O que é tratamento de águas residuais MBBR e como funciona? Explicação detalhada do processo MBBR

MBBR é o princípio básico do uso do método de biofilme. Ao adicionar uma certa quantidade de transportadores suspensos ao reator, a biomassa e as espécies biológicas no reator aumentam, melhorando assim a eficiência do tratamento do reator. Como a densidade do enchimento é próxima à da água, ele é completamente misturado com água durante a aeração, e o ambiente onde os microrganismos crescem é gasoso, líquido e sólido.

 

Este artigo examinará detalhadamente o processo MBBR, explicando como ele funciona e como se compara a outras técnicas.

 

 

1.Princípio do processo MBBR

 

O princípio do processo MBBR é aumentar a biomassa e as espécies biológicas no reator adicionando uma certa quantidade de transportadores suspensos ao reator, melhorando assim a eficiência de processamento do reator. Como a densidade do enchimento é próxima à da água, ele é completamente misturado com água durante a aeração, e o ambiente para o crescimento microbiano é composto por três fases gasosa, líquida e sólida. A colisão e o efeito de cisalhamento do transportador na água tornam as bolhas de ar menores e aumentam a taxa de utilização do oxigênio. Além disso, cada transportador tem diferentes espécies biológicas dentro e fora, com alguns anaeróbios ou bactérias facultativas crescendo dentro, e boas bactérias cultivadas fora, de modo que cada transportador é um microrreator, de modo que as reações de nitrificação e desnitrificação existam ao mesmo tempo. , Melhorando assim o efeito do tratamento.

 

O processo MBBR combina as vantagens do leito fluidizado tradicional e do método de oxidação por contato biológico. É um método novo e eficiente de tratamento de esgoto. Baseia-se na aeração no tanque de aeração e no efeito de elevação do fluxo de água para deixar o transportador em um estado fluidizado e, em seguida, formar uma suspensão. O crescimento do lodo ativado e os biofilmes anexados fazem com que o biofilme do leito móvel use todo o espaço do reator, aproveitar ao máximo as vantagens dos organismos em fase anexada e em fase suspensa, para que possam fazer uso de seus pontos fortes e evitar fraquezas para se complementarem. Diferentemente dos enchimentos anteriores, os enchimentos suspensos podem entrar em contato frequente e muitas vezes com o esgoto, por isso são chamados de “biofilmes móveis”.

 

2. As vantagens e desvantagens do MBBR

 

Comparado com o método de lodo ativado e o método de biofilme de carga fixa, o MBBR não só possui a alta eficiência e flexibilidade operacional do método de lodo ativado, mas também possui as características de resistência à carga de impacto, longa idade do lodo e menos lodo residual no método tradicional. método de biofilme.

 

Vantagens:

 

(1) Características da embalagem

 

As cargas são em sua maioria feitas de polietileno, polipropileno e seus materiais modificados, espuma de poliuretano, etc. A gravidade específica é próxima à da água, principalmente cilíndrica e esférica. É fácil pendurar o filme, não aglomera, não bloqueia e é fácil de descascar.

 

(2) Boa capacidade de desnitrificação

 

Um ambiente aeróbico, anóxico e anaeróbico é formado na embalagem, e reações de nitrificação e desnitrificação podem ocorrer em um reator, o que tem um bom efeito na remoção do nitrogênio amoniacal.

 

(3) Bom efeito de remoção de matéria orgânica

 

A concentração de lodo no reator é relativamente alta, e a concentração geral de lodo é 5-10 vezes maior que a do método de lodo ativado comum, que pode chegar a 30-40g/L. Melhore a eficiência do tratamento orgânico e forte resistência à carga de impacto.

 

(4) Fácil de manter e gerenciar

 

Não há necessidade de instalação de suportes de enchimento no tanque de aeração, o que facilita a manutenção do enchimento e do dispositivo de aeração no fundo do tanque, além de economizar investimento e espaço ao mesmo tempo.

 

Desvantagens

 

(1) O enchimento no reator está em estado fluidizado pelo efeito de elevação da aeração e do fluxo de água. Na engenharia real, o fenômeno de acúmulo local de enchimento é propenso a ocorrer. Para evitar o acúmulo de empacotamento, é necessário melhorar a disposição da tubulação de aeração e a estrutura do reator. A estrutura do reator determina em grande parte as suas características hidráulicas. Na engenharia real, quando a proporção de aspecto de um único reator é de cerca de 0,5 e o comprimento não é superior a 3 m, é benéfico que o enchimento se mova completamente. No projeto de engenharia real, um grande número de experimentos deve ser conduzido para otimizar a estrutura e as características hidráulicas do reator, reduzir o consumo de energia e melhorar ainda mais os benefícios econômicos do MBBR.

