Spjegazzjoni Sempliċi tat-Trattament tal-Bijofilm: Provvediment ta' Dar Għall-Batterji għal Trattament tal-Ilma Mormi B'saħħtu U Ħieles{0}}

Il-proċess tal-ħama attivat huwa t-teknoloġija bijoloġika tat-trattament tad-drenaġġ l-aktar użata. F'sistema ta 'ħama attivata, il-mikro-organiżmi li jippurifikaw l-ilma tad-drenaġġ huma fi stat ta' tkabbir sospiż-jiġbru flimkien fi gruppi żgħar, li jiffurmaw floks, u huma sospiżi fil-likur imħallat taħt arjazzjoni, ħawwad mal-fluss tal-ilma. Il-mikro-organiżmi u l-ilma tad-drenaġġ jiġu f'kuntatt sħiħ, u jeliminaw is-sustanzi li jniġġsu fl-ilma.

Din is-sistema taħdem tajjeb ħafna, iżda għandha żvantaġġ wieħed: hija delikata. Jekk il-volum tad-drenaġġ influwenti jiżdied f'daqqa, il-konċentrazzjoni tiegħu tiżdied f'daqqa, jew it-temperatura ta 'l-ilma tinżel f'daqqa, jew il-pH ivarja drastikament, il-mikro-organiżmi jistgħu "jaġixxu"-l-effett tat-trattament jonqos, jew saħansitra se jseħħ bulking tal-ħama, li jaffettwa l-operat normali tas-sistema.

Għalhekk, l-inġiniera staqsew jekk setgħux ibiddlu l-approċċ tagħhom, li jippermettu lill-mikro-organiżmi "jistabbilixxu" f'post fiss, minflok ma jżommu f'wiċċ l-ilma kontinwament?

Dan huwa l-proċess tal-bijofilm. Fi kliem sempliċi, il-proċess tal-bijofilm juża mikro-organiżmi li jikbru fuq midja filtru jew trasportatur biex jittratta l-ilma tad-dranaġġ.

L-idea ewlenija tat-teknoloġija tal-bijofilm hija sempliċi: ipprovdi mikro-organiżmi bi "djar" fissi fejn jistgħu joqgħodu, jirriproduċu, u jiffurmaw "komunità mikrobika". L-ilma mormi jgħaddi minn din il-komunità, u s-sustanzi li jniġġsu ġewwa jiġu kkunsmati mir-"residenti."

Dawn "djar" huma professjonalment imsejħa materjali tal-ippakkjar jew trasportaturi. Proċessi differenti tal-bijofilm jużaw trasportaturi kompletament differenti. L-aktar tipi komuni huma:

L-ewwel tip: Materjal tal-ippakkjar f'ossidazzjoni ta 'kuntatt bijoloġiku - "blalen tal-filament tal-plastik" mdendlin fit-tank

It-tank tal-ossidazzjoni tal-kuntatt huwa mimli b'kordi ta 'materjali tal-ippakkjar, li jixbħu pniezel kbar tal-plastik. L-ilma tad-drenaġġ jiġi arjat mill-qiegħ tat-tank u mlaħalħa 'l fuq, u b'hekk dawn il-materjali tal-ippakkjar jitbandlu bil-mod fl-ilma, mgħottija b'bijofilm-kannella safrani. Dan it-tip ta 'materjal tal-ippakkjar għandu erja tal-wiċċ speċifika kbira; 1 metru kubu jista 'jipprovdi 800 sa 900 metru kwadru ta' "spazju għall-għajxien".

It-tieni tip: Diski f'diski li jduru bijoloġiċi – "diski li jduru"

Diski li jduru bijoloġiċi ma jużawx materjali tal-ippakkjar; "djar" tagħhom huma d-diski nfushom - għexieren ta 'diski kbar, 2 sa 3 metri fid-dijametru, midmum flimkien fuq xaft li jdur u bil-mod imdawra b'mutur bi tnaqqis fil-veloċità. L-ewwel tip jinvolvi diska tal-filtru bijoloġiku, nofshom mgħaddsa fl-ilma tad-drenaġġ u nofshom espost għall-arja. Mikro-organiżmi jikbru fuq iż-żewġ naħat tad-diska, jassorbu sustanzi li jniġġsu meta mgħaddsa u jassorbu l-ossiġnu mill-arja meta esposti għall-wiċċ. Dan id-disinn għandu konsum ta 'enerġija relattivament baxx, ma jeħtieġ l-ebda arjazzjoni addizzjonali, u huwa ekonomiku fit-tħaddim.

