PER QUÈ els vostres mitjans MBBR no poden biofilmar en dues setmanes i com fer que els nostres biomèdia es facin biofilm ràpidament?

PER QUÈ els vostres mitjans MBBR no poden biofilmar en dues setmanes

i Com fer el nostre biomèdia ràpidament biofilm?

Per: Cody Aquasust

Data de publicació: 29 d'abril de 2022

Etiquetes de publicació:

Què és la tecnologia MBBR o MBBR? MBBR és un mètode eficient per al tractament d'aigües residuals amb un volum de fangs baix i un funcionament i gestió senzills. Aquest article presenta principalment per què la Biomèdia de vegades no pot Biofilm des de diversos aspectes com el principi del sistema MBBR i els factors que influeixen en la formació.

El mitjà MBBR consisteix a fer que els microorganismes s'uneixin a la superfície del portador MBBR i formin un biofilm. Quan les aigües residuals flueixen per la superfície del transportador, la matèria orgànica i l'oxigen dissolt de les aigües residuals es difonen a l'interior del biofilm. Els microorganismes de l'interior de la membrana duen a terme el metabolisme de descomposició i l'anabolisme de l'organisme sobre la matèria orgànica en presència d'oxigen, mentre que els metabòlits de descomposició es difonen des del biofilm cap a la fase aquosa i l'aire, degradant així la matèria orgànica de les aigües residuals.

Esquema de l'article

● Principi del procés MBBR (procés penjat)

● Factors que influeixen en MBBR biofilmat

1. Propietats de superfície MBBR Bio Carrier

2. Concentració microbiana en suspensió

3. Activitat dels microorganismes en suspensió

● Factors que influeixen en el procés de biofilmat MBBR

1. Forces en el procés de penjar pel·lícules bioportadores

2. Efecte de la hidrofilicitat de la superfície del portador

3. Efecte de la temperatura sobre el comportament de la pel·lícula

4. Efecte de la superfície específica del portador MBBR i la rugositat superficial sobre el rendiment d'adhesió del biofilm.

Als medis MBBR, els contaminants orgànics, l'oxigen dissolt i diversos nutrients essencials s'han de difondre primer des de la fase líquida a la superfície del biofilm, i després a l'interior del biofilm, i només els contaminants difosos a la superfície o dins del biofilm poden ser descompost i transformat pels microorganismes dins del biofilm, i finalment formar diversos metabòlits. A més, en els medis MBBR, els microorganismes queden immobilitzats sobre el portador, aconseguint així la separació de SRT i HRT (temps de retenció hidràulica), que permet el creixement i la reproducció de microorganismes amb una taxa de proliferació lenta. Per tant, els mitjans MBBR són un ecosistema microbià estable i divers.

 

◆ Aquasust MBBR ProDiagrama de flux de cess

Principi del procés MBBR (procés de membrana penjant)

Segons Characklis, Liu et al. La formació de la pel·lícula microbiana sol passar per quatre etapes:MBBR modificació de la superfície del portador,fixació reversible, adhesió irreversible, i formació de biofilm.

La descripció específica és la següent: la pel·lícula microbiana penjada al suport MBBR es pot dividir en dues etapes:adsorció microbianaicreixement del segrest.

Després d'afegir el portador al cos d'aigua,el primerentra al període d'adsorció. Alguns dels microorganismes i materials filamentosos s'han unit a la superfície del portador, i la ubicació on s'uneixen més materials és sovint la part còncava del portador, que no es talla fàcilment pel flux d'aigua.En aquest moment, els microorganismes en suspensió creixen en grans quantitats i apareix una capa de fangs més evident.

Després de la fixació irreversible, els microorganismes obtenen un entorn de creixement relativament estable a la superfície del portador, i els microorganismes del fang adsorbits al portador aviat comencen a créixer en condicions de subministrament d'oxigen i substrat suficients.

