MBBR biyofiller film oluşumunu etkileyen faktörlerin analizi

1. Çözünmüş oksijenin (DO) MBBR yöntemi üzerindeki etkisi

Eş zamanlı nitrifikasyon-denitrifikasyon biyolojik denitrifikasyon prosesinde MBBR , DO konsantrasyonu, eş zamanlı nitrifikasyon-denitrifikasyonu etkileyen önemli bir sınırlayıcı faktördür. DO konsantrasyonunun kontrol edilmesiyle biyofilmin farklı kısımları aerobik bölgeler veya anoksik bölgeler oluşturabilir, böylece eş zamanlı nitrifikasyon ve denitrifikasyon elde etmek için fiziksel koşullar sağlanır. Teorik olarak, DO kütle konsantrasyonu çok yüksek olduğunda, DO biyofilme nüfuz edebilir ve içeride anoksik bir bölge oluşmasını zorlaştırabilir. Büyük miktarda amonyak nitrojeni nitrat ve nitrite oksitlenir, böylece atık sudaki TN yüksek kalır. ; Aksine, eğer DO konsantrasyonu çok düşükse, biyofilm içinde anaerobik bölgenin büyük bir kısmı oluşacak ve biyofilmin denitrifikasyon kapasitesi artacaktır (atık sudaki nitrat nitrojen ve nitrit nitrojen konsantrasyonlarının her ikisi de çok düşüktür). . Bununla birlikte, yetersiz DO tedariki nedeniyle, MBBR Prosesin nitrifikasyon etkisi azalır, bu da atık sudaki amonyak nitrojen konsantrasyonunun artmasına neden olur, bu da atık suyun TN'sinin artmasına neden olur ve nihai arıtma etkisini etkiler.
Kentsel evsel atık su DO'nun arıtılmasına yönelik MBBR yöntemi için optimal değer: DO kütle konsantrasyonu 2 mg/L'nin üzerinde olduğunda, DO'nun MBBR'nin nitrifikasyon etkisi üzerinde çok az etkisi vardır. Amonyak nitrojen giderme oranı %97-99'a ulaşabilir ve atık amonyak nitrojen giderilebilir. 1,0 mg/L'nin altında tutun; DO kütle konsantrasyonu 1,0 mg/L civarında olduğunda, amonyak nitrojen giderme oranı %84 civarındadır ve atık amonyak nitrojen konsantrasyonu önemli ölçüde artar. Ayrıca havalandırma tankındaki DO çok yüksek olmamalıdır. Aşırı çözünmüş oksijen, organik kirleticilerin çok hızlı ayrışmasına neden olabilir, bu da mikroorganizmalar için besin eksikliğine neden olur ve aktif çamur yaşlanmaya yatkındır ve gevşek bir yapıya sahiptir. Ayrıca DO'nun çok yüksek olması durumunda aşırı enerji tüketilir ve bu da ekonomik açıdan uygun değildir.

MBBR yöntemi, nihai kanalizasyon arıtımını gerçekleştirmek için çoğunlukla askıda dolgu maddeleri kullandığından, DO'nun askıda kalan dolgu maddeleri üzerindeki etkisi aynı zamanda tüm arıtma sonuçlarının anahtarıdır. Havalandırma etkisi altında su, dolgu maddesiyle birlikte akışkanlaşır ve su akışının türbülans derecesi, gaz-sıvı arayüzünün yenilenmesini ve oksijen transferini hızlandıran, oksijen transfer hızını artıran, dolgu maddesi olmayandan daha yüksektir. . Dolgu sayısı arttıkça dolgular arasındaki kesme ve türbülans etkisi, hava akışı ve su akışı güçlenmeye devam etmektedir. Dolgunun doluluk oranı %60'a ulaştığında, dolgunun sudaki akışkanlaştırma etkisi kötüleşir ve su kütlesinin türbülans derecesi de azalır, bu da oksijen transfer hızının düşmesine ve oksijen kullanım oranının azalmasına neden olur. Bu nedenle, farklı su kalitesi türleri için ÇO miktarının kontrol edilmesi, tüm prosesin nihai arıtma sonucu açısından çok önemlidir.

