1. Τι είναι το MBBR και το MBBR Full Form
2. Σχεδιασμός διαδικασίας MBBR
2.1 Εισαγωγή φορέα βιοφίλμ
2.2 Απομάκρυνση ανθρακούχων ουσιών
2.3 Σχεδιασμός MBBR υψηλού φορτίου
2.4 Σχεδιασμός συμβατικού φορτίου MBBR
2.5 Σχεδιασμός MBBR χαμηλού φορτίου
2.6 Νιτροποίηση τεχνολογίας MBBR
2.7 Απονιτροποίηση Δεξαμενής MBBR
2.7.1 Αντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης με προαπονιτροποίηση
2.7.2 Αντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης με μετα-απονιτροποίηση
2.7.3 Συνδυασμένος αντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης πριν/μετά την απονιτροποίηση
2.7.4 Ανάδευση της απονιτροποίησης
2.8 Προεπεξεργασία
2.9Διαχωρισμός στερεού-υγρού MBBR
2.10 Παρατηρήσεις κατά το σχεδιασμό του MBBR
2.10.1 MBBR Ταχύτητα ροής διαδρομής (οριζόντια ροή)
2.10.2 Προβλήματα MBBR Tank Foam
2.10.3 Χώρος μεταφοράς και προσωρινή αποθήκευση
1.Τι είναι το MBBR και το MBBR Full Form
Τα τελευταία 20 χρόνια, το Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) έχει εξελιχθεί σε μια απλή, στιβαρή, ευέλικτη και συμπαγή διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων. Διαφορετικές διαμορφώσεις του MBBR έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την αφαίρεση BOD, την οξείδωση αμμωνίας και την αφαίρεση αζώτου και μπορούν να πληρούν διαφορετικά κριτήρια ποιότητας εκροών, συμπεριλαμβανομένων των αυστηρών περιορισμών σε θρεπτικά συστατικά.
Ο αντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης χρησιμοποιεί ειδικά σχεδιασμένο πλαστικό ως φορέα βιοφίλμ και μέσω ανάδευσης αερισμού, υγρό
Ο φορέας μπορεί να αιωρηθεί στον αντιδραστήρα με αναρροή ή μηχανική ανάμιξη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο φορέας γεμίζει μεταξύ 1/3 και 2/3 του αντιδραστήρα. Η ευελιξία του MBBR επιτρέπει στον σχεδιαστή μηχανικό να χρησιμοποιήσει τη φαντασία του στο έπακρο. Η κύρια διαφορά μεταξύ του MBBR και άλλων αντιδραστήρων βιοφίλμ είναι ότι συνδυάζει πολλά από τα πλεονεκτήματα των μεθόδων ενεργοποιημένης ιλύος και βιοφίλμ, ενώ αποφεύγει όσο το δυνατόν περισσότερα από τα μειονεκτήματά τους.
1) Όπως και άλλοι βυθισμένοι αντιδραστήρες βιοφίλμ, το MBBR είναι ικανό να σχηματίζει εξαιρετικά εξειδικευμένα ενεργά βιοφίλμ που μπορούν να προσαρμοστούν στις συγκεκριμένες συνθήκες εντός του αντιδραστήρα. Το εξαιρετικά εξειδικευμένο ενεργό βιοφίλμ έχει ως αποτέλεσμα υψηλή απόδοση ανά μονάδα όγκου του αντιδραστήρα και αυξάνει τη σταθερότητα της διαδικασίας, μειώνοντας έτσι το μέγεθος του αντιδραστήρα.
2) Η ευελιξία και η ροή διεργασίας του MBBR είναι πολύ παρόμοια με αυτή της ενεργοποιημένης λάσπης, επιτρέποντας σε πολλαπλούς αντιδραστήρες να διατάσσονται διαδοχικά κατά μήκος της κατεύθυνσης ροής για την επίτευξη πολλαπλών στόχων επεξεργασίας (π.χ. αφαίρεση BOD, νιτροποίηση, προ- ή μετά την απονιτροποίηση) χωρίς ανάγκη για ενδιάμεση αντλία.
3) Το μεγαλύτερο μέρος της ενεργού βιομάζας διατηρείται επίμονα στον αντιδραστήρα, έτσι σε αντίθεση με τη διαδικασία ενεργοποιημένης λάσπης, MBBR Η συγκέντρωση στερεών στα εκροή MBBR είναι τουλάχιστον τόσο υψηλή όσο η συγκέντρωση στερεών στον αντιδραστήρα. Το MBBR είναι μια τάξη μεγέθους χαμηλότερο από την παραδοσιακή δεξαμενή καθίζησης, επομένως, εκτός από την παραδοσιακή δεξαμενή καθίζησης, το MBBR μπορεί να χρησιμοποιήσει μια ποικιλία διαφορετικών διαδικασιών διαχωρισμού στερεού-υγρού.
4) Το MBBR είναι ευέλικτο και ο αντιδραστήρας μπορεί να έχει διαφορετικές γεωμετρίες. Για έργα μετασκευής, το MBBR είναι κατάλληλο για τη μετασκευή υπαρχουσών λιμνών.
2. Σχεδιασμός Διαδικασίας MBBR
Ο σχεδιασμός του MBBR βασίζεται στην ιδέα ότι πολλαπλά MBBR σχηματίζουν μια σειρά, το καθένα με μια συγκεκριμένη λειτουργία, και ότι αυτά τα MBBR συνεργάζονται για να ολοκληρώσουν το έργο της επεξεργασίας λυμάτων. Αυτή η κατανόηση είναι κατάλληλη γιατί κάτω από τις μοναδικές συνθήκες που παρέχονται (π.χ. διαθέσιμοι δότες ηλεκτρονίων και δέκτες ηλεκτρονίων), κάθε αντιδραστήρας είναι ικανός να καλλιεργήσει ένα εξειδικευμένο βιοφίλμ ικανό να χρησιμοποιηθεί για την επίτευξη μιας συγκεκριμένης εργασίας επεξεργασίας. Αυτή η αρθρωτή προσέγγιση μπορεί να θεωρηθεί ως ένας απλός και απλός σχεδιασμός που αποτελείται από μια ακολουθία πολλαπλών πλήρως μικτών αντιδραστήρων, ο καθένας με έναν μοναδικό σκοπό επεξεργασίας. Αντίθετα, ο σχεδιασμός των συστημάτων ενεργού ιλύος είναι πολύ περίπλοκος: δεδομένου ότι συμβαίνουν πάντα ανταγωνιστικές αντιδράσεις, «προκειμένου να επιτευχθεί ο επιθυμητός στόχος επεξεργασίας εντός του χρόνου παραμονής που περιορίζεται από κάθε τμήμα της δεξαμενής (ζώνες αερισμού και μη αερισμού), Ο συνολικός χρόνος παραμονής βιοστερεών (SRT) πρέπει να διατηρείται σε κατάλληλο επίπεδο, έτσι ώστε τα βακτήρια να μπορούν να αναμειχθούν (σε σχέση με τους ρυθμούς ανάπτυξης βακτηρίων και τις ιδιότητες του ακατέργαστου νερού) και να αναπτυχθούν μαζί.