Amb el creixement del temps de domesticació del cultiu, el biofilm que creixia a la superfície del portador també va créixer ràpidament, va cobrir gradualment tota la superfície del portador i va començar a espessir-se. Tanmateix, el creixement del biofilm no va ser uniforme, a les parts més destacades del portador, el biofilm era més prim, mentre que les parts còncaves van créixer colònies força pròsperes, la qual cosa va demostrar que la cisalla hidrodinàmica tenia una influència important en el creixement del biofilm. A mesura que s'uneixen més i més biofilms als portadors, la densitat aparent dels portadors disminueix gradualment i es fa més lleuger i més fàcil de fluidificar, mentre que els portadors de la zona decreixent tenen una taxa de disminució més lenta.

 

MBBR Media Biofilm després de 14 dies al tanc d'aireació

Factors que influeixen en MBBR biofilmat

Es relacionava ambla naturalesa de la superfície portadora(hidrofílicitat de la superfície del portador, càrrega superficial, composició química superficial i rugositat superficial),la naturalesa dels microorganismes(espècies de microorganismes, condicions de cultiu, activitat i concentració) ifactors ambientals(pH, força iònica, cisalla hidràulica, temperatura, condicions de nutrients i temps de contacte entre els microorganismes i el portador).

1. MBBR Superfície portadoraCE PRopertiES

La propietat de càrrega de la superfície del portador, la rugositat, la mida de les partícules i la concentració del portador afecten directament la fixació i la formació de biofilm a la seva superfície. En un entorn de creixement normal, els microorganismes tenen una càrrega negativa a la seva superfície. La rugositat de la superfície portadora facilita la fixació i la immobilització dels bacteris a la seva superfície.

① La superfície del portador augmenta l'àrea de contacte efectiva entre els bacteris i el portador en comparació amb una superfície llisa.

② Les parts rugoses de la superfície del portador, com ara forats i esquerdes, actuen com un escut per protegir els bacteris adherits de les forces de cisalla hidràulica.

Es va concloure que els portadors de mida de partícula petita són més fàcils de generar biofilms a causa de la seva baixa fricció mútua i la seva gran superfície específica en comparació amb els portadors de gran mida de partícula. A més, la concentració del portador també és important per al MBBR biofilmat.

Wagner va trobar que a una concentració de massa portadora molt baixa, fins i tot amb un gruix de biofilm de 295 μm, no es podia aconseguir una taxa d'eliminació estable en tractar aigües residuals refractàries amb un reactor d'elevació d'aire. Tanmateix, a una concentració de portador de 20-30 g/L, fins i tot si només el 20% dels portadors tinguessin biofilms de 75 μn de gruix, el reactor encara va poder aconseguir una taxa d'eliminació estable (98%) amb una càrrega de DQO de fins a 58 kg/(m3-d).

 

2. Concentració microbiana suspesa

En general, a mesura que augmenta la concentració de microorganismes en suspensió, augmenta la possibilitat de possible contacte entre els microorganismes i el portador. Els resultats de molts estudis han demostrat que hi ha una concentració crítica de microorganismes en suspensió durant la fixació microbiana; a mesura que augmenta la concentració microbiana, es millora el transport microbià mitjançant gradients de concentració.

Abans del valor crític, el transport i la difusió microbians des de la fase líquida a la superfície del portador és el pas de control; un cop superat aquest valor crític, la fixació microbiana i la immobilització a la superfície del portador està limitada per la superfície efectiva del portador i ja no depèn de la concentració de microorganismes en suspensió. No obstant això, després de l'equilibri d'unió i immobilització, la quantitat de microorganismes a la superfície del portador està determinada pels microorganismes i les propietats de la superfície del portador.

3. Activitat dels microorganismes en suspensió

L'activitat microbiana es descriu normalment per la taxa de creixement específica (μ) dels microorganismes, és a dir, la taxa de creixement i reproducció dels microorganismes per unitat de massa. Per tant, quan s'estudia l'efecte de l'activitat microbiana en les etapes inicials de formació del biofilm, és crucial controlar la taxa de creixement específica dels microorganismes en suspensió. Els resultats de l'estudi sobre la formació de biofilms heteròtrofs de Bryers et al. va demostrar que la quantitat i la velocitat inicial d'unió i fixació dels bacteris nitrificants a la superfície del portador eren proporcionals a l'activitat dels bacteris nitrificants en suspensió.

① Quan l'activitat biològica dels microorganismes en suspensió és alta, la seva capacitat de segregar polimorfs extracel·lulars és més gran.

