Analiza czynników wpływających na tworzenie się filmu bionapełniacza MBBR

1. Wpływ rozpuszczonego tlenu (DO) na metodę MBBR

W procesie jednoczesnej nitryfikacji-denitryfikacji biologicznej denitryfikacji w MBBR , stężenie DO jest głównym czynnikiem ograniczającym wpływającym na jednoczesną nitryfikację-denitryfikację. Kontrolując stężenie DO, różne części biofilmu mogą tworzyć strefy tlenowe lub strefy beztlenowe, zapewniając w ten sposób warunki fizyczne do jednoczesnej nitryfikacji i denitryfikacji. Teoretycznie, gdy stężenie masowe DO jest zbyt wysokie, DO może przedostać się do biofilmu, utrudniając utworzenie wewnątrz strefy beztlenowej. Duża ilość azotu amonowego jest utleniana do azotanów i azotynów, tak że TN ścieków pozostaje wysoka. ; I odwrotnie, jeśli stężenie DO jest bardzo niskie, wewnątrz biofilmu utworzy się duża część strefy beztlenowej, a zdolność biofilmu do denitryfikacji zostanie zwiększona (stężenie azotanu azotanowego i azotynu w ściekach jest bardzo niskie). . Jednakże z powodu niedostatecznej podaży DO, MBBR Efekt nitryfikacji procesu maleje, powodując wzrost stężenia azotu amonowego w ściekach, co powoduje wzrost TN ścieków, co wpływa na końcowy efekt oczyszczania.
Optymalna wartość metody MBBR do oczyszczania ścieków komunalnych DO: gdy stężenie masowe DO przekracza 2 mg/l, DO ma niewielki wpływ na efekt nitryfikacji MBBR. Szybkość usuwania azotu amonowego może osiągnąć 97% -99%, a wypływający azot amonowy można usunąć. Utrzymuj poniżej 1,0 mg/l; gdy stężenie masowe DO wynosi około 1,0 mg/l, stopień usuwania azotu amonowego wynosi około 84%, a stężenie azotu amonowego w ściekach znacznie wzrasta. Ponadto DO w zbiorniku napowietrzającym nie powinien być zbyt wysoki. Nadmiar rozpuszczonego tlenu może powodować zbyt szybki rozkład zanieczyszczeń organicznych, co skutkuje brakiem składników odżywczych dla mikroorganizmów, a osad czynny jest podatny na starzenie się i ma luźną strukturę. Ponadto, jeśli DO jest zbyt wysokie, zużywa się nadmierną energię, co jest również nieodpowiednie ekonomicznie.

Ponieważ w metodzie MBBR do końcowego oczyszczania ścieków wykorzystuje się głównie wypełniacze zawieszone, wpływ DO na wypełniacze zawieszone jest również kluczem do całkowitych wyników oczyszczania. Pod wpływem napowietrzania woda ulega fluidyzacji wraz z wypełniaczem, a stopień turbulencji przepływu wody jest większy niż bez wypełniacza, co przyspiesza odnowę granicy faz gaz-ciecz i transfer tlenu, zwiększając szybkość przenikania tlenu . Wraz ze wzrostem liczby wypełniaczy, efekty cięcia i turbulencji pomiędzy wypełniaczami, przepływem powietrza i przepływem wody w dalszym ciągu się wzmacniają. Gdy stopień napełnienia wypełniacza osiąga 60%, efekt fluidyzacji wypełniacza w wodzie staje się gorszy, a stopień turbulencji zbiornika wodnego również maleje, powodując zmniejszenie szybkości przenoszenia tlenu i zmniejszenie stopnia wykorzystania tlenu. Dlatego w przypadku różnych typów jakości wody kontrolowanie ilości DO ma kluczowe znaczenie dla końcowego wyniku oczyszczania w całym procesie.

