Relleno de Cama Fluidizada MBBR Biofiller para Acuicultura Reducción de Nitrógeno Amoniacal en Aguas Residuales Portador Microbiano Relleno para Reducción de Nitrógeno Amoniacal
Variaciones
I. Especificaciones del Producto:
Los medios MBBR generalmente se pueden dividir en 6 especificaciones, correspondientes a K1-k2-k3-k4-k5-k6 respectivamente.
Te lo mostraremos con las siguientes imágenes:
K1：
K2：
K3：
K4:
K5:
K6:
El proceso MBBR utiliza los principios básicos del método de biopelícula. Al agregar una cierta cantidad de portadores suspendidos al dispositivo de reacción (tanque de aguas residuales), se aumenta la biomasa y la diversidad de especies dentro del reactor, mejorando así la eficiencia de tratamiento del dispositivo de reacción. Debido a que el material de empaque se somete a un tratamiento de modificación durante la producción, su densidad es cercana a la del agua. Por lo tanto, durante la aireación, está en un estado de mezcla completa con el agua, y el entorno para el crecimiento microbiano es trifásico: gas, líquido y sólido.
Figura: MBBR en operación
El medio MBBR tiene el efecto de chocar y cizallar las burbujas en el agua, haciendo las burbujas de aire más finas y mejorando la tasa de utilización de oxígeno. Curiosamente, diferentes tipos de microorganismos se adsorben tanto en el interior como en el exterior de cada medio MBBR: las bacterias anaerobias o facultativas crecen en el interior, y las bacterias aerobias crecen en el exterior. De esta manera, cada portador se convierte en un reactor en miniatura, permitiendo que las reacciones de nitrificación y desnitrificación ocurran simultáneamente, mejorando así el efecto de tratamiento.
Por favor, preste atención,Ventajas del Medio MBBRcomo sigue:
1El proceso MBBR combina las ventajas de los métodos tradicionales de lecho fluidizado y de oxidación biológica por contacto. Es un método de tratamiento de aguas residuales novedoso y muy eficiente que se basa en la aireación y el efecto de elevación del flujo de agua en el tanque de aireación para mantener los portadores en un estado fluidizado. Esto promueve la formación de lodos activados de crecimiento suspendido y biopelículas de crecimiento adherido. Como resultado, la biopelícula de lecho móvil utiliza todo el espacio del reactor, aprovechando plenamente las fortalezas de los organismos de fase adherida y de fase suspendida, complementándose mutuamente y mitigando las debilidades. Por lo tanto, en comparación con los materiales de relleno de lecho fijo anteriores, los portadores suspendidos también se conocen como "biopelículas móviles" porque entran en contacto frecuente y repetidamente con las aguas residuales.
2、En comparación con el proceso de lodos activados y el proceso de reactor biológico de lecho fijo, el MBBR posee tanto la alta eficiencia y flexibilidad operativa del proceso de lodos activados, como las características del proceso de película biológica tradicional, como la resistencia a las cargas de choque, el largo tiempo de retención de sólidos y la baja producción de lodos excedentes.
3、Los rellenos están hechos principalmente de polietileno, polipropileno y sus materiales modificados, espuma de poliuretano, etc. Su densidad relativa es cercana a la del agua, y son principalmente de forma cilíndrica y esférica. Son fáciles de formar una biopelícula, no se aglomeran, no obstruyen y son fáciles de retirar.
4,tenerBuena capacidad de desnitrificación
Se forman buenos ambientes aeróbicos, hipóxicos y anaeróbicos en el relleno, permitiendo que las reacciones de nitrificación y desnitrificación ocurran dentro de un solo reactor, lo cual tiene un buen efecto en la eliminación del nitrógeno amoniacal.