Είναι η απλότητα του MBBR που μας επιτρέπει να κατανοήσουμε καλά το βιοφίλμ στο MBBR στην πράξη μέσω των παρατηρήσεων ερευνητών, μηχανικών και χειριστών μονάδας επεξεργασίας λυμάτων. Η πλειοψηφία αυτού του άρθρου παρουσιάζει παραδείγματα παρατηρήσεων MBBR, καταδεικνύοντας έτσι εκείνα που είναι κρίσιμα στοιχεία και παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη στο σχεδιασμό και τη λειτουργία του MBBR.
2.1 Εισαγωγή Φορέα Βιοφίλμ
Το κλειδί για την επιτυχία οποιουδήποτε αντιδραστήρα βιοφίλμ είναι η διατήρηση ενός υψηλού ποσοστού βιοενεργού όγκου εντός του αντιδραστήρα. Εάν η συγκέντρωση βιομάζας σε φορείς MBBR μετατρέπεται σε συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών, οι τιμές είναι γενικά γύρω στα 1000 έως 5000 mg/l. Όσον αφορά τον όγκο μονάδας, ο ρυθμός απομάκρυνσης του MBBR είναι πολύ υψηλότερος από αυτόν των συστημάτων ενεργοποιημένης λάσπης. Αυτό μπορεί να αποδοθεί στα ακόλουθα.
1) Η διατμητική δύναμη που εφαρμόζεται στον φορέα από την ενέργεια ανάμιξης (π.χ. αερισμός) ελέγχει αποτελεσματικά το πάχος του βιοφίλμ στον φορέα, διατηρώντας έτσι μια υψηλή συνολική βιολογική δραστηριότητα.
2) Η ικανότητα διατήρησης υψηλού επιπέδου αποκλειστικής βιομάζας υπό συγκεκριμένες συνθήκες εντός κάθε αντιδραστήρα, ανεξάρτητα από το συνολικό HRT του συστήματος.
3) Η κατάσταση τυρβώδους ροής στον αντιδραστήρα διατηρεί τον απαιτούμενο ρυθμό διάχυσης.
Οι αντιδραστήρες κινητής κλίνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αφαίρεση BOD, νιτροποίηση και απονιτροποίηση και έτσι μπορούν να συνδυαστούν σε διαφορετικές διεργασίες. Ο πίνακας 1-1 συνοψίζει τις διάφορες διαδικασίες του MBBR. Ο προσδιορισμός της πιο αποτελεσματικής διαδικασίας σχετίζεται με τους ακόλουθους παράγοντες.
1) Τοπικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης της διάταξης και της υδραυλικής διατομής (υψόμετρο) της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων.
2) Υφιστάμενες διαδικασίες επεξεργασίας και δυνατότητα τροποποίησης υφιστάμενων εγκαταστάσεων και λιμνών.
3) Στόχος η ποιότητα του νερού.
Πίνακας 1-1 Σύνοψη διαδικασίας MBBR
| Σκοπός επεξεργασίας | Διαδικασία |
|
Μονό MBBR Υψηλού φορτίου MBBR τοποθετημένο πριν από τη διαδικασία ενεργού λάσπης |
|
| Αζωτοποίηση |
Μονό MBBR Σετ MBBR μετά από δευτερογενή επεξεργασία IFAS |
| Απονιτροποίηση απονιτροποίηση |
MBBR μόνο και μετά την απονιτροποίηση, MBBR μόνο και μετά την απονιτροποίηση, MBBR μόνο και πριν και μετά την απονιτροποίηση, Post-MBBR για απονιτροποίηση των λυμάτων νιτροποίησης. |
For moving bed reactors, the effective net biofilm area is the key design parameter, and the load and reaction rate can be expressed as a function of the carrier surface area, so the carrier surface area becomes a common and convenient parameter to express the performance of MBBR. the load of MBBR is often expressed as the carrier surface area removal rate (SAAR) or the carrier surface area loading (SALR). When the concentration of the host substrate is low (e.g., S>>K), the substrate removal rate of MBBR is zero-level response. When the main substrate concentration is low (e.g. S>>K), ο ρυθμός αφαίρεσης υποστρώματος του MBBR είναι αντίδραση πρώτης τάξης. Υπό ελεγχόμενες συνθήκες, ο ρυθμός αφαίρεσης της επιφάνειας φορέα (SAAR) μπορεί να εκφραστεί ως συνάρτηση της φόρτισης της επιφάνειας φορέα (SALR), όπως φαίνεται στην Εξίσωση (1-1).
r =rμέγ-[L/(K+L)] (1-1)
r - ρυθμός αφαίρεσης (g/(m2 -d));
rμέγ- μέγιστο ποσοστό αφαίρεσης (g/(m2 -d)).
L - ρυθμός φόρτωσης (g/(m2 -d)).
K - σταθερά μισού κορεσμού.
2.2 Απομάκρυνση ανθρακούχων ουσιών
Η επιφανειακή φόρτιση (SALR) του φορέα που απαιτείται για την απομάκρυνση του άνθρακα εξαρτάται από τον πιο σημαντικό σκοπό επεξεργασίας του και από τις μεθόδους διαχωρισμού νερού της λάσπης.
Ο πίνακας 1-2 δίνει τα εύρη φόρτωσης BOD που χρησιμοποιούνται συνήθως για διαφορετικούς σκοπούς εφαρμογής. Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται χαμηλότερες τιμές φόρτισης όταν η νιτροποίηση είναι κατάντη. Υψηλά φορτία θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο όταν εξετάζεται μόνο η αφαίρεση ανθρακούχου. Η εμπειρία δείχνει ότι για την αφαίρεση ανθρακούχου, το διαλυμένο οξυγόνο στην κύρια υγρή φάση των 2-3 mg/L είναι αρκετό και η περαιτέρω αύξηση της συγκέντρωσης του διαλυμένου οξυγόνου δεν έχει νόημα για τη βελτίωση του ρυθμού αφαίρεσης της επιφάνειας φορέα (SARR).