2. Hidrolik alıkonma süresinin MBBR prosesine etkisi

Uygun hidrolik bekletme süresi (HRT), arıtma etkisini ve ekonomik proje yatırımını sağlamak için önemli bir kontrol faktörüdür. Hidrolik alıkonma süresinin uzunluğu, sudaki organik madde ile biyofilm arasındaki temas süresini doğrudan etkileyecektir ve bu da organik maddenin mikroorganizmalar tarafından adsorpsiyonu ve bozunma verimliliğini etkileyecektir. Bu nedenle farklı kanalizasyon türleri için ekonomik ve makul bir HRT bulmak önemli konulardan biridir. Yurt içinde ve yurt dışında HRT üzerine yapılan araştırmalar, HRT'nin etkisinin incelenmesiyle sınırlı olmayıp, makroskobik etkilerin deneyler yoluyla kavranmasına yöneliktir.
Normal koşullar altında, HRT'nin kademeli olarak uzatılmasıyla atık sudaki KOİ konsantrasyonu kademeli olarak azalacaktır. Evsel deneylerin çoğu, hidrolik tutma süresinin uzamasıyla atık sudaki ortalama KOİ konsantrasyonunun azaldığına inanmaktadır. Hidrolik tutma süresini kısaltmak için dolgu oranının arttırılması (%70'e kadar) sağlanabilir. Atık su kalitesine yönelik gereksinimler yüksek olmadığında dolgu maddesi oranı azaltılabilir. Ek olarak, test sonuçları şunu göstermektedir: orta ve düşük amonyak nitrojen yükü koşullarında, HRT azaldıkça, amonyak nitrojeninin yüzey yükü kademeli olarak artarken, giderim oranı orijinal seviyeyi korur veya belirli bir dereceye kadar artar; Amonyak nitrojen yükü yüksek seviyeye çıktığında HRT azaldıkça amonyak nitrojen giderim oranı da giderek azalır.

3. Su sıcaklığının MBBR yöntemine etkisi

Mikroorganizmaların fizyolojik aktivitelerini etkileyen çeşitli faktörler arasında sıcaklığın rolü çok önemlidir. Uygun bir sıcaklık, mikroorganizmaların fizyolojik aktivitelerini teşvik edebilir ve güçlendirebilir; Uygun olmayan bir sıcaklık, mikroorganizmaların fizyolojik aktivitelerini zayıflatabilir ve hatta yok edebilir. Uygunsuz sıcaklık aynı zamanda mikroorganizmaların morfolojisinde ve fizyolojik özelliklerinde değişikliklere yol açabilir, hatta mikroorganizmaların ölümüne neden olabilir. Mikroorganizmaların optimum sıcaklığı, bu sıcaklık koşulu altında mikroorganizmaların fizyolojik aktivitelerinin güçlü ve kuvvetli olduğu anlamına gelir; bu da hızlı fisyon hızı ve çoğalma açısından kısa oluşum süresiyle kendini gösterir. MBBR yöntemi esas olarak biyofilmlerdeki çeşitli mikroorganizma türlerinin metabolizması yoluyla atık sudaki organik kirleticileri ayrıştırır. Bu nedenle, biyofilm büyümesinin kalitesi, özellikle nitrifikasyon bakterileri ve denitrifikasyon bakterileri için atık su arıtımının nihai sonucuyla doğrudan ilişkili olacaktır. Genel olarak konuşursak, uzun bir büyüme döngüsüne sahiptirler ve çevresel değişikliklere karşı çok hassastırlar. Nitrifikasyon bakterileri için uygun sıcaklık 20°C-30°C'dir ve denitrifikasyon bakterileri için uygun sıcaklık 20°C-40°C'dir. Sıcaklık 15°C'nin altına düştüğünde, her iki bakteri türünün aktivitesi azalır ve 5°C'de tamamen durur, dolayısıyla sıcaklıktaki değişiklikler bu tür bakterilerin büyümesini doğrudan etkileyecektir.
Amonyak nitrojen dolgu maddesinin yüzey yükünün değişimi temel olarak su sıcaklığının değişim eğilimi ile tutarlıdır. Su sıcaklığı düşük olduğunda dolgunun yüzey yükü düşüktür. Su sıcaklığı yüksek olduğunda dolgu maddesinin yüzey yükü, su sıcaklığı düşük olduğu zamana göre yaklaşık 15 kat daha fazladır. Nitrifikasyon bakterilerinin sıcaklıktan büyük oranda etkilendiği, düşük sıcaklık koşullarında ise aktivitelerinin zayıf olduğu görülmektedir.