5、Buen efecto en la eliminación de materia orgánica
La concentración de lodos en el tanque de reacción es relativamente alta, generalmente de 5 a 10 veces mayor que la del proceso convencional de lodos activados, y puede alcanzar hasta 30 a 40 g/L. Esto mejora la eficiencia del tratamiento de materia orgánica y también proporciona una fuerte resistencia a las cargas de choque.
6、Fácil de mantener y gestionar
No se requiere soporte para el relleno en el tanque de aireación, lo que facilita el mantenimiento del relleno y del equipo de aireación en el fondo del tanque, al mismo tiempo que ahorra inversión y espacio en el suelo.
Desventajas del Medio MBBR *Desventajas*Desventajas
1、El empaque en el tanque de reacción siempre está en estado fluidizado durante la operación, dependiendo de la aireación y el efecto de elevación del flujo de agua. Sin embargo, en el uso real, es propenso a ocurrir una acumulación local del empaque. La razón de este fenómeno es que el tanque de reacción es grande y el empaque siempre se mueve en la dirección del flujo de salida. Para mejorar o evitar el fenómeno de acumulación del empaque, es necesario mejorar la disposición de la tubería de aireación y la estructura del tanque de reacción. (Generalmente dividimos los tanques grandes en varios tanques más pequeños usando malla de alambre, de modo que el empaque se mueva dentro de estos pequeños compartimentos, dando al empaque la esencia de estar separado del agua pero en diferentes compartimentos.) La estructura del tanque de reacción determina en gran medida sus características hidráulicas. En el diseño de ingeniería real, la estructura y las características hidráulicas del tanque de reacción deben optimizarse mediante extensos experimentos para reducir el consumo de energía y mejorar aún más los beneficios económicos del empaque MBBR.
2、Es esencial instalar una pantalla o rejilla en la salida del tanque de reacción. De lo contrario, provocará la pérdida de material de empaque e incluso entrará en la bomba de agua aguas abajo, aumentando así el costo de quemar la bomba. Sin embargo, las pantallas colocadas aleatoriamente pueden causar obstrucciones fácilmente, lo que lleva a un aumento del nivel del agua o incluso al desbordamiento del tanque, causando pérdidas incalculables. En proyectos de ingeniería reales, se pueden instalar pantallas móviles y limpiarlas manualmente a intervalos regulares, o se puede instalar un dispositivo de retrolavado con aire para evitar la obstrucción. Por supuesto, también puede consultar a nuestro servicio de atención al cliente en cualquier momento.
1、Adhesión de biopelícula
Capacidad de Adhesión de Biopelícula - El Indicador Más Importante para Evaluar la Calidad del Relleno Adhesión de Biomasa = Área de Superficie Protegida (Relacionada con el diseño y las condiciones de operación del relleno) × Adhesión de Biomasa por Unidad de Área de Superficie (Relacionada con el rendimiento del relleno)
2、Rendimiento del Relleno
Rendimiento del Relleno - El Indicador Más Importante para Evaluar la Cantidad de Bioincrustaciones en los Rellenos
(1) Propiedades superficiales del relleno
1. Estructura de la superficie: Generalmente se cree que la rugosidad de la superficie es grande y la velocidad de formación de la película es rápida.
2. Potencial de Superficie: La mayoría de los microorganismos tienen una carga negativa, y una carga positiva en la superficie del relleno es adecuada para el crecimiento microbiano.
3. Hidrofilicidad: Los microorganismos son partículas hidrófilas y el relleno tiene buena hidrofilicidad, lo que es adecuado para el crecimiento y la formación de biopelículas de microorganismos.
(2) Rendimiento hidráulico
1. Porosidad: El volumen ocupado por el relleno, alta porosidad es buena.
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2. Forma y Tamaño: Afecta el régimen de flujo del flujo de agua y del flujo de aire.
