassen. Träger mit hoher Oberflächenrauheit haben eine stärkere Fähigkeit, den Wasserfluss umzuverteilen, die Scherkraft auf den Biofilm zu verringern und eine günstige Umgebung für das Mischen und den Kontakt zwischen Mikroorganismen und Substrat zu bieten. Die raue Oberfläche hat eine dickere laminare Grenzschicht als eine glatte Oberfläche, die eine gute statische hydrodynamische Umgebung bietet und die nachteiligen Auswirkungen der Wasserströmungsscherung auf das Wachstum von gebundenen Mikroorganismen vermeidet.