4. pH değerinin MBBR yöntemine etkisi

Mikroorganizmaların fizyolojik aktiviteleri ortamın pH'ı ile yakından ilişkilidir. Mikroorganizmalar ancak uygun pH koşullarında normal fizyolojik aktivitelerini gerçekleştirebilirler. pH değeri uygun değerden çok fazla saparsa mikrobiyal enzim sisteminin katalitik işlevi zayıflayacak, hatta yok olacaktır. Farklı mikroorganizma türlerinin fizyolojik aktivitelerinin uyarlandığı pH değerleri belli bir aralığa sahiptir. Bu aralık içerisinde ayrıca en düşük pH değeri, optimum pH değeri ve en yüksek pH değeri olarak da ayrılabilirler. En düşük veya en yüksek pH ortamında mikroorganizmalar hayatta kalabilmelerine rağmen fizyolojik aktiviteleri zayıftır, ölüme eğilimlidirler ve çoğalma hızları büyük ölçüde azalır. Atık suyun biyolojik arıtımında yer alan mikroorganizmalar için optimal pH aralığı genellikle 6,5-8,5 arasındadır. Biyofilm yöntemi ile aktif çamur yöntemini birleştiren bir süreç olan MBBR yöntemi, organik madde bozunması amacına ulaşmak için mikroorganizmaların büyümesine de dayanır. Bu nedenle, mikroorganizmaların optimum pH aralığını korumak, iyi kanalizasyon arıtma sonuçları elde etmek için gerekli bir koşuldur. Kanalizasyonun (özellikle endüstriyel atık suyun) pH değeri büyük ölçüde değiştiğinde, kanalizasyonun pH değerini uygun bir aralığa ayarlamak için bir düzenleme tankı kurmayı düşünmek gerekir. Havalandırma gerçekleştirin.

5. Diğer faktörlerin MBBR yöntemine etkisi

Her özel test koşuluna bağlı olarak birçok farklı etkileyici faktör vardır. Örneğin havalandırma hacminin boyutu. Havalandırma hacmi çok küçükse dolgu maddesinin yuvarlanması ve akışkanlaşması zor olacaktır. Havalandırma hacmi çok büyükse erken aşamada biyofilmin oluşması zor olacaktır. Örneğin hava-su oranı genellikle (3~4) seviyesinde kontrol edilir. Böyle bir hava hacmi, reaktördeki dolgu maddesinin eşit şekilde dolaşmasını ve dönmesini sağlayabilir; bulanıklığın da belirli bir aralıkta kontrol edilmesi gerekir. İlgili araştırma sonuçları, yüksek bulanıklığın, bazı askıda katı maddelerin biyofilm yüzeyini kolayca kaplayarak biyolojik oksidasyonun ilerlemesini engellediğini göstermektedir. Arıtma veriminde önemli bir düşüşe neden olur ve aynı zamanda salmastra tıkanmalarına neden olmak kolaydır. COD hacimsel yükünün de kaldırma oranı üzerinde büyük etkisi vardır. Araştırmalar KOİ giderme oranının 0,48-2,93kg/(m3·d) KOİ hacimsel yükü aralığında olduğunu göstermektedir. Temel olarak %60-%80'de stabildir. Aynı hidrolik tutma süresi altında KOİ giderme oranı yük ile orantılı olarak artar. Bunun nedeni, giriş suyundaki KOİ konsantrasyonu düşük olduğunda, organik maddenin mikrobiyal bozunma hızının da küçük olması ve bozunma kabiliyetinin tam olarak kullanılamamasıdır. Giriş suyundaki KOİ konsantrasyonu arttığında, biyofilm mikroorganizmalarının büyümesini teşvik eder ve bozunma oranını arttırır, böylece KOİ giderim oranı artar. Yukarıdaki faktörlerin her birinin kanalizasyon arıtımı üzerinde değişen derecelerde etkisi olacaktır. Ayrıca besinler, toksik maddeler vb. de vardır. Bu maddeler mikroorganizmaların büyüme ihtiyaçlarından çok fazla saparsa, kanalizasyon arıtmanın nihai sonuçları üzerinde etkisi olacaktır. Belirli koşullara ve gereksinimlere göre MBBR yönteminin nihai sonucunu esas olarak hangi faktörün etkilediğini belirlememiz gerekir.