Πίνακας 1-2 Τυπικές τιμές φόρτωσης BOD
| Σκοπός Εφαρμογής |
BOD ανά μονάδα επιφάνειας φορέα συναντά (SALR) (g/m2.d) |
| Υψηλό φορτίο (75%-80% Αφαίρεση BOD ) | 20 |
| Υψηλό φορτίο (80%-90% Αφαίρεση BOD ) | 5-15 |
| Χαμηλό φορτίο (πριν από τη νιτροποίηση) | 5 |
2.3 Σχεδιασμός Υψηλού Φορτίου MBBR
Για να πληροίτε τα βασικά πρότυπα δευτερογενούς επεξεργασίας αλλά χρειάζεστε ένα συμπαγές σύστημα υψηλού φορτίου, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αντιδραστήρα κινούμενης κλίνης
Όταν το MBBR λειτουργεί με υψηλό φορτίο, η τιμή φόρτισης επιφάνειας φορέα (SALR) είναι υψηλή. Όταν το MBBR λειτουργεί με υψηλό φορτίο, η τιμή φόρτωσης επιφάνειας φορέα (SALR) είναι υψηλή και ο κύριος στόχος είναι να αφαιρεθεί το διαλυμένο και εύκολα αποικοδομήσιμο BOD από το εισερχόμενο νερό. σε υψηλό φορτίο, το υπόστεγο βιοφίλμ χάνει την ιδιότητα καθίζησης του, επομένως η χημική πήξη, η επίπλευση αέρα ή η διαδικασία επαφής στερεών χρησιμοποιείται συχνά για την απομάκρυνση των αιωρούμενων στερεών από την εκροή υψηλού φορτίου MBBR. Ωστόσο, γενικά, αυτή η διαδικασία είναι μια απλή διαδικασία που μπορεί να πληροί τα βασικά πρότυπα για δευτερογενή θεραπεία με μια σύντομη HRT. Τα αποτελέσματα της μελέτης MBBR υψηλής φόρτωσης παρουσιάζονται στο Σχήμα 1-3. Το σχήμα 1-3(α) δείχνει ότι το MBBR είναι πολύ αποτελεσματικό στην αφαίρεση COD και είναι ουσιαστικά γραμμικό σε ένα ευρύ φάσμα φορτίων. Το σχήμα 1- 3 (β) δείχνει ότι η καθίζηση των λυμάτων MBBR είναι πολύ κακή, ακόμη και σε πολύ χαμηλούς ρυθμούς υπερχείλισης της επιφάνειας, υποδηλώνοντας ότι χρειάζεται πράγματι μια βελτιωμένη στρατηγική δέσμευσης στερεών. Η διαδικασία επαφής MBBR/στερεών χρησιμοποιήθηκε στο εργοστάσιο επεξεργασίας λυμάτων Mao Point στη Νέα Ζηλανδία. Το Σχήμα 1-4 δείχνει τη σχέση μεταξύ της απομάκρυνσης του διαλυμένου BOD και της συνολικής εισερχόμενης φόρτισης BOD σε αυτή τη μονάδα. Το σχήμα 1-4 δείχνει ότι οι τυπικές τιμές αφαίρεσης BOD για MBBR υψηλής φόρτισης είναι 70% έως 75%. Η βιοκλοκίδωση και η περαιτέρω επεξεργασία με τη διαδικασία επαφής στερεών επιτρέπει στη διαδικασία να πληροί τα βασικά πρότυπα για δευτερογενή επεξεργασία.
● Εικόνα 1-3
(α) Ρυθμός αφαίρεσης COD σε υψηλό φορτίο.
(β) Κακή καθίζηση του αποκολλημένου βιοφίλμ υπό υψηλό φορτίο
● Σχήμα 1-4 Σχέση μεταξύ του ρυθμού αφαίρεσης διαλυμένου BOD και του συνολικού φορτίου BOD σε υψηλό φορτίο MBBR
2.4 Σχεδιασμός συμβατικού φορτίου MBBR
Όταν εξετάζεται η συμβατική συμβατική διαδικασία δευτερογενούς επεξεργασίας, μπορεί να επιλεγεί ένας αντιδραστήρας κινούμενης κλίνης. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα διαδοχικό 2 MBBR στη σειρά μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις θεραπείας (επίπεδο δευτερεύουσας επεξεργασίας).
Ο Πίνακας 1- 4 συνοψίζει την αφαίρεση του BOD7 στα τέσσερα WWTP. Και οι τέσσερις WWTP χρησιμοποιούσαν συμβατικά φορτωμένο MBBR με οργανικό φορτίο MBBR 7-10 gBOD7 /( m2 -d) (στις 10 μοίρες). Πριν από το MBBR, εφαρμόστηκαν χημικές ουσίες για κροκίδωση και αφαίρεση φωσφόρου, ενώ εφαρμόστηκε επίσης ενισχυμένος διαχωρισμός της αιωρούμενης ύλης.
2.5 Σχεδιασμός χαμηλού φορτίου MBBR
Όταν το MBBR τοποθετείται πριν από τον αντιδραστήρα νιτροποίησης, η πιο οικονομική επιλογή σχεδιασμού είναι να εξετάσετε τη χρήση του MBBR για οργανική αφαίρεση. Αυτό επιτρέπει στον αντιδραστήρα κινούμενης κλίνης νιτροποίησης κατάντη του MBBR να επιτύχει υψηλό ρυθμό νιτροποίησης. Εάν το φορτίο BOD του MBBR νιτροποίησης δεν μειωθεί επαρκώς, ο ρυθμός νιτροποίησης θα μειωθεί σημαντικά, αφήνοντας έτσι τον αντιδραστήρα σε αναποτελεσματική κατάσταση.
Το σχήμα {{0}} (α) δείχνει την επίδραση της αύξησης του φορτίου BOD στον ρυθμό νιτροποίησης του φορέα. Αυτό είναι ένα παράδειγμα υψηλού φορτίου BOD που οδηγεί σε υπερβολικό φορτίο νιτροποίησης στο επόμενο τμήμα όταν αφαιρείται οργανική ύλη στο μπροστινό τμήμα. Σε αυτό το παράδειγμα, ο ρυθμός νιτροποίησης ήταν 0,8 g/(m2 -d). Όταν το φορτίο BOD ήταν 2 g/(m2 -d) και το διαλυμένο οξυγόνο στο κύριο υγρό ήταν 6 mg/L. Ωστόσο, όταν το φορτίο BOD αυξήθηκε σε 3 g/(m2 -d), ο ρυθμός νιτροποίησης ήταν 0,8 g/(m2 -d). Ωστόσο, όταν το φορτίο BOD αυξήθηκε σε 3 g/(m2 -d), ο ρυθμός νιτροποίησης μειώθηκε κατά περίπου 50%. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, ο χειριστής μπορεί να αυξήσει τη συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου στην κύρια υγρή φάση ή να αυξήσει την αναλογία πλήρωσης για να μειώσει τον ρυθμό επιφανειακής φόρτισης. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι μια τέτοια προσέγγιση δεν πρέπει να χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό λόγω έλλειψης οικονομίας και αποτελεσματικότητας. Περαιτέρω, κατά το σχεδιασμό ενός MBBR για αφαίρεση BOD, θα πρέπει να ακολουθηθεί μια συντηρητική προσέγγιση, επιλέγοντας χαμηλό ρυθμό φόρτωσης για το μέγεθος, προκειμένου να επιτευχθεί μέγιστη απόδοση στο MBBR κατάντη νιτροποίησης.