(3) Rendimiento de fluidización: Relacionado con la densidad del relleno. La densidad del relleno debe ser 0.97-1.03, y se puede lograr la fluidización con aireación o agitación relativamente pequeñas.
rellenoCómo determinar si una película protectora está madura
(1) Inspección visual:
El biofilm se distribuye uniformemente sobre la superficie del soporte. Se vuelve más denso cerca de la superficie del soporte y más suelto más lejos. Al mismo tiempo, el color del soporte se intensifica, indicando que el soporte ha entrado en la etapa madura de formación de biofilm.
(2) Juicio de examen microscópico:
La estructura del biofilm es densa y las especies microbianas son diversas. Los ciliados, como los ciliados sésiles, Vorticella y Carchesium, son los más abundantes. La presencia de un pequeño número de rotíferos y ciliados móviles indica la madurez del biofilm.
Método de Inicio Rápido para Medio MBBR (Esto puede（Dividido en tres etapas）
#(Fase 1)Adición de relleno
1. Al agregar relleno, observe si se produce alguna acumulación. Si ocurre acumulación, deje de agregar. Continúe observando al día siguiente antes de volver a agregar.
2. Al añadir relleno, utilice aireación intermitente. La aireación continua es posible por la noche, pero el volumen de aireación debe reducirse.
3. Después de operar durante 24 horas, agregue agua continuamente durante 2-3 horas, luego continúe la aireación anterior. Después de operar durante 48 horas, observe la formación de biopelícula en el material de relleno, aumente el flujo de agua y extienda el tiempo de flujo de agua, verifique el nivel de oxígeno disuelto en el tanque, preferiblemente manteniéndolo alrededor de 1.5-2.0 mg/L. Después de operar durante 72 horas, ajuste el flujo de agua y auméntelo gradualmente hasta los requisitos de diseño. Basado en las verificaciones rutinarias de la calidad del agua de entrada y salida, se espera que los requisitos de calidad del agua de diseño se cumplan en aproximadamente 7 días.
#(2 etapas)Cultivo de Biopelículas
El llamado cultivo de biopelícula consiste en utilizar ciertos métodos para producir y acumular una cierta cantidad de microorganismos en el sistema de tratamiento, y hacer que la biopelícula en el material de soporte alcance un cierto grosor. Esto se conoce comúnmente como sentar las bases, lo que facilita la operación posterior.
Como nota al margen, hay principalmente dos formas de cultivar biopelículas: cultivo dinámico y cultivo estático. Presentémoslas brevemente por separado a continuación:
1. Cultivo estático
(1)El llamado cultivo estático consiste en: para evitar que los microorganismos nuevos sean arrastrados por el flujo de agua, se proporciona el mayor tiempo de contacto posible entre los microorganismos y la capa de empaque. Para acelerar la formación de biopelícula, en la etapa inicial, para evitar que las aguas residuales tengan una única fuente de nutrientes, se añaden sustratos nutritivos como urea, diamina y azúcar blanco una vez al día en una relación C:N:P de 100:5:1. Primero, el lodo inoculado (10% del volumen bioquímico efectivo) y las aguas residuales se bombean al tanque bioquímico, y luego comienza el cultivo con aireación. El volumen aparente del empaque en el tanque bioquímico es del 35% al 40% del volumen efectivo del tanque de reacción. Se deja reposar durante 4-5 horas sin aireación para inocular los microorganismos sésiles en el empaque, luego se airea durante 1 hora, y luego se deja reposar durante 2 horas, y la operación se repite. Después de 4-5 días, la superficie del empaque está completamente cubierta con biopelícula, y al sexto día, comienza el flujo continuo de pequeño volumen.
(2)Cultura dinámica
Después de 6 días de incubación estática, había crecido una fina capa de biopelícula de color marrón amarillento en la superficie del material de relleno. Por lo tanto, se inició un flujo continuo de agua para el cultivo dinámico. El caudal de agua se ajustó para controlar el nivel de oxígeno disuelto entre 2 y 4 mg/L (oxígeno disuelto medido con un medidor de oxígeno disuelto). Después de aproximadamente 15 días, había presentes algunas amebas y ciliados (observados bajo un microscopio biológico) en el material de relleno, que se sentía pegajoso y resbaladizo al tacto. Después de 20 días, aparecieron flagelados, Vorticella, Paramecium y otros protozoos de vida libre. Después de 20 días de cultivo, aparecieron rotíferos, nematodos y otros metazoos, lo que indica que la biopelícula había madurado. A continuación, podría comenzar la operación industrial continua.