It-tielet tip: Il-materjal tal-ippakkjar għal filtru b'arja bijoloġika (BAF) - "sodda tal-filtru magħmula minn ċagħaq żgħir taċ-ċeramika"

BAF juża ċagħaq żgħir taċ-ċeramika b'dijametru ta '3 sa 6 millimetri, f'munzelli bħal ċagħaq żgħir fit-tank. L-ilma tad-drenaġġ jgħaddi minn isfel għal fuq, filwaqt li l-arjazzjoni sseħħ fl-istess ħin mill-qiegħ. Dan id-disinn ta 'partiċelli żgħar għandu żewġ vantaġġi: l-ewwelnett, erja tal-wiċċ speċifika kbira, li tirriżulta f'bijomassa għolja għal kull unità ta' volum; it-tieni nett, il-lakuni bejn il-partiċelli jaqbdu solidi sospiżi, u jagħmlu l-effluwent BAF eċċezzjonalment ċar.

Ir-raba 'tip: Il-materjal tal-ippakkjar għal bijofiltru bijoloġiku (MBBR) - "folji żgħar tal-plastik li jduru fl-ilma"

MBBR juża folji żgħar tal-plastik sospiżi, iffurmati bħal roti jew ċilindri żgħar, b'densità kemmxejn eħfef mill-ilma. Taħt l-arjazzjoni, dawn il-materjali tal-ippakkjar kontinwament jinżlu u jiċċirkolaw fit-tank, u jippermettu li l-bijofilm jikkuntattja l-ilma tad-drenaġġ hekk kif jimxi. Il-materjal tal-ippakkjar huwa kontinwament miexja; bijofilm li qed tixjieħ jingħorok, u bijofilm ġdid jikber kontinwament, u jelimina l-ħtieġa għal backwashing manwali. Għandu kapaċitajiet qawwija ta' awto-tindif u mhux se jimblokka t-tank.

Il-ħames tip: It-trasportatur ta' sodda fluwidizzata bijoloġika - "partiċelli ċkejkna li jduru bħal poriġ"

Sodod fluwidizzati bijoloġiċi jużaw trasportaturi saħansitra iżgħar, tipikament 0.3 sa 1 mm ramel, karbonju attivat, jew partiċelli tal-kokk. Immexxija minn ilma b'veloċità għolja jew fluss tal-arja, dawn il-partiċelli ċkejkna kontinwament jinżlu u jiffluwidu bħall-porridge. Minħabba li t-trasportatur huwa estremament żgħir, kull metru kubu ta 'trasportatur jista' jipprovdi 2000 sa 3000 metru kwadru ta 'spazju għall-għajxien, li jirriżulta fl-ogħla konċentrazzjoni mikrobjali u rata ta' tagħbija volumetrika fost il-proċessi kollha tal-bijofilm. Hija tiftaħar effiċjenza tat-trattament estremament għolja u footprint żgħir ħafna, iżda d-disinn u l-operat tiegħu huma wkoll relattivament kumplessi.

Dawn it-tipi differenti ta' "djar" kull wieħed għandhom ix-xenarji applikabbli tagħhom stess. L-ossidazzjoni tal-kuntatt hija adattata għal trattament tal-ilma tad-drenaġġ ta' daqs żgħir-żgħir, MBBR huwa adattat għal retrofitting u espansjoni, BAF huwa adattat għal trattament avvanzat, diski rotanti bijoloġiċi huma adattati għal xenarji ta' volum-żgħir, iffrankar tal-enerġija-, u sodod fluwidizzati bijoloġiċi huma adattati għal{{4}konċentrazzjoni għolja ilma mormi industrijali jew xenarji bi spazju jew xenarji limitati.

Meta l-materjal tal-ippakkjar jitqiegħed fl-ilma tad-drenaġġ u l-ilma tad-drenaġġ ikompli jgħaddi minnu, jibda dan il-proċess.

Pass 1: Il-mikro-organiżmi jgħaddu u joqgħodu ġewwa

L-ilma mormi fih numru kbir ta 'mikro-organiżmi. Hekk kif jgħaddu mill-wiċċ tal-materjal tal-ippakkjar, xi wħud jeħlu. Dan it-twaħħil inizjali jiddependi fuq interazzjonijiet elettrostatiċi u forzi ta 'van der Waals.

Pass 2: Minn Saldu Temporanju għal -Settlement fit-Tul

Il-mikro-organiżmi mwaħħla jibdew inixxu sustanza li twaħħal imsejħa sustanzi polimeriċi extraċellulari (APIs). Din is-sustanza taġixxi bħal kolla, twaħħal sew il-mikro-organiżmi mal-wiċċ tal-materjal tal-ippakkjar, u tifforma l-"qafas arkitettoniku" tal-bijofilm.

