ZAKAJ vaš medij MBBR ne more ustvariti biofilma v dveh tednih in kako naš biomedij hitro narediti biofilm?

ZAKAJ se vaš medij MBBR ne more biofilmirati v dveh tednih

in Kako naš biomedij hitro narediti biofilm?

Avtor: Cody Aquasust

Datum objave: 29. april 2022

Oznake objave:

Kaj je MBBR ali MBBR tehnologija? MBBR je učinkovita metoda za čiščenje odpadne vode z nizko količino blata ter enostavnim upravljanjem in upravljanjem. Ta članek v glavnem predstavlja, zakaj Biomedia včasih ne more Biofilma z različnih vidikov, kot so načelo sistema MBBR in vplivni dejavniki nastajanja.

Medij MBBR poskrbi, da se mikroorganizmi pritrdijo na površino nosilca MBBR in tvorijo biofilm. Ko odpadna voda teče skozi površino nosilca, organska snov in raztopljeni kisik v odpadni vodi difundirata v notranjost biofilma. Mikroorganizmi znotraj membrane ob prisotnosti kisika izvajajo razgradnjo metabolizma in anabolizem organizma na organski snovi, medtem ko razgradni metaboliti difundirajo iz biofilma v vodno fazo in zrak ter tako razgradijo organsko snov v odpadni vodi.

Oris članka

● Princip procesa MBBR (viseči proces)

● Dejavniki, ki vplivajo na biofilm MBBR

1. Lastnosti površine MBBR Bio Carrier

2. Koncentracija suspendiranih mikrobov

3. Aktivnost suspendiranih mikroorganizmov

● Vplivni dejavniki v procesu biofilma MBBR

1. Sile v procesu obešanja bionosilne folije

2. Učinek hidrofilnosti nosilne površine

3. Vpliv temperature na obnašanje filma pri obešanju

4. Vpliv specifične površine nosilca MBBR in hrapavosti površine na učinkovitost adhezije biofilma.

V medijih MBBR morajo organska onesnaževala, raztopljeni kisik in različna bistvena hranila najprej difundirati iz tekoče faze na površino biofilma in nato v notranjost biofilma, pri čemer lahko samo onesnaževala, ki so difundirala na površino ali znotraj biofilma. mikroorganizmi znotraj biofilma razgradijo in preoblikujejo ter na koncu tvorijo različne metabolite. Poleg tega so v medijih MBBR mikroorganizmi imobilizirani na nosilcu, s čimer dosežemo ločitev SRT in HRT (hidravlični zadrževalni čas), kar omogoča rast in razmnoževanje mikroorganizmov s počasno hitrostjo proliferacije. Zato je medij MBBR stabilen in raznolik mikrobni ekosistem.

 

◆ Aquasust MBBR Process diagram poteka

Načelo procesa MBBR (proces viseče membrance)

Po mnenju Characklisa, Liu et al. tvorba mikrobnega filma običajno poteka skozi štiri stopnje:MBBR modifikacija nosilne površine,reverzibilna pritrditev, nepovratna pritrditev, in tvorbo biofilma.

Poseben opis je naslednji: mikrobni film, ki visi na nosilcu MBBR, lahko razdelimo na dve stopnji:mikrobna adsorpcijainrast sekvestracije.

Ko je nosilec dodan vodnemu telesu,to najprejvstopi v obdobje adsorpcije. Nekateri mikroorganizmi in nitasti materiali so bili pritrjeni na površino nosilca, mesto, kjer je pritrjenih več materialov, je pogosto konkavni del nosilca, ki ga vodni tok ne strga zlahka.V tem času, mikroorganizmi v suspenziji rastejo v velikih količinah in pojavi se bolj očitna plast blata.

Po ireverzibilni pritrditvi dobijo mikroorganizmi razmeroma stabilno rastno okolje na površini nosilca in mikroorganizmi v blatu, adsorbiranem na nosilcu, ob zadostni oskrbi s kisikom in substratu kmalu začnejo rasti.

Z naraščanjem časa udomačitve kulture se je hitro povečal tudi biofilm, ki raste na površini nosilca, postopoma je prekril celotno površino nosilca in se začel debeliti. Vendar pa rast biofilma ni bila enakomerna, v bolj izrazitih delih nosilca je bil biofilm tanjši, v konkavnih delih pa so rasle precej uspešne kolonije, kar je pokazalo, da je imel hidrodinamični strig pomemben vpliv na rast biofilma. Ko je na nosilce pritrjenih vedno več biofilmov, se navidezna gostota nosilcev postopoma zmanjšuje in postajajo lažji ter lažji za fluidizacijo, medtem ko imajo nosilci v območju padanja počasnejšo hitrost padanja.