 

(2) O efluente do reator é frequentemente equipado com grades ou grades para evitar a perda de cargas, mas é fácil causar bloqueio. No projeto real, grades móveis podem ser configuradas para limpeza manual regular ou um dispositivo de retorno de ar pode ser configurado para evitar entupimentos.

 

 

1. Adesão do biofilme

 

Capacidade de adesão do biofilme – o indicador mais importante para avaliar a qualidade do enchimento. Quantidade de bio-fixação=área de superfície protegida (relacionada ao projeto e estado operacional da carga) × quantidade de fixação biológica por unidade de área de superfície (relacionada ao desempenho da carga)

 

2. Desempenho da embalagem

 

Desempenho da carga - o índice mais importante para avaliar a adesão biológica da carga

 

(1) Desempenho da superfície de enchimento

 

1. Estrutura da superfície: Geralmente considera-se que a rugosidade da superfície é grande e a velocidade de suspensão do filme é rápida.

 

2. Potencial de superfície: Geralmente, os microrganismos são carregados negativamente e a superfície do enchimento é carregada positivamente, o que é adequado para o crescimento de microrganismos.

 

3. Hidrofilicidade: Os micróbios são partículas hidrofílicas e o enchimento tem boa hidrofilicidade e é adequado para crescimento e filmagem microbiana.

 

(2) Desempenho hidráulico

 

1. Porosidade: Volume ocupado pela carga, a porosidade é alta.

 

2. Forma e tamanho: Afetam o estado de fluxo do fluxo de água e do fluxo de ar.

 

(3) Desempenho de fluidização

 

Está relacionado à densidade do enchimento. A densidade do enchimento deve ser 0.97-1.03, e a fluidização pode ser alcançada com menos aeração ou agitação.

 

3. Identificação da maturidade do filme suspenso

 

 

(1) Julgamento visual:

 

O biofilme é distribuído uniformemente na superfície do transportador, e quanto mais próximo estiver da superfície do transportador, mais denso ele será, caso contrário, mais solto será. Ao mesmo tempo, a cor do suporte torna-se mais escura, o que indica que o filme transportador entrou na fase madura.

 

(2) Julgamento por microscopia:

 

O biofilme possui estrutura densa e diversas espécies microbianas. O número de ciliados sésseis, campânulas e cladworms é a maioria. O aparecimento de um pequeno número de rotíferos e ciliados nadadores significa a maturidade dos biofilmes.

 

2. A fase de cultivo do biofilme

 

O chamado cultivo de biofilme consiste em produzir e acumular uma certa quantidade de microrganismos no sistema de tratamento através de determinados meios, de modo que o biofilme no enchimento atinja uma certa espessura, e seus métodos de cultivo incluem principalmente cultivo estático e cultivo dinâmico.

 

*Cultivo estático

 

A chamada cultura estática é: para evitar que novos microrganismos fujam com a água, proporcionar ao máximo o tempo de contato entre os microrganismos e a camada de enchimento, para acelerar a formação de biofilmes, no estágio inicial, a fim de evitar a nutrição única de águas residuais, então proporção C:N:P=100:5:1 de adição de substratos nutrientes como uréia, diamina e açúcar. Primeiro, inocule o lodo (10% do volume bioquímico efetivo) e bombeie as águas residuais no tanque bioquímico e, em seguida, inicie a cultura de aeração. O volume de empilhamento do enchimento no tanque bioquímico é 35%-40% do volume efetivo do tanque de reação. Deixe repousar por 4-5h sem aeração para inocular microrganismos imobilizados no enchimento, depois areje por 1h, depois deixe repousar por 2h, areje por 1h e repita a operação. Após 4-5 dias, a superfície do preenchimento estará toda coberta com biofilme. Pequenos fluxos contínuos de água começaram a partir de 6 dias.

