PROČ vaše média MBBR nemohou vytvořit biofilm za dva týdny a jak naše biomédia rychle vytvořit biofilmem?

PROČ se vaše média MBBR nemohou biofilmovat za dva týdny

a jak udělat z našich biomédií rychle biofilm?

Autor: Cody Aquasust

Datum zveřejnění: 29. dubna 2022

Štítky příspěvku:

Co je technologie MBBR nebo MBBR? MBBR je efektivní metoda čištění odpadních vod s nízkým objemem kalu a jednoduchou obsluhou a řízením. Tento článek především vysvětluje, proč Biomedia někdy neumí Biofilm z různých hledisek, jako je princip systému MBBR a faktory ovlivňující tvorbu.

MBBR Media slouží k tomu, aby se mikroorganismy přichytily k povrchu nosiče MBBR a vytvořily biofilm. Když odpadní voda protéká povrchem nosiče, organická hmota a rozpuštěný kyslík v odpadní vodě difundují dovnitř biofilmu. Mikroorganismy uvnitř membrány provádějí rozkladný metabolismus a anabolismus organismu na organickou hmotu za přítomnosti kyslíku, přičemž rozkladné metabolity difundují z biofilmu do vodné fáze a vzduchu a tím degradují organickou hmotu v odpadní vodě.

Přehled článku

● Princip procesu MBBR (proces zavěšení)

● Faktory ovlivňující MBBR biofilmed

1. Vlastnosti povrchu MBBR Bio Carrier

2. Suspendovaná mikrobiální koncentrace

3. Aktivita suspendovaných mikroorganismů

● Faktory ovlivňující proces MBBR biofilmování

1. Síly v procesu zavěšení bionosné fólie

2. Vliv hydrofilnosti povrchu nosiče

3. Vliv teploty na chování při zavěšení fólie

4. Vliv specifického povrchu nosiče MBBR a drsnosti povrchu na adhezi biofilmu.

V médiích MBBR musí organické polutanty, rozpuštěný kyslík a různé esenciální živiny nejprve difundovat z kapalné fáze na povrch biofilmu a poté do vnitřku biofilmu a pouze znečišťující látky difundované na povrch nebo uvnitř biofilmu mohou být rozkládány a transformovány mikroorganismy uvnitř biofilmu a nakonec tvoří různé metabolity. V médiu MBBR jsou navíc mikroorganismy imobilizovány na nosiči, čímž je dosaženo separace SRT a HRT (hydraulický retenční čas), což umožňuje růst a reprodukci mikroorganismů s pomalou rychlostí proliferace. Proto jsou média MBBR stabilním a rozmanitým mikrobiálním ekosystémem.

 

◆ Aquasust MBBR Proprůtokový diagram

Princip procesu MBBR (proces zavěšení Membrance)

Podle Characklise, Liu a kol. tvorba mikrobiálního filmu obvykle prochází čtyřmi fázemi:MBBR úprava povrchu nosiče,oboustranné uchycení, nevratné připoutání, a tvorbu biofilmu.

Konkrétní popis je následující: mikrobiální film visící na nosiči MBBR lze rozdělit do dvou stupňů:mikrobiální adsorpceasekvestrační růst.

Po přidání nosiče do vodního útvaru,to prvnívstupuje do adsorpční periody. Některé z mikroorganismů a vláknitých materiálů byly připojeny k povrchu nosiče a místo, kde je připojeno více materiálů, je často konkávní část nosiče, která není snadno smykována proudem vody.V této doběmikroorganismy v suspenzi rostou ve velkém množství a objevuje se zřetelnější vrstva kalu.

Po nevratném uchycení získávají mikroorganismy na povrchu nosiče relativně stabilní růstové prostředí a mikroorganismy v kalu adsorbovaném na nosič začnou brzy růst za podmínky dostatečného přísunu kyslíku a substrátu.

S růstem doby domestikace kultury rychle rostl i biofilm rostoucí na povrchu nosiče, postupně pokryl celý povrch nosiče a začal houstnout. Růst biofilmu však nebyl rovnoměrný, ve výraznějších částech nosiče byl biofilm tenčí, zatímco v konkávních částech rostly vcelku prosperující kolonie, což ukázalo, že hydrodynamický smyk měl významný vliv na růst biofilmu. Jak se na nosiče připojuje více a více biofilmů, zdánlivá hustota nosičů se postupně snižuje a stává se lehčí a snadněji fluidní, zatímco nosiče v klesající zóně mají pomalejší rychlost poklesu.