Pass 3: Issettjar Fi u Tixrid Proliferat

Wara li joqgħodu, il-mikro-organiżmi jibdew jikbru u jirriproduċu. Wieħed isir tnejn, tnejn isiru erbgħa... Dalwaqt, saff irqiq ta 'film mikrobjali jkopri l-wiċċ tal-materjal tal-ippakkjar. Dan huwa l-bijofilm.

Pass 4: Formazzjoni ta’ Komunità Matura

Maż-żmien, il-bijofilm isir eħxen, u r-"residenti" fi ħdanu jsiru aktar diversi. Mhux biss batterji, iżda wkoll fungi, protozoa, u metazoa se jidhru. Fosthom tifforma katina tal-ikel: batterji jieklu sustanzi li jniġġsu, protożoa jieklu batterji, u metażoa jieklu protożoa. Għalhekk tiġi stabbilita ekosistema żgħira kompluta.

Dan il-proċess jissejjaħ professjonalment formazzjoni tal-bijofilm. Għall-ilma tad-dranaġġ urban tipiku, taħt temperaturi xierqa, il-formazzjoni tal-bijofilm tista 'titlesta f'madwar 7 sa 20 jum.

Għalkemm bijofilm huwa biss membrana rqiqa, l-istruttura interna tiegħu hija pjuttost f'saffi. Skont il-kwalità tal-ilma tad-drenaġġ u l-kundizzjonijiet tal-provvista tal-ossiġnu, jista 'mhux dejjem jifforma tliet saffi kompluti; f'xi xenarji, jistgħu jiġu ffurmati biss saff aerobiku u anerobiku.

Is-saff l-eqreb għall-materjal tal-ippakkjar huwa s-saff anerobiku. Dan is-saff huwa l-aktar 'il bogħod mill-ilma tad-drenaġġ, li jagħmilha diffiċli biex l-ossiġnu jinfirex. Hija abitata prinċipalment minn batterji anerobiċi. M'għandhomx bżonn l-ossiġnu, jiksbu enerġija billi jiddekomponu materja organika kumplessa, iżda l-effiċjenza tad-dekompożizzjoni tagħhom hija relattivament baxxa.

Is-saff l-eqreb tad-drenaġġ huwa s-saff aerobiku. Dan is-saff għandu ossiġnu relattivament abbundanti, u huwa abitat minn batterji aerobiċi, li huma l-"forza ewlenija" fil-proċess; id-degradazzjoni tal-materja organika sseħħ prinċipalment hawn.

Jekk l-ilma tad-drenaġġ jeħtieġ denitrifikazzjoni, saff anosiku se jifforma fin-nofs, fejn batterji fakultattivi jistgħu jwettqu denitrifikazzjoni, u jikkonvertu n-nitrati f'gass tan-nitroġenu. Huwa preċiżament minħabba din l-istruttura f'saffi li l-bijofilm jista 'fl-istess ħin ilesti reazzjonijiet aerobiċi u anerobiċi fi ħdan l-istess saff-xi ħaġa diffiċli biex tinkiseb fi proċessi ta' ħama attivata b'tkabbir sospiż.

Il-bijofilms ma jikbrux b'mod indefinit. Meta jilħqu ċertu ħxuna, jinqalgħu u jġeddu. Ir-raġuni ewlenija hija li s-saff anerobiku ġewwa jsir dejjem aktar oħxon. Meta s-saff anerobiku jilħaq ċertu ħxuna, mikro-organiżmi ħdejn il-wiċċ tat-trasportatur, nieqsa minn materja organika għan-nutrizzjoni, jidħlu f'fażi ta 'respirazzjoni endoġena, u jdgħajfu l-kapaċità tagħhom li jehmżu mat-trasportatur. Taħt il-forza ta 'shear tal-fluss ta' l-ilma estern, il-bijofilm li qed jixjieħ jinqala 'f'irqajja'. Il-bijofilm maqlugħ joħroġ mal-fluss tal-ilma, u mikro-organiżmi ġodda jingħaqdu immedjatament mas-siti maqlugħa. B'dan il-mod, il-bijofilm l-antik jinqala' u l-bijofilm ġdid jikber, u jżomm livell għoli ta 'attività tal-bijofilm.

Dan il-mekkaniżmu jirriżulta f'rata ta 'produzzjoni tal-ħama b'mod sinifikanti aktar baxxa meta mqabbla mal-proċess tal-ħama attivat. Filwaqt li t-tneħħija perjodika tal-ħama għadha meħtieġa, telimina l-ħtieġa għall-kontroll frekwenti u preċiż meħtieġ mill-proċess tal-ħama attivat, billi tissimplifika l-operat u l-ġestjoni b'mod konsiderevoli.