 

*Treinamento dinâmico

 

Após 6 dias de cultura chata, uma fina camada de biofilme marrom-amarelado cresceu na superfície do enchimento, então ele é alterado para fluxo contínuo de água, cultivo dinâmico, ajuste a quantidade de água e controle o oxigênio dissolvido entre 2 ~ 4mg/L (use o medidor de oxigênio dissolvido mede o oxigênio dissolvido). Após cerca de 15 dias, havia algumas amebas e insetos errantes no enchimento (observados com um microscópio biológico), e o enchimento parecia pegajoso e escorregadio quando tocado com a mão. Após 20 dias, apareceram protozoários como flagelados, campânulas e bactérias livres de paramécios. Após 20 dias de cultivo, apareceram metazoários como rotíferos e nematóides, o que indicava o crescimento de biofilmes. Pode iniciar operação industrial contínua

 

3.A fase de domesticação do biofilme

 

O objetivo da domesticação é selecionar microrganismos que se adaptem à real qualidade da água, eliminar microrganismos inúteis e fazer com que bactérias nitrificantes, bactérias desnitrificantes e bactérias acumuladoras de fósforo se tornem a flora dominante através da domesticação para processos de tratamento que têm a função de desnitrificação e remoção de fósforo . O método específico é manter primeiro a operação normal do processo e, em seguida, controlar rigorosamente os parâmetros de controle do processo. O DO médio deve ser controlado entre 2~3mg/l, e o tempo de aeração do tanque aeróbico não deve ser inferior a 5 horas. Durante este processo, faça-o todos os dias Para a determinação de vários indicadores de qualidade da água e parâmetros de controle, quando a espessura média do biofilme for de cerca de 0.2-0,5 mm, o cultivo do biofilme será bem-sucedido, até que o efluente BOD5, SS, CODCr e outros indicadores atendam aos requisitos do projeto

 

 

1. Quanto tempo leva para o filme de enchimento travar durante a depuração em baixa temperatura no inverno?

 

Em um mês, pode atingir bem o padrão. Se o filme estiver pendurado, na verdade é um processo. Dividimos o filme em dois ângulos. A primeira é que nossos olhos nus podem ver o biofilme óbvio no preenchimento. Este tempo levará sete dias; a segunda é que o padrão está à altura do padrão. Tempo, desta vez é provavelmente dentro de um mês no inverno; o terceiro é o momento em que o biofilme está totalmente maduro, este será mais longo, pois do ponto de vista profissional, a maturidade total do biofilme requer pelo menos uma alternância de inverno e verão. A colônia nele pode finalmente alcançar a estabilidade. Resumindo, embora do ponto de vista académico, a nossa estabilidade é provavelmente depois de um inverno e de um verão. Do ponto de vista do nosso efeito, a água pode atingir o padrão em 30 dias, e do ponto de vista a olho nu, cerca de sete dias.

 

2. O processo MBBR precisa adicionar agentes biológicos adicionais?

 

No sentido estrito, o MBBR não requer a adição de agentes bacterianos, por isso pode ser enriquecido naturalmente através de parâmetros de otimização razoáveis, como nossas bactérias nitrificantes ou bactérias desnitrificantes, devido às suas condições biológicas de membrana que favorecem a fixação de bactérias relacionadas, como anamônia. Sob certas condições, é propício à fixação da nossa bactéria anamônia. Então, sob condições especiais de água, por exemplo, há alguma qualidade de água ou qualidade de água difícil de degradar. A fonte é relativamente única e existem alguns inoculantes obrigatórios que têm efeitos especiais. Desta forma, os inoculantes podem ser adicionados como a inoculação inicial, não sendo necessárias adições subsequentes. Resumindo, não é necessário nas condições de esgoto doméstico e, em algumas condições específicas de águas residuais, pode ser utilizado como uma proposta de investigação para fazer pesquisas relacionadas.

 

3. O MBBR precisa de desnitrificação e lavagem?

 

A maior vantagem do MBBR é que, comparado aos biofilmes tradicionais, ele não necessita de retrolavagem, pois seus biofilmes são automaticamente eliminados. A partir de nossa pesquisa, descobrimos que quando seus biofilmes são mais ativos, suas células Haverá mais secreções do polímero externo e sua viscosidade será forte. Então, quando envelhece, as secreções extracelulares diminuem e sua viscosidade enfraquece, ele cairá automaticamente durante o processo de fluidização, e então um novo biofilme crescerá, por isso não precisa ser lavado.

 

4. Qual é o núcleo do MBBR?

 

O núcleo do MBBR é dois, um é enchimento e o outro é fluidização. O enchimento é usado como transportador. Não há pesquisas unificadas que mostrem quanta influência seu desempenho tem, mas seu formato terá impacto na fluidização. Portanto, as cargas mais utilizadas são as cargas cilíndricas planas no país e no exterior, por isso a pesquisa sobre cargas tem continuado. Você pode tentar ver quais preenchimentos diferentes têm o melhor efeito. Mas do ponto de vista da engenharia, as dimensões a serem avaliadas são desempenho, velocidade de filmagem, efeito de estabilização final, vida útil, resistência ao desgaste, etc., portanto, a partir de agora, o núcleo do transportador suspenso ainda é a fluidização.