Το σχήμα 1-6(β) δείχνει τους ρυθμούς νιτροποίησης των τριών αερόβιων MBBR της ακολουθίας. Στο Σχήμα 6(b), ο φορέας μέσα σε κάθε MBBR αφαιρέθηκε για μια μικρή δοκιμή του ρυθμού νιτροποίησης. Οι υποδοκιμές διήρκεσαν 6 εβδομάδες και πραγματοποιήθηκαν δύο φορές. Σε κάθε υποδοκιμή, οι συνθήκες των τριών υποδοκιμών αντιδραστήρων ήταν σχεδόν ίδιες (π.χ. διαλυμένο οξυγόνο, θερμοκρασία, pH και αρχική συγκέντρωση αζώτου αμμωνίας). Τα αποτελέσματα των δοκιμών έδειξαν ότι ο πρώτος αντιδραστήρας είχε το υψηλότερο διαλυμένο φορτίο COD (5,6 g/(m2 -d)) και σχεδόν κανένα αποτέλεσμα νιτροποίησης, αλλά ήταν πολύ επιτυχημένο στην αφαίρεση του φορτίου COD. Αυτό αποδεικνύεται από τις ακόλουθες δύο πτυχές.
(1) Ο ρυθμός νιτροποίησης του αντιδραστήρα δεύτερου σταδίου είναι υψηλός και πλησιάζει σε αυτόν του τρίτου σταδίου.
(2) Οι φορτίσεις διαλυμένου COD του δεύτερου και του τρίτου σταδίου δεν διέφεραν σημαντικά.
Για το σχεδιασμό αντιδραστήρων χαμηλού φορτίου, είναι σημαντικό να επιλέγεται συντηρητικά η φόρτιση επιφάνειας φορέα (SALR). Είναι δυνατό να Η ακόλουθη εξίσωση χρησιμοποιήθηκε για τη διόρθωση της επιφανειακής φόρτισης του φορέα (SALR) σύμφωνα με τη θερμοκρασία των εκροών:
LT=L101.06 (T-10)
LT - το φορτίο σε θερμοκρασία T.
L{0}} βαθμός με φορτίο 4,5 g/(m{3}}d).
● εικόνα 1-6
(α) Επίδραση της φόρτισης BOD και του διαλυμένου οξυγόνου στον ρυθμό νιτροποίησης στους 15 βαθμούς.
(β) Διαφορές στους ρυθμούς νιτροποίησης διαφορετικών MBBR στη σειρά MBBR
2.6 Νιτροποίηση της τεχνολογίας MBBR
Υπάρχουν ορισμένοι παράγοντες που έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση ενός nitro MBBR και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό ενός nitro MBBR. Οι βαρύτεροι Παράγοντες είναι.
(1) Οργανική φόρτωση.
(2) Συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου.
(3) Συγκέντρωση αμμωνίας.
(4) Συγκέντρωση λυμάτων.
(5) pH ή αλκαλικότητα.
Το σχήμα 1- 6 δείχνει ότι για να επιτευχθούν ικανοποιητικοί ρυθμοί νιτροποίησης σε ένα νιτροποιούμενο MBBR που βρίσκεται κατάντη, είναι σημαντικό να αφαιρεθεί η οργανική ύλη από τα απόβλητα στο ανάντη MBBR. Διαφορετικά, το ετεροξικό βιοφίλμ θα το ανταγωνιστεί για χώρο και οξυγόνο, μειώνοντας έτσι (σβήνοντας) τη δραστηριότητα νιτροποίησης του βιοφίλμ. Ο ρυθμός νιτροποίησης αυξάνεται με τη μείωση του οργανικού φορτίου έως ότου το διαλυμένο οξυγόνο γίνει ο περιοριστικός παράγοντας. Μόνο σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας (<2 mgN/l) does the available substrate (ammonia) become the limiting factor. It is thus the concentration of ammonia that is an issue when complete nitrification is required. In this case, 2 sequential reactors can be considered, with the first stage being limited by oxygen and the second by ammonia. As with all biological treatment processes, temperature has a significant effect on nitrification rates, but this can be mitigated by increasing the dissolved oxygen within the MBBR. As alkalinity decreases to very low levels, nitrification rates within the biofilm begin to be limited. Each of the important factors that affect nitrification are discussed below.
Σε επαρκείς συγκεντρώσεις αλκαλικότητας και αμμωνίας (τουλάχιστον αρχικά), οι ρυθμοί νιτροποίησης θα μειωθούν με την οργανική φόρτωση
αυξάνεται έως ότου το διαλυμένο οξυγόνο γίνει ο περιοριστικός παράγοντας. Μέσα σε ένα καλά αναπτυγμένο νιτροποιητικό βιοφίλμ, η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου θα περιορίσει τον ρυθμό νιτροποίησης στον φορέα μόνο εάν η αναλογία O2 προς NH4+-N είναι κάτω από 2.0. Σε αντίθεση με τα συστήματα ενεργοποιημένης λάσπης, υπό συνθήκες περιορισμένου οξυγόνου, ο ρυθμός αντίδρασης στους αντιδραστήρες κινούμενης κλίνης παρουσιάζει μια γραμμική ή περίπου γραμμική σχέση με τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου στο σώμα υγρής φάσης. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι η διέλευση οξυγόνου μέσω της σταθερής υγρής μεμβράνης στο βιοφίλμ μπορεί να είναι ένα κρίσιμο βήμα για τον περιορισμό της μεταφοράς οξυγόνου. Η αύξηση της συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου στην κύρια υγρή φάση αυξάνει τη βαθμίδα συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου εντός του βιοφίλμ. Σε υψηλότερους ρυθμούς αερισμού, η αυξημένη ενέργεια ανάμιξης συμβάλλει επίσης στη μεταφορά οξυγόνου από την κύρια υγρή φάση στο βιοφίλμ. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1- 6(α), εάν το οργανικό φορτίο διατηρείται σταθερό (π.χ. σταθερό πάχος και σύνθεση βιοφίλμ), μπορεί να αναμένεται μια γραμμική σχέση μεταξύ του ρυθμού νιτροποίησης και της συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου. Το σχήμα 1-7 εξηγεί ότι η αύξηση του διαλυμένου οξυγόνου στην κύρια υγρή φάση συμβάλλει στον ρυθμό νιτροποίησης έως ότου η συγκέντρωση αμμωνίας στην κύρια υγρή φάση μειωθεί σε πολύ χαμηλό επίπεδο.