 

MBBR Media Biofilm po 14 dneh v prezračevalni posodi

Dejavniki, ki vplivajo na biofilm MBBR

Povezano je znarava nosilne površine(hidrofilnost nosilne površine, površinski naboj, kemična sestava površine in hrapavost površine),narava mikroorganizmov(vrsta mikroorganizmov, pogoji gojenja, aktivnost in koncentracija) inokoljski dejavniki(pH, ionska moč, hidravlični strig, temperatura, pogoji hranil in kontaktni čas med mikroorganizmi in nosilcem).

1. Nosilna površina MBBRce properties

Lastnost naboja nosilne površine, hrapavost, velikost delcev in koncentracija nosilca neposredno vplivajo na pritrditev in tvorbo biofilma na njegovi površini. V normalnem rastnem okolju imajo mikroorganizmi na svoji površini negativen naboj. Hrapavost nosilne površine olajša pritrditev in imobilizacijo bakterij na njeni površini.

① Površina nosilca poveča učinkovito kontaktno površino med bakterijami in nosilcem v primerjavi z gladko površino.

② Grobi deli površine nosilca, kot so luknje in razpoke, delujejo kot ščit za zaščito prilepljenih bakterij pred hidravličnimi strižnimi silami.

Ugotovljeno je bilo, da je z nosilci z majhno velikostjo delcev lažje ustvariti biofilme zaradi majhnega medsebojnega trenja in velike specifične površine v primerjavi z nosilci z veliko velikostjo delcev. Poleg tega je koncentracija nosilca pomembna tudi za biofilm MBBR.

Wagner je ugotovil, da pri zelo nizki masni koncentraciji nosilca, tudi pri debelini biofilma 295 μm, ni mogoče doseči stabilne hitrosti odstranjevanja pri obdelavi ognjevarne odpadne vode z reaktorjem za zračni dvig. Vendar pa je pri koncentraciji nosilca 20-30 g/L, tudi če je le 20 % nosilcev imelo 75 μn debele biofilme, reaktor še vedno lahko dosegel stabilno (98 %) stopnjo odstranitve z obremenitvijo COD do 58 kg/(m3-}d).

 

2. Koncentracija suspendiranih mikrobov

Na splošno velja, da se z večanjem koncentracije suspendiranih mikroorganizmov povečuje možnost morebitnega stika med mikroorganizmi in nosilcem. Rezultati številnih študij so pokazali, da obstaja kritična koncentracija suspendiranih mikroorganizmov med mikrobno pritrditvijo; ko se koncentracija mikrobov poveča, se poveča transport mikrobov s pomočjo koncentracijskih gradientov.

Pred kritično vrednostjo sta prenos in difuzija mikrobov iz tekoče faze na nosilno površino kontrolni korak; ko je ta kritična vrednost presežena, sta pritrditev in imobilizacija mikrobov na površini nosilca omejena z efektivno površino nosilca in nista več odvisna od koncentracije suspendiranih mikroorganizmov. Vendar pa po ravnovesju pritrditve in imobilizacije količino mikroorganizmov na nosilni površini določajo mikroorganizmi in lastnosti nosilne površine.

3. Aktivnost suspendiranih mikroorganizmov

Mikrobno aktivnost običajno opisujemo s specifično hitrostjo rasti (μ) mikroorganizmov, to je hitrostjo rasti in razmnoževanja mikroorganizmov na enoto mase. Zato je pri proučevanju vpliva mikrobne aktivnosti na začetne faze nastajanja biofilma ključnega pomena nadzor specifične stopnje rasti suspendiranih mikroorganizmov. Rezultati študije nastajanja heterotrofnih biofilmov Bryersa et al. je pokazalo, da sta bila količina in začetna hitrost pritrditve in fiksacije nitrifikacijskih bakterij na površini nosilca sorazmerni z aktivnostjo suspendiranih nitrifikacijskih bakterij.

① Ko je biološka aktivnost suspendiranih mikroorganizmov visoka, je njihova sposobnost izločanja zunajceličnih polimorfov večja.