 

5. Qual é a taxa de preenchimento do sistema MBBR?

 

A taxa limite de enchimento verificada até o momento é de 67%, a maior zona aeróbica que pode ser alcançada no projeto é de 60% e a zona hipóxica é de 50%.

 

6. O preenchimento do MBBR precisa ser modificado?

 

Acho que os preenchimentos não precisam ser modificados. Os enchimentos existentes não são problema. Sprun provou através de muitas práticas de engenharia que os enchimentos ainda podem alcançar bons resultados. Aos meus olhos, a modificação do preenchimento ainda é uma categoria de pesquisa. Ainda não na categoria de engenharia.

 

7. O MBBR ainda pode funcionar quando a temperatura da água é de 3 graus?

 

Os casos praticados atualmente são em Xinjiang, onde a temperatura da água em torno de 7 a 8 graus Celsius consegue operar de forma estável. A temperatura da água de 3 graus não foi encontrada na China, mas entende-se que a água de entrada da Estação de Tratamento de Águas Residuais Norueguesa Nordheim (que serve as Olimpíadas de Inverno) no exterior é água derretida de gelo e neve, e a temperatura da água é de 3 graus . Após a prática, ele pode atender de forma estável ao padrão.

 

8. O enchimento estará sujeito à expansão de lodo?

 

A principal razão para a formação de volume de lodo são as bactérias filamentosas, portanto, relatórios estrangeiros mostram que os enchimentos ajudam a enfraquecer o volume de lodo porque podem quebrar as bactérias filamentosas "longas" no sistema de lodo. É um floco de lodo normal, e o tamanho do floco de lodo é muito menor que o tamanho do enchimento, não quebrará o lodo, portanto, a partir de pesquisas estrangeiras, o MBBR é benéfico para melhorar a propriedade de sedimentação de lodo e de nossa engenharia Na prática, não foi constatado que o sistema que utiliza MBBR tenha características óbvias de volume de lodo

 

 

*MBBRé um reator de biofilme de leito móvel, que usa um meio de filme plástico flutuante para fazer com que os microrganismos adiram e cresçam. O meio do filme plástico precisa permanecer suspenso, portanto o material precisa ter densidade próxima à da água, e aeração contínua para fazer um bom contato entre os poluentes e o biofilme aderido, de modo a remover efetivamente a DBO.

 

Recursos do MBBR:

 

1. Construção simples e operação conveniente.

 

2. A eficiência de remoção da matéria orgânica é alta e o efeito da remoção de nitrogênio e fósforo é bom.

 

3. Não é fácil de ser bloqueado e não precisa ser lavado regularmente.

 

4. É necessário um processo de precipitação após o tratamento.

 

*MBRsignifica biorreator de membrana, que é um processo que combina tecnologia de membrana de separação com lodo ativado. A maioria dos biorreatores de membrana está imersa em esgoto, e a matéria orgânica do esgoto é tratada pelos microrganismos que crescem na superfície da membrana.

 

Recursos do MBR:

 

1. Ele pode operar sob carga de alto volume e baixa carga de lodo, e a produção de lodo restante é baixa (teoricamente, descarga zero de lodo pode ser alcançada), o que reduz o custo do tratamento de lodo.

 

2. Alta concentração de MLSS pode ser mantida no reator e a carga de volume do dispositivo de processamento é alta, reduzindo assim o espaço físico.

 

3. A alta biomassa microbiana requer aeração suficiente, portanto o consumo de energia operacional também é maior.

 

4. É fácil causar incrustações na membrana, o que requer limpeza regular da membrana ou retrolavagem.

 

*FBRreator de biofilme de leito fixo, seu princípio de funcionamento é semelhante ao MBBR, a diferença é que o biofilme é fixado ao bloco fixo de material sólido. A aeração sob o bloco de material sólido fornece o oxigênio necessário para o crescimento do biofilme e controla a limpeza do bloco de filme.

 

1. Pode se adaptar a águas residuais com grandes mudanças no volume de água influente e no conteúdo orgânico.

 

2. É mais conveniente de operar que o MBBR e tem menor consumo de energia (devido à aeração direta na parte inferior).