#(Etapa 3)Domesticación de biopelículas (especialmente importante para el tratamiento de aguas residuales de acuicultura)
El propósito de la domesticación es seleccionar microorganismos adaptados a las condiciones reales de calidad del agua y eliminar los microorganismos inútiles. Para los procesos de tratamiento con funciones de desnitrificación y eliminación de fósforo, la domesticación se utiliza para convertir las bacterias nitrificantes, las bacterias desnitrificantes y las bacterias acumuladoras de fósforo en las comunidades microbianas dominantes. El método específico es primero mantener la operación normal del proceso y luego controlar estrictamente los parámetros de control del proceso. El OD promedio debe controlarse entre 2 y 3 mg/l, y el tiempo de aireación en el tanque aeróbico no debe ser inferior a 5 horas. Durante este proceso, se deben realizar mediciones diarias de varios indicadores de calidad del agua y parámetros de control. Cuando el espesor promedio de la biopelícula es de alrededor de 0.2-0.5 mm, se considera exitoso el cultivo de la biopelícula, hasta que los indicadores de DBO5, SS, CODCr, etc. del efluente alcancen los requisitos de diseño.
Problemas Comunes y Respuestas en Aplicaciones de Ingeniería de Procesos MBBR
Pregunta:Durante la depuración a baja temperatura en invierno, ¿cuánto tiempo tarda en formarse una biopelícula en el empaque?Respuesta: Se puede lograr bien cumplir con el estándar en un mes. Si se trata de la formación de biopelícula, en realidad es un proceso. Dividimos la formación de biopelícula en dos aspectos: El primero es cuando podemos ver visualmente una biopelícula significativa en el material de empaque, lo que lleva siete días. El segundo es el tiempo para cumplir con el estándar, que es aproximadamente dentro de un mes en invierno. El tercero es el tiempo para que la biopelícula madure completamente, lo que será más largo. Desde una perspectiva profesional, para que la biopelícula madure completamente, necesita pasar por al menos un ciclo de invierno y verano para lograr colonias estables. En resumen, aunque desde una perspectiva académica, nuestra estabilidad se logra después de un invierno y un verano, desde la perspectiva de la efectividad, el agua puede cumplir con el estándar en treinta días, y desde la perspectiva de la identificación visual, lleva aproximadamente siete días.
Pregunta:¿El proceso MBBR requiere la adición adicional de agentes bioiniciadores?
Respuesta: Estrictamente hablando, el MBBR no requiere la adición de agentes bacterianos. Puede enriquecer naturalmente bacterias, como las nitrificantes o desnitrificantes, a través de la optimización de parámetros razonables. Esto se debe a que las condiciones proporcionadas por su biopelícula son propicias para la adhesión de bacterias relevantes. Por ejemplo, la oxidación anaeróbica del amonio (Anammox) también se beneficia de la adhesión de bacterias Anammox en condiciones específicas. Sin embargo, en condiciones especiales de calidad del agua, como aquellas con contaminantes refractarios o una única fuente de aguas residuales, los agentes bacterianos específicos pueden tener un efecto especial. En tales casos, se puede usar la adición de agentes bacterianos para la inoculación inicial, y las adiciones posteriores no son necesarias. En resumen, no es necesario para las condiciones de aguas residuales domésticas. Para algunas condiciones específicas de aguas residuales, puede ser un tema para investigación relevante.
Pregunta:¿Necesita el MBBR ser enjuagado para la desnitrificación?