2. Wpływ czasu retencji hydraulicznej na proces MBBR

Odpowiedni czas retencji hydraulicznej (HRT) jest ważnym czynnikiem kontrolnym zapewniającym efekt oczyszczania i ekonomiczną inwestycję w projekt. Długość czasu retencji hydraulicznej będzie miała bezpośredni wpływ na czas kontaktu materii organicznej zawartej w wodzie z biofilmem, co z kolei wpłynie na skuteczność adsorpcji i degradacji materii organicznej przez mikroorganizmy. Dlatego znalezienie ekonomicznej i rozsądnej HTZ dla różnych typów ścieków jest jedną z kluczowych kwestii. Badania nad HTZ w kraju i za granicą nie ograniczają się do badania wpływu samej HTZ, ale do uchwycenia efektów makroskopowych poprzez eksperymenty.
W normalnych okolicznościach, wraz ze stopniowym rozszerzaniem HTZ, stężenie ChZT w ściekach będzie stopniowo spadać. Większość krajowych eksperymentów uważa, że ​​średnie stężenie ChZT w ściekach maleje wraz z wydłużeniem czasu retencji hydraulicznej. Aby skrócić czas retencji hydraulicznej, można to osiągnąć poprzez zwiększenie udziału wypełniacza (do 70%). Jeżeli wymagania dotyczące jakości wody odpływowej nie są wysokie, można zmniejszyć udział wypełniacza. Ponadto wyniki badań pokazują, że: w warunkach średniego i niskiego obciążenia azotem amonowym, w miarę zmniejszania się HRT, ładunek powierzchniowy azotu amonowego stopniowo wzrasta, podczas gdy stopień usuwania utrzymuje się na pierwotnym poziomie lub wzrasta do pewnego stopnia; gdy ładunek azotu amonowego wzrasta do wysokiego poziomu, wraz ze spadkiem HRT, szybkość usuwania azotu amonowego stopniowo maleje.

3. Wpływ temperatury wody na metodę MBBR

Wśród różnorodnych czynników wpływających na fizjologiczną aktywność mikroorganizmów bardzo istotna jest rola temperatury. Odpowiednia temperatura może sprzyjać i wzmacniać fizjologiczną aktywność mikroorganizmów; niewłaściwa temperatura może osłabić lub nawet zniszczyć fizjologiczną aktywność mikroorganizmów. Niewłaściwa temperatura może również prowadzić do zmian w morfologii i cechach fizjologicznych mikroorganizmów, a nawet może spowodować śmierć mikroorganizmów. Optymalna temperatura mikroorganizmów oznacza, że ​​w tych warunkach temperaturowych aktywność fizjologiczna mikroorganizmów jest silna i energiczna, co objawia się dużą szybkością rozszczepienia i krótkim czasem generacji pod względem proliferacji. Metoda MBBR polega głównie na degradacji zanieczyszczeń organicznych znajdujących się w ściekach poprzez metabolizm różnego rodzaju mikroorganizmów znajdujących się w biofilmach. Dlatego jakość wzrostu biofilmu będzie bezpośrednio powiązana z końcowym efektem oczyszczania ścieków, szczególnie w przypadku bakterii nitryfikacyjnych i denitryfikacyjnych. Ogólnie rzecz biorąc, mają długi cykl wzrostu i są bardzo wrażliwe na zmiany środowiskowe. Odpowiednia temperatura dla bakterii nitryfikacyjnych wynosi 20℃-30℃, a odpowiednia temperatura dla bakterii denitryfikacyjnych wynosi 20℃-40℃. Gdy temperatura jest niższa niż 15°C, aktywność obu typów bakterii spada i całkowicie zatrzymuje się w temperaturze 5°C, więc zmiany temperatury będą miały bezpośredni wpływ na wzrost tego typu bakterii.
Zmiana obciążenia powierzchniowego napełniacza azotem amonowym jest w zasadzie zgodna z tendencją zmian temperatury wody. Gdy temperatura wody jest niska, obciążenie powierzchniowe wypełniacza jest małe. Gdy temperatura wody jest wysoka, obciążenie powierzchniowe wypełniacza jest około 15 razy większe niż w przypadku niskiej temperatury wody. Można zauważyć, że na bakterie nitryfikacyjne duży wpływ ma temperatura, a ich aktywność jest słaba w warunkach niskich temperatur.