② El nivell d'energia en què viuen els microorganismes està directament relacionat amb la seva taxa de creixement.

③ L'estructura superficial dels microorganismes varia segons la seva activitat.

④ Temps de contacte microbià amb el portador.

⑤ Temps de retenció hidràulica (HRT).

⑥ pH en fase líquida.

⑦ Força de tall hidrodinàmica.

Factors que influeixen en el procés de biofilmat MBBR

1. Forces en el procés MBBR Biofilmed

Contribueix directament a la interacció directa entre els microorganismes i la superfície del portador, i té un paper crucial en tot el procés de biofilmat MBBR.

2. Efecte de la hidrofilicitat de la superfície del portador

La superfície del portador GPUC conté grups hidròfils com ara -OH i grups amida, i la majoria dels microorganismes tenen una bona hidrofilicitat, i la superfície del portador i la superfície del microorganisme poden formar una estructura d'enllaç d'hidrogen; Mentrestant, l'energia lliure de la superfície del portador hidròfil és inferior a la de la superfície del portador hidrofòbic, i és més probable que els microorganismes de l'aigua s'apropin a la superfície del portador hidròfil per a l'adsorció i el creixement.

3. Efecte de la temperatura sobre MBBR biofilmat

El rang de temperatura adequat per als microorganismes aeròbics és de 10 a 35 graus. La temperatura de l'aigua té un impacte més gran en el creixement de bacteris nitrificants i la taxa de nitrificació. La temperatura de creixement adequada per a la majoria de bacteris nitrificants és de 25 ~ 30 graus, quan la temperatura és inferior a 25 graus o superior a 30 graus, el creixement dels bacteris nitrificants es ralenteix, per sota dels 10 graus el creixement dels bacteris nitrificants i la nitrificació es retarda significativament. .

La prova de biofilmat MBBR es va dur a terme a 10 graus, 20 graus i 35 graus, i també es va mesurar la quantitat de microorganismes units al farciment durant tot el procés de penjada de la pel·lícula. Els resultats van mostrar que: a 10 graus, el MBBR biofilmat va començar lentament, i va trigar 7d a tenir un biofilm òbvia, i el MBBR biofilmed va madurar després de 21d, i la quantitat màxima de biomassa adherida va ser de 2,1 g/L; a 35 graus, el medi MBBR va començar a biofilmar després de 4d, i el MBBR biofilmat va madurar. La quantitat màxima de biofilm adjunt va ser de 3,5 g / L després d'uns 19 d. A uns 20 graus, el biofilm va començar a formar-se després de 2 d, i la quantitat màxima de biofilm adherit va ser de 5, 7 g / L després d'uns 10 d. Es pot veure que l'efecte de la temperatura sobre la pel·lícula penjant no era molt evident, i el biofilm es podia formar a la superfície del farciment en 15-30 graus, i la pel·lícula penjant va començar més ràpidament.

La temperatura és un factor clau que afecta l'activitat biològica i la capacitat metabòlica, i la seva influència en el procés de reacció de nitrificació rau principalment en el patró de creixement i l'activitat biològica dels bacteris nitrificants.

La influència de la temperatura en l'activitat biològica es manifesta cominfluència en la velocitat de la reacció bioquímicaiinfluència en la velocitat de transferència d'oxigen.

 

Aquasust Biofilm MBBR Carrier Media al tanc d'aireació en dos mesos

4. Efecte de la superfície específica del portador MBBR i la rugositat superficial sobre el rendiment d'adhesió del biofilm

La gran superfície específica i la rugositat milloren la capacitat del portador per capturar microorganismes. Els portadors amb una gran rugositat superficial tenen una capacitat de redistribució més forta del flux d'aigua, de manera que el flux d'aigua al reactor té menys força de cisalla sobre el biofilm del portador i, alhora, proporciona un entorn intern favorable per a la barreja i el contacte entre els microorganismes i el substrat. , que afavoreix l'acumulació de biofilm a la superfície de l'embalatge. La superfície rugosa té una capa límit laminar més gruixuda que la superfície llisa, que pot proporcionar un bon entorn hidrodinàmic estàtic, evitant així l'efecte advers de la cisalla del flux d'aigua sobre el creixement dels microorganismes connectats.