Fil-ħama attivata, il-mikro-organiżmi huma sospiżi fil-likur imħallat, filwaqt li fil-bijofilm, il-mikro-organiżmi huma immobilizzati fuq il-materjal tal-ippakkjar. Rigward ir-reżistenza għal tagħbijiet ta 'xokk, proċessi ta' ħama attivat huma ġeneralment inqas effettivi, b'varjazzjonijiet fil-kwalità u l-kwantità tal-ilma faċilment iwasslu għal tnaqqis fl-effiċjenza tat-trattament; il-proċessi tal-bijofilm huma ħafna aktar b'saħħithom u aktar robusti.

F'termini ta 'adattabilità għall-ilma tad-drenaġġ b'konċentrazzjoni baxxa-, mikro-organiżmi tal-ħama attivat huma suxxettibbli għal għalf baxx, li jirriżulta f'attività mnaqqsa; proċessi tal-bijofilm iżommu attività għolja anke b'konċentrazzjonijiet influwenti baxxi ħafna.

Rigward il-bulking tal-ħama, il-proċessi tal-ħama attivat huma suxxettibbli għall-bulking tal-ħama; proċessi tal-bijofilm ma jagħmlux hekk, peress li l-mikro-organiżmi huma immobilizzati.

F'termini ta 'bijomassa għal kull unità ta' volum, proċessi ta 'ħama attivata tipikament jipproduċu 2 sa 4 grammi għal kull litru, filwaqt li l-proċessi tal-bijofilm jistgħu jilħqu 10 sa 20 gramma għal kull litru, 3 sa 5 darbiet ogħla.

F'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja, il-proċess tal-ħama attivat jeħtieġ ċirkolazzjoni mill-ġdid bejn tankijiet differenti; il-proċess tal-bijofilm, minħabba l-istruttura stratifikata tiegħu, jista 'jikseb dan fl-istess tank.

Kif tagħżel? Fi kliem sempliċi: għal volumi kbar ta 'ilma mormi muniċipali stabbli, il-proċess tal-ħama attivat huwa teknoloġija matura; għal ilma mormi b'varjazzjonijiet kbar fil-volum u l-kwalità, konċentrazzjoni baxxa, jew li jeħtieġu denitrifikazzjoni simultanja, il-proċess tal-bijofilm huwa aktar vantaġġuż.

Il-proċessi ewlenin jinkludu: ossidazzjoni tal-kuntatt bijoloġiku, MBBR, filtru bijoloġiku bil-arja (BAF), diska li ddur bijoloġika, sodda fluwidizzata bijoloġika, u filtri bijoloġiċi tradizzjonali (ordinarju, tagħbija-għola, tip ta 'torri). Għalkemm dawn il-proċessi jvarjaw fil-forma, il-prinċipju ewlieni tagħhom huwa l-istess-li jippermetti lill-mikro-organiżmi jeħlu ma' trasportatur biex jiffurmaw bijofilm, billi jużaw din il-membrana biex jippurifikaw l-ilma mormi.

Id-differenzi ewlenin huma doppji: l-ewwel, it-tip ta '"dar"-diski fissi, materjal tal-ippakkjar li jimla t-tank, partiċelli żgħar taċ-ċeramika f'munzelli f'saff ta' filtru, folji żgħar tal-plastik li jduru, jew mikropartiċelli fluwidizzati; it-tieni, kif l-ossiġnu jiġi fornut-ventilazzjoni naturali, rotazzjoni tad-diska, jew arjazzjoni artifiċjali.

Il-proċess tal-bijofilm jinvolvi l-bini ta’ ħabitats għall-mikro-organiżmi, li jippermettilhom joqgħodu u jgħinu fit-trattament tal-ilma mormi.

Ladarba l-mikro-organiżmi jimxu fid-"djar" tagħhom, inixxu sustanza li twaħħal biex jankraw lilhom infushom, jikbru u jirriproduċu, u jiffurmaw bijofilm strutturat-saff aerobiku ta' barra responsabbli għad-degradazzjoni tal-materja organika, u saff anerobiku ta' ġewwa responsabbli għal aktar dekompożizzjoni (jista' jifforma saff anosiku bejniethom, skont il-kwalità tal-ilma). L-ilma tad-drenaġġ jgħaddi, u l-inkwinanti jiġu assorbiti gradwalment minn kull saff. Hekk kif il-bijofilm jikber għal ċertu ħxuna, is-saffi qodma jinqalgħu, u oħrajn ġodda jkomplu jikbru. M'hemmx għalfejn tinkwieta dwar il-bulking tal-ħama jew aġġustamenti frekwenti tal-ħruġ tal-ħama, li jagħmlu l-operat u l-ġestjoni ħafna aktar faċli!