● Σχήμα 1-7 Επίδραση του διαλυμένου οξυγόνου σε χαμηλή συγκέντρωση αμμωνίας
Για ένα καλά αναπτυγμένο "καθαρό" νιτροποιητικό βιοφίλμ, η συγκέντρωση αμμωνίας στην κύρια υγρή φάση δεν επηρεάζει τον ρυθμό αντίδρασης έως ότου το O2:NH4+- N φτάσει το 2 έως το 5. Μερικά παραδείγματα O2:NH{{6} } N δίνονται στον Πίνακα 1-5.
Πίνακας 1-5 Μερικά παραδείγματα O:NHa+- N
| Αναφορές | O2%3αNH4+- N |
| Hem (1994) |
＜2 (Περιορισμός οξυγόνου) 2.7(Κρίσιμο Ο2 συγκέντρωση=9-20mg/L) 3.2(Κρίσιμο Ο2 συγκέντρωση=6mg/L) ＞5 (Περιορισμός αμμωνίας) |
| Μπονόμο (2000) |
＞3-4 (Περιορισμός αμμωνίας) ＜1-2 (Περιορισμός οξυγόνου) |
Ο σχεδιασμός του MBBR ξεκινά συχνά με μια τιμή κατωφλίου 3,2. Η τιμή κατωφλίου είναι ρυθμιζόμενη. Χρησιμοποιώντας την εξίσωση (1-3), η συγκέντρωση αμμωνίας σε αυτήν την τιμή κατωφλίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση του κατάλληλου ρυθμού νιτροποίησης και να χρησιμοποιηθεί ως βάση για το σχεδιασμό.
rNH3-N= k × (SNH3-N) (n) (1-3)
rNH3-N-ρυθμός νιτροποίησης (g rNH3-N /(m2 -d)
k - σταθερά ταχύτητας αντίδρασης (εξαρτάται από τη θέση και τη θερμοκρασία).
SNH3-N - συγκέντρωση υποστρώματος που περιορίζει τον ρυθμό αντίδρασης.
n - αριθμός σταδίων αντίδρασης (εξαρτάται από τη θέση και τη θερμοκρασία).
Η σταθερά ταχύτητας αντίδρασης (k) με πάχος βιοφίλμ και διάχυση του περιοριστικού υποστρώματος σε δεδομένη συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου. Ο συντελεστής σχετίζεται με το Ο αριθμός των επιπέδων αντίδρασης (n) σχετίζεται με το υγρό φιλμ δίπλα στο βιοφίλμ. Όταν η τυρβώδης ροή είναι ισχυρή και το σταθερό στρώμα υγρού φιλμ είναι λεπτό, το επίπεδο αντίδρασης τείνει σε {{0}}.5; όταν η τυρβώδης ροή είναι αργή και το σταθερό υγρό φιλμ είναι παχύ, το επίπεδο αντίδρασης τείνει στο 1,0. Σε αυτό το σημείο, η διάχυση γίνεται ο περιοριστικός παράγοντας του ρυθμού.
Η συγκέντρωση αμμωνίας στην κρίσιμη τιμή (SNH3-N) μπορεί να εκτιμηθεί από την κρίσιμη αναλογία και τη σχεδιαστική συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου στην κύρια υγρή φάση, όπως φαίνεται παρακάτω. Η αύξηση της συγκέντρωσης του διαλυμένου οξυγόνου στην κύρια υγρή φάση μπορεί να βοηθήσει στη μείωση της κρίσιμης αναλογίας, αλλά με μικρή επιτυχία. Επίσης, εξετάστε την περίπτωση όπου τα ετερότροφα βακτήρια ανταγωνίζονται για χώρο κάτω από ορισμένα φορτία αντιδραστήρα και συνθήκες ανάμειξης, μειώνοντας έτσι τη διέλευση οξυγόνου μέσω του ετερότροφου στρώματος στο βιοφίλμ.
(SNH3-N)=1.72mg-N/L=(6mgO2/L - 0.5O2/L)/3,2
Λαμβάνοντας το SNH{{0}}N ως 1,72, υποθέτοντας μια σταθερά ταχύτητας αντίδρασης k=0,5 και ένα στάδιο αντίδρασης 0,7, η εξίσωση (1- 3) μπορεί να υπολογιστεί ως εξής.
rNH3-N=0.73g/(m2 -d)=0.5×1.720.7
Όταν εξετάζουμε την επίδραση της θερμοκρασίας σε ένα νιτροποιητικό MBBR, διάφοροι παράγοντες είναι σημαντικοί. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η θερμοκρασία εκροής εντός του MBBR μπορεί να επηρεάσει εγγενώς την κινητική διαδικασία της βιολογικής νιτροποίησης. ο ρυθμός διάχυσης του υποστρώματος μέσα και έξω από τη βιομάζα· και το ιξώδες του υγρού, το οποίο με τη σειρά του μπορεί να έχει μια επίδραση κυματισμού στην ενέργεια διάτμησης στο πάχος του βιοφίλμ. Η επίδραση της θερμοκρασίας στους μακροσκοπικούς ρυθμούς αντίδρασης που περιγράφονται παραπάνω μπορεί να εκφραστεί με την ακόλουθη σχέση.
kT2= kT1-θ(T2-T1) (1-4})
kT1 - η σταθερά ταχύτητας αντίδρασης σε θερμοκρασία T1.
kT2 - η σταθερά ταχύτητας αντίδρασης σε θερμοκρασία T2.
θ - συντελεστής θερμοκρασίας.
