Proces reaktora biofilmu z ruchomym złożem (MBBR).

Proces MBBR jest rodzajem procesu związanego wzrostu. W reaktorach MBBR mikroorganizmy są mocowane na ruchomych nośnikach w celu usuwania węgla i/lub nitryfikacji. Plastikowe nośniki są specjalnie zaprojektowane, aby zapewnić sprzyjające środowisko dla trwałego i stabilnego wzrostu drobnoustrojów, o gęstości nieco niższej niż woda.

 

Proces MBBR działa z ciągłym napowietrzaniem. Celem doprowadzenia powietrza jest dostarczenie tlenu potrzebnego mikroorganizmom oraz zapewnienie zawieszenia nośników.

 

Ścieki z reaktora wraz z mieszaniną osadów kierowane są do dalszych oczyszczalni lub osadników. Pewna część osadzonego osadu jest zawracana do wlotu procesu MBBR. Do zatrzymywania nośników w reaktorze stosuje się statyczne ekrany z rozstawem prętów odpowiadającym rozmiarowi nośników, jak pokazano na poniższym schemacie:

Nośniki pomocnicze występują w dwóch postaciach, jak pokazano na schemacie: a. MBBR C, stosowany do oczyszczania zanieczyszczeń węglowych; B. MBBR N jest stosowany głównie do obróbki nitryfikacyjnej.

Przed wejściem ścieków do reaktora MBBR wymagana jest skuteczna obróbka wstępna, taka jak osadnik wstępny lub filtr drobnocząsteczkowy.

1.MBBR C

MBBR C wykorzystuje materiał polietylenowy jako okrągłe nośniki mediów o średnicy 45 mm i długości 35 mm. Powierzchnia właściwa wynosi około 310m²/m³, a rozstaw prętów ekranu statycznego wynosi 25mm.

MBBR C to wysokoobciążeniowy proces biologiczny (obciążenie objętościowe do 30 kg ChZT/(m³·d)), stosowany głównie do oczyszczania ścieków przemysłowych, przy maksymalnym stopniu wypełnienia medium wynoszącym 40 procent objętości reaktora.

W zależności od celów leczenia proces ten może być wykorzystany do:

①Oczyszczanie wstępne przed procesami osadu czynnego, często stosowane w zmodernizowanych oczyszczalniach ścieków.

②Wtórne procesy sedymentacji w procesach dwustopniowego oczyszczania lub flotacji niektórych ścieków przemysłowych.

Dwa schematy pokazano na schemacie:

2.MBBR N

MBBR N również wykorzystuje materiał polietylenowy jako okrągłe nośniki mediów, ale mniejsze niż te stosowane w MBBR C: średnica 10 mm i długość 7 mm. Efektywna powierzchnia właściwa jest większa i wynosi około 870m²/m³. Rozstaw prętów ekranu statycznego wynosi 5 mm.

MBBR N ma dwa różne zastosowania:

① Reakcja nitryfikacji wstępnie oczyszczonej wody w reaktorze MBBR, po której następuje reakcja denitryfikacji w strefie beztlenowej poprzez recyrkulację mieszanej cieczy i recyrkulację osadu (określana jako MBBR CN). System ten jest podobny do tradycyjnych systemów osadu czynnego ukierunkowanych na zintegrowaną denitryfikację, z tą główną różnicą, że minimalny wiek osadu nie jest już parametrem ograniczającym projektową objętość zbiorników tlenowych, co skutkuje znacznym zmniejszeniem wymaganej objętości zbiornika tlenowego (zmniejszona do około 1/3). Dodatkowo, ze względu na krótszy wiek osadów i zróżnicowaną populację bakterii heterotroficznych, można osiągnąć wyższe wskaźniki denitryfikacji. MBBR CN nadaje się szczególnie do:

a.Modernizacja oczyszczalni ścieków bez większych modyfikacji: Istniejące reaktory można podzielić na dwie niezależne strefy (beztlenową i MBBR CN) w celu zwiększenia wydajności zasilania systemu napowietrzania. Instalacja pomp recyrkulacyjnych cieczy mieszanych i statycznych ekranów zatrzymujących media umożliwia oczyszczalni ścieków zaprojektowanej pierwotnie do usuwania zanieczyszczeń zawierających węgiel tylko osiągnięcie standardów zrzutu TN.

b.Małe oczyszczalnie ścieków zlokalizowane w zimnych regionach lub doświadczające sezonowych wahań ładunków zanieczyszczeń: Bakterie przyczepione do nośników zapewniają szybki rozruch po wyłączeniu i utrzymują nitryfikację nawet w warunkach niskich temperatur.

② Obróbka głębokiej nitryfikacji jest stosowana do ścieków z wtórnego oczyszczania, po czym następuje separacja ciało stałe-ciecz (MBBR N). Głównym celem jest usunięcie azotu amonowego lub spełnienie norm zrzutu TKN (całkowity azot Kjeldahla). Proces MBBR N nadaje się również do ścieków o wysokim stężeniu azotu amonowego, takich jak obróbka nitryfikacyjna osadu powracającego ze zbiornika nitryfikacyjnego.

Dwa schematy aplikacji przedstawiono na poniższym schemacie:

3. Zalety i wady

Proces MBBR oferuje następujące kluczowe zalety:

① Szybkie i skuteczne usuwanie zanieczyszczeń węglowych [ładunek objętościowy dopływu do 30kg ChZT/(m³·d)] i azotu amonowego [ładunek objętościowy do 0,6kg NH plus 4-N/ (m³·d)].

②Znaczne zmniejszenie objętości reaktora.

③ Stabilna wydajność leczenia z dużą odpornością na obciążenia udarowe.

④ Nadaje się do modernizacji i rozbudowy oczyszczalni ścieków.

Jednak proces MBBR ma następujące wady:

① Osiągnięcie dokładnego usunięcia azotu całkowitego ze ścieków o niskim stosunku BZT/TKN i wysokim stężeniu TKN może być trudne.

② Natura osadu resztkowego powstającego w procesach oczyszczania biochemicznego o średnim obciążeniu może być niestabilna.