Respuesta: La mayor ventaja del MBBR en comparación con el biofilm tradicional es que no requiere retrolavado, porque su biofilm se desprende automáticamente. De nuestra investigación, encontramos que cuando su biofilm está muy activo, secreta más polímeros extracelulares y su adhesión se vuelve fuerte. Luego, cuando envejece, la secreción de sustancias extracelulares disminuye, su adhesión se debilita y se desprenderá automáticamente durante el proceso de fluidización, y luego crecerá nuevo biofilm. Por lo tanto, no necesita ser lavado.
Pregunta:¿Cuál es el núcleo de MBBR?
Respuesta: El núcleo de MBBR reside en dos aspectos: uno es el material de relleno y el otro es la fluidización. El material de relleno sirve como soporte. Actualmente, no existe una investigación unificada que afirme definitivamente el alcance de su impacto en el rendimiento. Sin embargo, su forma sí afecta la fluidización. Por lo tanto, observando las aplicaciones tanto a nivel nacional como internacional, el más utilizado es el material de relleno con forma de disco biológico. La investigación sobre materiales de relleno está en curso y todos pueden probar varios tipos diferentes para ver cuál produce los mejores resultados. Sin embargo, desde una perspectiva de ingeniería, las dimensiones a evaluar incluyen el rendimiento, la velocidad de adhesión de la biopelícula, el efecto de estabilización final, la vida útil, la resistencia al desgaste, etc. Así, desde el punto de vista actual, el núcleo de los portadores suspendidos sigue estando en la fluidización.
preguntar:¿El problema de la tasa de llenado en los sistemas MBBR?
Respuesta: La tasa de llenado máximo verificada actualmente es del 67%, la zona aeróbica máxima alcanzable en ingeniería es del 60% y la zona anaeróbica es del 50%.En la operación real, la cantidad de adición generalmente está dentro del 30%.
preguntar:¿Se debe modificar el material de empaque para MBBR?
Respuesta: Generalmente se cree que los rellenos no requieren modificación y los rellenos existentes no son problemáticos. Numerosas prácticas de ingeniería han demostrado que los rellenos aún pueden lograr resultados muy buenos.
preguntar:¿Puede MBBR seguir funcionando a una temperatura del agua de 3 grados Celsius?
Respuesta: Actualmente, los casos que se han practicado en la industria se encuentran en la región de Xinjiang, donde una temperatura del agua de alrededor de 7 a 8 grados Celsius permite una operación estable. Aún no se ha encontrado una temperatura del agua de 3 grados Celsius en China. Sin embargo, se entiende que el afluente en la planta de tratamiento de aguas residuales de Nordheim en Noruega (que sirve a los Juegos Olímpicos de Invierno) es agua de deshielo de hielo y nieve, con una temperatura del agua de 3 grados Celsius, y también se ha demostrado que opera de manera estable y cumple con los estándares a través de la práctica.
preguntar:¿Están presentes simultáneamente aireadores y circuladores en un estanque?
Respuesta: Los compañeros de la industria han descubierto en la práctica que es posible tener tanto un circulador de agua como aireación simultáneamente, pero la aireación no puede ubicarse cerca del circulador de agua durante la instalación.
preguntar:¿El relleno causará fácilmente acumulación de lodo?
Respuesta: La causa principal del abultamiento del lodo son las bacterias filamentosas. Según informes del extranjero, los rellenos ayudan a debilitar el abultamiento del lodo porque pueden romper las bacterias filamentosas "largas y fibrosas" en el sistema de lodos. Si se trata de flóculos de lodo normales, y el tamaño del flóculo de lodo es mucho menor que el tamaño del relleno, no romperá el lodo. Por lo tanto, desde la perspectiva de la investigación extranjera, MBBR es beneficioso para mejorar las propiedades de sedimentación del lodo. Además, en nuestra práctica de ingeniería, no hemos observado ninguna característica significativa de abultamiento del lodo en sistemas que utilizan MBBR.
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