Αν και η εξάρτηση από τη θερμοκρασία της κινητικής νιτροποίησης στη χειμερινή θερμοκρασία σχεδιασμού μειώνει τον ρυθμό νιτροποίησης του MBBR, μπορεί να παρατηρηθεί αύξηση στη συγκέντρωση του βιοφίλμ στον φορέα σε χαμηλές θερμοκρασίες και επιπλέον η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου στον αντιδραστήρα μπορεί να αυξηθεί, κάτι που αμφότερα μετριάζουν την αρνητική επίδραση της θερμοκρασίας στον ρυθμό νιτροποίησης. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες εκροής, η βιομάζα (g/m2) παρατηρήθηκε υψηλότερη. Επιπλέον, η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου στην κύρια υγρή φάση μπορεί να αυξηθεί χωρίς να αυξηθεί ο ρυθμός αερισμού επειδή το οξυγόνο σε αυτό οφείλεται στην υψηλότερη διαλυτότητα των υγρών χαμηλής θερμοκρασίας. Αυτό οδηγεί στο τελικό αποτέλεσμα ότι ενώ η δραστηριότητα του βιοφίλμ είναι υψηλότερη από τη δραστηριότητα του βιοφίλμ (g NH3-N/(m2 -d) ÷ g SS/ m2) μειώνεται, αλλά η δραστηριότητα νιτροποίησης ανά μονάδα Η επιφάνεια του φορέα μπορεί ακόμα να διατηρηθεί σε υψηλό επίπεδο. Η εποχιακή διακύμανση της βιομάζας με τη θερμοκρασία εκροής για μια τριτογενή νιτροποίηση MBBR δίνεται στο Σχήμα 1- 8(α). Όταν η θερμοκρασία των εκροών αυξήθηκε από 〈15 βαθμούς σε〉15 βαθμούς μεταξύ Μαΐου και Ιουνίου, η συγκέντρωση βιομάζας μειώθηκε απότομα. Το σχήμα 1- 8 (β) διαιρεί τα δεδομένα σε δύο ζώνες ανάλογα με τη θερμοκρασία της εκροής (〈15 βαθμοί και 〉15 βαθμοί ). Αν και η ειδική δραστηριότητα του βιοφίλμ μειώνεται στην περιοχή 〈15 μοιρών, η μακροσκοπική απόδοση του αντιδραστήρα παραμένει υψηλή λόγω της υψηλότερης συγκέντρωσης συνολικής βιομάζας και της υψηλότερης συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου (που προκαλείται από την αυξημένη διαλυτότητα αερίου σε χαμηλές θερμοκρασίες). Αυτό το παρατηρούμενο φαινόμενο υποδηλώνει ότι ο ρυθμός μακροσκοπικής επιφανειακής αντίδρασης στον φορέα μπορεί να διατηρηθεί σε υψηλό επίπεδο υπό συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, παρά τον μειωμένο ρυθμό ανάπτυξης των νιτροποιητικών βακτηρίων, λόγω της προσαρμογής του βιοφίλμ.
● Σχήμα 1-8 (α) Εποχιακή διακύμανση της συγκέντρωσης βιομάζας και της θερμοκρασίας σε MBBR με τριτογενή νιτροποίηση.
(β) Σχέση μεταξύ δραστηριότητας νιτροποίησης και συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου σε διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας
2.7 Απονιτροποίηση Δεξαμενής MBBR
Οι αντιδραστήρες κινητής κλίνης έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε διαδικασίες πριν, μετά και σε συνδυασμένη απονιτροποίηση. Σε αντίθεση με άλλα βιολογικά ίδια με τη διαδικασία απονιτροποίησης υλικού, οι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη στο σχεδιασμό είναι.
1) Μια κατάλληλη πηγή άνθρακα και μια κατάλληλη αναλογία άνθρακα προς άζωτο στον αντιδραστήρα.
2) Ο επιθυμητός βαθμός απονιτροποίησης.
3) Θερμοκρασία των εκροών.
4) Διαλυμένο οξυγόνο στο νερό επιστροφής ή ανάντη.
2.7.1 Αντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης με προαπονιτροποίηση
Όταν απαιτείται αφαίρεση BOD, νιτροποίηση και μέτρια αφαίρεση αζώτου, η MBBR με μπροστινή απονιτροποίηση είναι κατάλληλη. /Ν). Δεδομένου ότι το στάδιο νιτροποίησης του MBBR απαιτεί αυξημένο διαλυμένο οξυγόνο, το διαλυμένο οξυγόνο στην αναρροή έχει σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση του MBBR. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα ανώτερο όριο της πιο οικονομικής αναλογίας αναρροής (Q reflux/Q influent) στην παραγωγή. Πάνω από αυτή την τιμή, η συνολική απόδοση της απονιτροποίησης μειώνεται όταν η ροή επιστροφής αυξάνεται περαιτέρω. Εάν η φύση των εκροών είναι κατάλληλη για μετωπική απονιτροποίηση, ο ρυθμός απομάκρυνσης αζώτου είναι γενικά μεταξύ 50% και 70% σε αναλογία επιστροφής (1:1) έως (3:1). Στην παραγωγική πρακτική, οι ρυθμοί απονιτροποίησης μπορούν να επηρεαστούν από παράγοντες όπως: τοποθεσία, εποχιακές διαφορές στις ιδιότητες των εκροών (π.χ. C/N), συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου που εισάγεται στον αντιδραστήρα και θερμοκρασία εκροής.
2.7.2 Αντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης με μετά την απονιτροποίηση
When the degradable carbon in the wastewater is naturally insufficient, or has been consumed by upstream processes, or when the wastewater treatment plant occupies an area subject to when the need for concise and high-speed denitrification is limited, MBBR with posterior denitrification can be considered. because the denitrification performance is not affected by internal circulation or carbon source, the posterior denitrification process can achieve high denitrification rates (>80%) σε σύντομη HRT.
Εάν οι απαιτήσεις BOD εκροής και νιτρικών αλάτων είναι πιο αυστηρές, μπορεί να χρειαστεί μετα-απονιτροποίηση μετά τον μικρό αερισμό MBBR. Η επιχειρησιακή εμπειρία δείχνει ότι εάν υπάρχει μια διαδικασία καθίζησης ανάντη, μπορεί να υπάρχουν συγκεντρώσεις φωσφόρου μετά την απονιτροποίηση που δεν επαρκούν για τη σύνθεση των κυττάρων και η απόδοση της απονιτροποίησης μπορεί να ανασταλεί σε αυτό το σημείο.
Όταν ο άνθρακας υπερχειλιστεί, ο μέγιστος ρυθμός αφαίρεσης της επιφάνειας φορέα νιτρικών (SARR) της εφαρμοζόμενης πηγής άνθρακα μπορεί να είναι μεγαλύτερος από 2 g/(m2 -d). Οι ρυθμοί απομάκρυνσης της επιφάνειας νιτρικών αλάτων για διαφορετικές πηγές άνθρακα και διαφορετικές θερμοκρασίες δίνονται στα Σχήματα 2-9.