 

MBBR Media Biofilm po 14 dnech v provzdušňovací nádrži

Faktory ovlivňující MBBR biofilmed

Souviselo to spovaha nosného povrchu(hydrofilita povrchu nosiče, povrchový náboj, chemické složení povrchu a drsnost povrchu),povaha mikroorganismů(druh mikroorganismů, kultivační podmínky, aktivita a koncentrace) aenvironmentální faktory(pH, iontová síla, hydraulický střih, teplota, podmínky živin a doba kontaktu mezi mikroorganismy a nosičem).

1. MBBR Carrier povrchce properties

Vlastnosti povrchu nosiče, drsnost, velikost částic a koncentrace nosiče přímo ovlivňují uchycení a tvorbu biofilmu na jeho povrchu. Za normálního růstového prostředí mají mikroorganismy na svém povrchu negativní náboj. Drsnost povrchu nosiče usnadňuje uchycení a imobilizaci bakterií na jeho povrchu.

① Povrchová plocha nosiče zvyšuje účinnou kontaktní plochu mezi bakteriemi a nosičem ve srovnání s hladkým povrchem.

② Drsné části povrchu nosiče, jako jsou díry a praskliny, fungují jako štít, který chrání přichycené bakterie před hydraulickými smykovými silami.

Dospělo se k závěru, že nosiče o malé velikosti částic snadněji vytvářejí biofilmy kvůli jejich nízkému vzájemnému tření a velkému specifickému povrchu ve srovnání s nosiči o velké velikosti částic. Kromě toho je pro MBBR biofilmed také důležitá koncentrace nosiče.

Wagner zjistil, že při velmi nízké koncentraci nosné hmoty, ani při tloušťce biofilmu 295 μm, nelze dosáhnout stabilní rychlosti odstraňování při čištění žáruvzdorných odpadních vod pomocí vzduchového reaktoru. Avšak při koncentraci nosiče 20-30 g/l, i když pouze 20 % nosičů mělo biofilmy o tloušťce 75 μn, byl reaktor stále schopen dosáhnout stabilního (98 %) rychlosti odstraňování při zatížení CHSK ve výši až 58 kg/(m3-}d).

 

2. Suspendovaná mikrobiální koncentrace

Obecně platí, že s rostoucí koncentrací suspendovaných mikroorganismů se zvyšuje šance na možný kontakt mezi mikroorganismy a nosičem. Výsledky mnoha studií ukázaly, že během mikrobiálního uchycení existuje kritická koncentrace suspendovaných mikroorganismů; jak se mikrobiální koncentrace zvyšuje, zvyšuje se mikrobiální transport pomocí koncentračních gradientů.

Před kritickou hodnotou je kontrolním krokem mikrobiální transport a difúze z kapalné fáze na povrch nosiče; jakmile je tato kritická hodnota překročena, mikrobiální uchycení a imobilizace na povrchu nosiče je omezena účinnou plochou nosiče a již není závislá na koncentraci suspendovaných mikroorganismů. Avšak po rovnováze připojení a imobilizace je množství mikroorganismů na povrchu nosiče určeno mikroorganismy a vlastnostmi povrchu nosiče.

3. Aktivita suspendovaných mikroorganismů

Mikrobiální aktivita je obvykle popsána specifickou rychlostí růstu (μ) mikroorganismů, tj. rychlostí růstu a množení mikroorganismů na jednotku hmotnosti. Proto je při studiu vlivu mikrobiální aktivity na počáteční stadia tvorby biofilmu klíčové kontrolovat specifickou rychlost růstu suspendovaných mikroorganismů. Výsledky studie tvorby heterotrofních biofilmů Bryers et al. ukázaly, že množství a počáteční rychlost uchycení a fixace nitrifikačních bakterií na povrchu nosiče byly úměrné aktivitě suspendovaných nitrifikačních bakterií.