4. Wpływ wartości pH na metodę MBBR

Aktywność fizjologiczna mikroorganizmów jest ściśle powiązana z pH środowiska. Tylko w odpowiednich warunkach pH mikroorganizmy mogą wykonywać normalne czynności fizjologiczne. Jeżeli wartość pH odbiega zbytnio od właściwej wartości, funkcja katalityczna układu enzymatycznego drobnoustroju ulegnie osłabieniu lub nawet zaniknie. Wartości pH, do których przystosowane są czynności fizjologiczne różnych gatunków mikroorganizmów, mają pewien zakres. W tym zakresie można je również podzielić na najniższą wartość pH, optymalną wartość pH i najwyższą wartość pH. W środowisku o najniższym lub najwyższym pH mikroorganizmy mogą wprawdzie przetrwać, ale ich aktywność fizjologiczna jest słaba, są podatne na śmierć, a tempo ich namnażania jest znacznie zmniejszone. Optymalny zakres pH dla mikroorganizmów biorących udział w biologicznym oczyszczaniu ścieków mieści się na ogół w przedziale 6,5-8,5. Jako proces łączący metodę biofilmu i metodę osadu czynnego, metoda MBBR opiera się również na wzroście mikroorganizmów, aby osiągnąć cel degradacji materii organicznej. Dlatego utrzymanie optymalnego zakresu pH mikroorganizmów jest warunkiem koniecznym uzyskania dobrych wyników oczyszczania ścieków. W przypadku znacznych zmian wartości pH ścieków (zwłaszcza przemysłowych) należy rozważyć założenie zbiornika regulacyjnego, który umożliwi dostosowanie wartości pH ścieków do odpowiedniego zakresu. Wykonaj napowietrzanie.

5. Wpływ innych czynników na metodę MBBR

W zależności od konkretnych warunków testowych istnieje wiele różnych czynników wpływających. Na przykład wielkość objętości napowietrzania. Jeśli objętość napowietrzenia jest zbyt mała, wypełniacz będzie miał trudności z walcowaniem i fluidyzacją. Jeśli objętość napowietrzania jest zbyt duża, biofilm będzie trudny do utworzenia na wczesnym etapie. Na przykład stosunek powietrza do wody jest ogólnie kontrolowany na poziomie (3 ~ 4). Taka objętość powietrza Może sprawić, że wypełniacz w reaktorze będzie krążył i równomiernie się obracał; zmętnienie również należy kontrolować w pewnym zakresie. Z odpowiednich wyników badań wynika, że ​​duże zmętnienie sprawia, że ​​niektóre zawiesiny łatwo pokrywają powierzchnię biofilmu, utrudniając postęp biologicznego utleniania. co prowadzi do znacznego spadku efektywności oczyszczania, a jednocześnie łatwo jest spowodować zatkanie uszczelnienia. Objętość ChZT ma również duży wpływ na szybkość usuwania. Z badań wynika, że ​​stopień usuwania ChZT mieści się w zakresie objętościowego obciążenia ChZT wynoszącego 0,48-2,93kg/(m3·d). Zasadniczo stabilny na poziomie 60% -80%. Przy tym samym hydraulicznym czasie retencji wydajność usuwania ChZT wzrasta proporcjonalnie do obciążenia. Dzieje się tak dlatego, że gdy stężenie ChZT w wodzie dopływowej jest niskie, tempo degradacji mikrobiologicznej materii organicznej jest również małe i nie można w pełni wykorzystać jej zdolności do degradacji. Gdy stężenie ChZT w wodzie wlotowej wzrasta, sprzyja to wzrostowi mikroorganizmów biofilmu i zwiększa szybkość degradacji, dzięki czemu poprawia się szybkość usuwania ChZT. Każdy z powyższych czynników będzie miał różny wpływ na oczyszczanie ścieków. Do tego dochodzą składniki odżywcze, substancje toksyczne itp. Jeżeli substancje te będą zbytnio odbiegać od potrzeb wzrostowych mikroorganizmów, będą miały wpływ na końcowe efekty oczyszczania ścieków. Musimy określić, który czynnik w głównej mierze wpływa na wynik końcowy metody MBBR w oparciu o konkretne warunki i wymagania.