● Σχήμα 1-9 Ρυθμός αφαίρεσης επιφάνειας φορέων με διαφορετικές πηγές άνθρακα ως συνάρτηση της θερμοκρασίας
2.7.3 Συνδυασμένος αντιδραστήρας βιοφίλμ κινούμενης κλίνης πριν/μετά την απονιτροποίηση
Οι αντιδραστήρες κινούμενης κλίνης με μπροστινή και πίσω απονιτροποίηση μπορούν να συνδυαστούν, εκμεταλλευόμενοι έτσι τα οικονομικά στοιχεία της μπροστινής απονιτροποίησης. Ο σχεδιασμός του μπροστινού αντιδραστήρα απονιτροποίησης μπορεί να θεωρηθεί ως δεξαμενή αερισμού το χειμώνα. Ο σχεδιασμός μπορεί να εξετάσει τη χρήση του μπροστινού αντιδραστήρα απονιτροποίησης ως δεξαμενή αερισμού το χειμώνα. Αυτό συμβαίνει γιατί.
1) Η αύξηση του όγκου της δεξαμενής αντίδρασης αερισμού βοηθά στη βελτίωση της νιτροποίησης.
2) Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες του νερού μπορεί να οδηγήσουν σε αυξημένες συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου και μειωμένο διαλυμένο COD, το οποίο μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα της απονιτροποίησης στο μπροστινό μέρος.
3) Το χειμώνα, ο αντιδραστήρας μετά την απονιτροποίηση μπορεί να αναλάβει όλες τις εργασίες απονιτροποίησης.
2.7.4 Ανάδευση Απονιτροποίησης
Στην απονιτροποίηση MBBR, ένας υποβρύχιος μηχανικός αναμικτήρας τοποθετημένος σε ράγα έχει χρησιμοποιηθεί για την κυκλοφορία και την ανάμιξη του υγρού στον αντιδραστήρα
σώμα και φορέας. Κατά τον σχεδιασμό του αναδευτήρα θα πρέπει να λαμβάνονται ειδικά υπόψη οι ακόλουθες πτυχές: (1) η θέση και η κατεύθυνση του αναδευτήρα. (3)Τύπος αναδευτήρα. (3) ενέργεια ανάδευσης.
Η σχετική πυκνότητα του φορέα βιοφίλμ είναι περίπου 0,96, επομένως θα επιπλέει στο νερό χωρίς εφαρμοζόμενη ενέργεια, η οποία είναι διαφορετική από τη διαδικασία ενεργού λάσπης. Όταν δεν υπάρχει εφαρμοζόμενη ενέργεια στη διαδικασία της ενεργοποιημένης λάσπης, τα στερεά (λάσπη) καθιζάνουν.
Ως αποτέλεσμα, στο MBBR, ο αναδευτήρας θα πρέπει να τοποθετείται κοντά στην επιφάνεια του νερού αλλά όχι πολύ κοντά στην επιφάνεια του νερού, διαφορετικά θα δημιουργήσει μια δίνη στην επιφάνεια επανανερού και έτσι θα φέρει αέρα στον αντιδραστήρα. Όπως φαίνεται στο σχήμα 1-10, ο αναδευτήρας πρέπει να γέρνει ελαφρά προς τα κάτω, έτσι ώστε ο φορέας να μπορεί να ωθηθεί βαθύτερα στον αντιδραστήρα. Γενικά, ένα μη αεριζόμενο MBBR απαιτεί 25 έως 35 w/m3 ενέργειας για την ανάδευση ολόκληρου του φορέα. Η ανάδευση του απονιτροποιητικού MBBR θα πρέπει να εξετάζεται ιδιαίτερα. Δεν είναι όλοι οι αναδευτήρες κατάλληλοι για χρήση στο MBBR για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο κατασκευαστής του αναδευτήρα (ABS), χρησιμοποιώντας αρκετές μονάδες MBBR, έχει αναπτύξει τον αναδευτήρα ABS123K ειδικά κατάλληλο για αντιδραστήρες κινούμενης κλίνης. Αυτός ο αναδευτήρας είναι κατασκευασμένος από ανοξείδωτο χάλυβα με καμπύλο αναδευτήρα προς τα πίσω, ο οποίος μπορεί να αντέξει την τριβή του αναδευτήρα από τον φορέα. Για να αποφευχθεί η ζημιά στον φορέα και η φθορά του αναδευτήρα, ο αναδευτήρας ABS123K έχει στρογγυλές ράβδους 12 mm συγκολλημένες κατά μήκος των πτερυγίων της προπέλας. Όταν χρησιμοποιείται σε αντιδραστήρα κινούμενης κλίνης, η ταχύτητα του αναδευτήρα ABS123K είναι αρκετά χαμηλή (90 rpm στα 50 Hz και 105 rpm στα 60 Hz). Η ενέργεια ανάμιξης που απαιτείται για την ανάδευση του απονιτροποιητικού MBBR σχετίζεται με την αναλογία πλήρωσης του φορέα και την αναμενόμενη ανάπτυξη βιοφίλμ. Η πρακτική εμπειρία δείχνει ότι η ανάδευση είναι πιο αποτελεσματική σε χαμηλές αναλογίες πλήρωσης φορέα (π.χ<55%). At higher fill ratios, it is difficult for the agitator to circulate the carriers and therefore high carrier fill ratios should be avoided. Low filling ratios and correspondingly high carrier surface loadings increase the biofilm concentration and thus sink the carrier, making it easier for the stirrer to stir the carrier and circulate it in the reactor. From this point of view, it is important to choose the appropriate denitrification reactor size, as a proper reactor size allows for a filling ratio and mechanical stirring to be compatible.
● Εικόνα 10
(α) Αναδευτήρας ABS123K που βλέπει προς την επιφάνεια του νερού και έχει κλίση 30 μοίρες προς τα κάτω για να ωθήσει τον φορέα βαθύτερα μέσα στον αντιδραστήρα.
(β) απονιτροποίηση MBBR σε λειτουργία σε μονάδα επεξεργασίας λυμάτων
2.8 Προεπεξεργασία
Όπως και με άλλες τεχνολογίες βυθιζόμενων βιοφίλμ, το νερό τροφοδοσίας στο MBBR απαιτεί κατάλληλη προεπεξεργασία. Για μια καλή σχάρα και καθίζηση είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η μακροπρόθεσμη συσσώρευση δυσάρεστων αδρανών υλικών όπως τα συντρίμμια, τα πλαστικά και η άμμος στο MBBR. Δεδομένου ότι το MBBR είναι μερικώς γεμάτο με φορείς, αυτά τα αδρανή υλικά είναι δύσκολο να αφαιρεθούν μόλις εισέλθουν στο MBBR. Όταν είναι διαθέσιμη η πρωτογενής επεξεργασία, οι κατασκευαστές MBBR συνιστούν γενικά το διάκενο της σχάρας να μην είναι μεγαλύτερο από 6 mm και εάν δεν είναι διαθέσιμη κύρια επεξεργασία, πρέπει να τοποθετηθεί μια λεπτή σχάρα 3 mm ή λιγότερο. Επιπλέον, εάν το MBBR προστεθεί στην υπάρχουσα διαδικασία, δεν χρειάζεται να προσθέσετε περισσότερες γρίλιες εάν το υπάρχον επίπεδο επεξεργασίας είναι ήδη υψηλό.