① Když je biologická aktivita suspendovaných mikroorganismů vysoká, jejich schopnost vylučovat extracelulární polymorfy je vyšší.

② Úroveň energie, na které mikroorganismy žijí, přímo souvisí s rychlostí jejich růstu.

③ Povrchová struktura mikroorganismů se mění podle jejich aktivity.

④ Doba mikrobiálního kontaktu s nosičem.

⑤ Hydraulický retenční čas (HRT).

⑥ pH kapalné fáze.

⑦ Hydrodynamická smyková síla.

Faktory ovlivňující proces MBBR biofilmování

1. Síly v procesu MBBR Biofilmed

Přímo přispívá k přímé interakci mezi mikroorganismy a povrchem nosiče a hraje klíčovou roli v celém procesu MBBR biofilmování.

2. Vliv hydrofilnosti povrchu nosiče

Povrch nosiče GPUC obsahuje hydrofilní skupiny, jako jsou -OH a amidové skupiny, a většina mikroorganismů sama o sobě má dobrou hydrofilitu a povrch nosiče a povrch mikroorganismu mohou tvořit strukturu vodíkové vazby; mezitím je volná energie povrchu hydrofilního nosiče nižší než energie povrchu hydrofobního nosiče a mikroorganismy ve vodě se pravděpodobněji přiblíží k povrchu hydrofilního nosiče za účelem adsorpce a růstu.

3. Vliv teploty na MBBR biofilmed

Vhodný teplotní rozsah pro aerobní mikroorganismy je 10~35 stupňů. Teplota vody má větší vliv na růst nitrifikačních bakterií a rychlost nitrifikace. Vhodná teplota růstu pro většinu nitrifikačních bakterií je 25~30 stupňů, když je teplota nižší než 25 stupňů nebo vyšší než 30 stupňů je růst nitrifikačních bakterií zpomalen, pod 10 stupňů je růst nitrifikačních bakterií a nitrifikace výrazně zpomalena .

MBBR biofilmed test byl proveden při 10 stupních, 20 stupních a 35 stupních a množství mikroorganismů připojených k výplni bylo také měřeno během celého procesu zavěšení fólie. Výsledky ukázaly, že: při 10 stupních se biofilm MBBR začal pomalu a trvalo 7 dní, než se zjevně napojil biofilm, a biofilm MBBR dozrál po 21 dnech a maximální množství navázané biomasy bylo 2,1 g/l; při 35 stupních se médium MBBR začalo biofilmovat po 4 dnech a biofilm MBBR dozrál. Maximální množství připojeného biofilmu bylo 3,5 g/l po přibližně 19 dnech. Při asi 20 stupních se biofilm začal tvořit po 2 dnech a maximální množství připojeného biofilmu bylo 5,7 g/l po asi 10 dnech. Je vidět, že vliv teploty na závěsnou fólii nebyl příliš zřejmý a biofilm se mohl vytvořit na povrchu výplně do 15-30 stupňů a závěsná fólie začala rychleji.

Teplota je klíčovým faktorem ovlivňujícím biologickou aktivitu a metabolickou kapacitu a její vliv na proces nitrifikační reakce spočívá především v růstu a biologické aktivitě nitrifikačních bakterií.

Vliv teploty na biologickou aktivitu se projevuje jakovliv na rychlost biochemické reakceavliv na rychlost přenosu kyslíku.

 

Nosné médium Aquasust Biofilm MBBR v provzdušňovací nádrži za dva měsíce

4. Vliv specifického povrchu nosiče MBBR a drsnosti povrchu na adhezi biofilmu

Velký specifický povrch a drsnost zlepšují schopnost nosiče zachycovat mikroorganismy. Nosiče s velkou drsností povrchu mají silnější redistribuční schopnost k proudění vody, takže proud vody v reaktoru má menší smykovou sílu na biofilm na nosiči a zároveň poskytuje příznivé vnitřní prostředí pro míchání a kontakt mezi mikroorganismy a substrátem. , který podporuje akumulaci biofilmu na povrchu ucpávky. Drsný povrch má silnější laminární mezní vrstvu než hladký povrch, což může poskytnout dobré statické hydrodynamické prostředí, čímž se zabrání nepříznivému vlivu smyku proudění vody na růst přichycených mikroorganismů.