② Raven energije, na kateri živijo mikroorganizmi, je neposredno povezana z njihovo stopnjo rasti.

③ Površinska struktura mikroorganizmov se spreminja glede na njihovo aktivnost.

④ Čas stika mikrobov z nosilcem.

⑤ Hidravlični retencijski čas (HRT).

⑥ pH tekoče faze.

⑦ Hidrodinamična strižna sila.

Vplivni dejavniki v procesu biofilma MBBR

1. Sile v procesu MBBR Biofilm

Neposredno prispeva k neposredni interakciji med mikroorganizmi in površino nosilca ter igra ključno vlogo v celotnem procesu biofilma MBBR.

2. Učinek hidrofilnosti nosilne površine

Površina nosilca GPUC vsebuje hidrofilne skupine, kot so -OH in amidne skupine, večina mikroorganizmov pa ima dobro hidrofilnost, površina nosilca in površina mikroorganizma pa lahko tvorita strukturo vodikove vezi; medtem pa je prosta energija hidrofilne nosilne površine nižja od proste energije hidrofobne nosilne površine in mikroorganizmi v vodi se bolj verjetno približajo hidrofilni nosilni površini za adsorpcijo in rast.

3. Vpliv temperature na MBBR biofilm

Primerno temperaturno območje za aerobne mikroorganizme je 10 ~ 35 stopinj. Temperatura vode ima večji vpliv na rast nitrifikacijskih bakterij in hitrost nitrifikacije. Primerna temperatura rasti za večino nitrificirajočih bakterij je 25 ~ 30 stopinj, ko je temperatura nižja od 25 stopinj ali višja od 30 stopinj, se rast nitrifikacijskih bakterij upočasni, pod 10 stopinjami se rast nitrifikacijskih bakterij in nitrifikacija znatno upočasni .

Biofilmirani test MBBR je bil izveden pri 10 stopinjah, 20 stopinjah in 35 stopinjah, med celotnim postopkom obešanja filma pa so izmerili tudi količino mikroorganizmov, pritrjenih na polnilo. Rezultati so pokazali, da: pri 10 stopinjah se je biofilm MBBR začel počasi in trajalo je 7 dni, da se je očiten biofilm pritrdil, biofilm MBBR pa je dozorel po 21 d, največja količina vezane biomase pa je bila 2,1 g/L; pri 35 stopinjah se je medij MBBR začel biofilmovati po 4 d, MBBR z biofilmom pa je dozorel. Največja količina pritrjenega biofilma je bila 3,5 g/l po približno 19 d. Pri približno 20 stopinjah se je biofilm začel oblikovati po 2 dneh, največja količina pritrjenega biofilma pa je bila 5,7 g/L po približno 10 dneh. Vidimo lahko, da učinek temperature na visečo folijo ni bil zelo očiten, biofilm pa se je lahko oblikoval na površini polnila znotraj 15-30 stopinj, viseča folija pa se je začela hitreje.

Temperatura je ključni dejavnik, ki vpliva na biološko aktivnost in presnovno zmogljivost, njen vpliv na reakcijski proces nitrifikacije pa je predvsem v vzorcu rasti in biološki aktivnosti nitrificirajočih bakterij.

Vpliv temperature na biološko aktivnost se kaže kotvpliv na hitrost biokemične reakcijeinvpliv na hitrost prenosa kisika.

 

Nosilni medij Aquasust Biofilm MBBR v prezračevalni posodi v dveh mesecih

4. Vpliv specifične površine nosilca MBBR in hrapavosti površine na učinkovitost adhezije biofilma

Velika specifična površina in hrapavost izboljšata sposobnost nosilca za zajemanje mikroorganizmov. Nosilci z veliko površinsko hrapavostjo imajo močnejšo prerazporeditveno sposobnost toka vode, tako da ima tok vode v reaktorju manjšo strižno silo na biofilm na nosilcu, hkrati pa zagotavlja ugodno notranje okolje za mešanje in stik med mikroorganizmi in substratom. , ki spodbuja kopičenje biofilma na površini embalaže. Hrapava površina ima debelejšo laminarno mejno plast kot gladka površina, ki lahko zagotovi dobro statično hidrodinamično okolje in se tako izogne ​​škodljivemu učinku strižnega toka vode na rast pritrjenih mikroorganizmov.