2.9 Διαχωρισμός στερεού-υγρού MBBR
Σε σύγκριση με τη διαδικασία ενεργοποιημένης λάσπης, η διαδικασία κινούμενης κλίνης είναι πολύ ευέλικτη από την άποψη του επακόλουθου μεγάλου διαχωρισμού στερεού-υγρού. Το αποτέλεσμα βιολογικής επεξεργασίας της διαδικασίας κινούμενης κλίνης είναι ανεξάρτητο από το βήμα διαχωρισμού στερεού-υγρού, επομένως οι μονάδες διαχωρισμού στερεού-υγρού μπορούν να ποικίλουν. Επιπροσθέτως, η συγκέντρωση στερεών του εκροού MBBR είναι τουλάχιστον μία τάξη μεγέθους χαμηλότερη από αυτή της διαδικασίας ενεργοποιημένης λάσπης. Ως εκ τούτου, μια ποικιλία τεχνολογιών διαχωρισμού στερεού-υγρού έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία στο MBBR, οι οποίες μπορούν να συνδυαστούν με απλές και αποτελεσματικές τεχνολογίες διαχωρισμού στερεών-υγρού, όπως η επίπλευση αέρα ή οι δεξαμενές καθίζησης υψηλής πυκνότητας όπου η γη είναι σε υψηλότερη τιμή. Κατά τη μετασκευή υφιστάμενων εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων, οι υπάρχουσες δεξαμενές καθίζησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον διαχωρισμό στερεών σε MBBR.
2.10 Θεωρήσεις κατά το σχεδιασμό του MBBR
Τα παρακάτω είναι πολύ σημαντικά για το σχεδιασμό του MBBR.
2.10.1 MBBR Ταξιδιωτική Ροή (Οριζόντια Ροή ροής)
The peak flow rate (flow divided by reactor cross-sectional area) at peak flow through the MBBR must be considered in the design with a small flow rate (e.g. 20m/h), the carriers can be evenly distributed in the reactor. Too high travel flow rate (e.g. >35m/h), οι φορείς θα συσσωρευτούν στο πλέγμα αναχαίτισης και θα δημιουργήσουν μεγάλες απώλειες κεφαλής. Μερικές φορές οι υδραυλικές συνθήκες στο μέγιστο ρυθμό ροής θα καθορίσουν τη γεωμετρία και τον αριθμό των σειρών MBBR. Η διαβούλευση με τον κατασκευαστή και ο καθορισμός του κατάλληλου ρυθμού ροής διαδρομής είναι σημαντική για το σχεδιασμό MBBR. Ο λόγος διαστάσεων του αντιδραστήρα είναι επίσης ένας παράγοντας. Γενικά, μια μικρή αναλογία διαστάσεων (π.χ. 1:1 ή λιγότερο) βοηθά στη μείωση της μετατόπισης του φορέα προς το πλέγμα αναχαίτισης σε ρυθμούς αιχμής ροής και επιτρέπει μια πιο ομοιόμορφη κατανομή των φορέων εντός του αντιδραστήρα.
2.10.2 Προβλήματα με αφρό δεξαμενής MBBR
Τα προβλήματα αφρού δεν είναι κοινά στο MBBR, αλλά είναι επιρρεπή σε εμφάνιση κατά την κακή εκκίνηση ή λειτουργία. Λόγω δύο διαχωριστικών τοίχων στη μέση της συνεχούς πισίνας είναι ψηλότερα από την επιφάνεια του νερού, οπότε ο αφρός θα περιοριστεί στο MBBR. Εάν ο αφρός πρέπει να ελέγχεται, συνιστάται η χρήση αντιαφριστικών παραγόντων. Η χρήση αντιαφριστικών θα καλύψει τον φορέα και θα εμποδίσει τη διάχυση του υποστρώματος στο βιοφίλμ, κάτι που μπορεί να επηρεάσει την απόδοση του MBBR. Δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται πυριτικά αντιαφριστικά καθώς δεν είναι συμβατά με πλαστικούς φορείς.
2.10.3 Καθαρισμός κρεβατιού μεταφοράς και προσωρινή αποθήκευση
Για καλά σχεδιασμένους και κατασκευασμένους αντιδραστήρες κινούμενης κλίνης, αν και οι αστοχίες είναι σπάνιες, είναι συνετό να ληφθεί υπόψη το πρόβλημα του τρόπου με τον οποίο θα μετακινηθεί ο φορέας έξω από τον αντιδραστήρα και θα αποθηκευτεί όταν ο αντιδραστήρας κλείνει λόγω συντήρησης κ.λπ. . Όλα τα υγρά στον αντιδραστήρα, συμπεριλαμβανομένων των φορέων, μπορούν να αποστραγγιστούν από μια αντλία στροβιλισμού κοίλου τροχού 10 cm. Εάν η σχεδιασμένη αναλογία πλήρωσης είναι κατάλληλη, ο φορέας σε έναν αντιδραστήρα μπορεί να μετακινηθεί προσωρινά σε άλλο αντιδραστήρα. Ωστόσο, το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι είναι δύσκολο να αποκατασταθούν και οι δύο αντιδραστήρες στην αρχική τους αναλογία πλήρωσης όταν μετακινούνται οι φορείς προς τα πίσω. Μόλις οι φορείς αντληθούν ξανά στον αντιδραστήρα, ο μόνος εύλογος τρόπος για να μετρηθεί με ακρίβεια η αναλογία πλήρωσης φορέα είναι να αδειάσει ο αντιδραστήρας και να μετρηθεί το ύψος του φορέα και στους δύο αντιδραστήρες. Στην ιδανική περίπτωση, θα υπήρχε μια άλλη δεξαμενή ή άλλη αχρησιμοποίητη μονάδα που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως δοχείο προσωρινής αποθήκευσης για τους φορείς, έτσι ώστε να διασφαλίζεται εύκολα η αρχική αναλογία φορέα πλήρωσης του αντιδραστήρα.