ما هي معالجة مياه الصرف الصحي MBBR وكيف تعمل؟ شرح مفصل لعملية MBBR

MBBR هو المبدأ الأساسي لاستخدام طريقة الأغشية الحيوية. ومن خلال إضافة كمية معينة من الحاملات المعلقة إلى المفاعل، يتم زيادة الكتلة الحيوية والأنواع البيولوجية في المفاعل، وبالتالي تحسين كفاءة المعالجة في المفاعل. وبما أن كثافة الحشو قريبة من كثافة الماء، فإنه يمتزج بالكامل مع الماء أثناء التهوية، والبيئة التي تنمو فيها الكائنات الحية الدقيقة هي الغاز والسائل والصلب.

 

ستفحص هذه المقالة عملية MBBR عن كثب، وتشرح كيفية عملها وكيف يمكن مقارنتها بالتقنيات الأخرى.

 

 

1. مبدأ عملية MBBR

 

يتمثل مبدأ عملية MBBR في زيادة الكتلة الحيوية والأنواع البيولوجية في المفاعل عن طريق إضافة كمية معينة من الحاملات المعلقة إلى المفاعل، وبالتالي تحسين كفاءة المعالجة في المفاعل. وبما أن كثافة الحشو قريبة من كثافة الماء، فإنه يمتزج بالكامل مع الماء أثناء التهوية، وتكون بيئة النمو الميكروبي هي الغاز والسائل والصلب على ثلاث مراحل. إن تأثير التصادم والقص للحامل في الماء يجعل فقاعات الهواء أصغر ويزيد من معدل الاستفادة من الأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، كل حامل لديه أنواع بيولوجية مختلفة في الداخل والخارج، مع نمو بعض اللاهوائيات أو البكتيريا الاختيارية في الداخل، وبكتيريا جيدة الزراعة في الخارج، بحيث يكون كل حامل عبارة عن مفاعل دقيق، بحيث توجد تفاعلات النترجة ونزع النتروجين في نفس الوقت. ، وبالتالي تحسين تأثير العلاج.

 

تجمع عملية MBBR بين مزايا كل من الطبقة المميعة التقليدية وطريقة الأكسدة بالتلامس البيولوجي. إنها طريقة جديدة وفعالة لمعالجة مياه الصرف الصحي. إنه يعتمد على التهوية في خزان التهوية وتأثير الرفع لتدفق المياه لجعل الناقل في حالة مميعة، ثم تشكيل تعليق. الحمأة المنشطة المتنامية والأغشية الحيوية المرفقة تجعل الأغشية الحيوية ذات الطبقة المتحركة تستخدم مساحة المفاعل بالكامل، إفساح المجال كاملاً لمزايا كل من كائنات الطور المتصل والطور المعلق، حتى يتمكنوا من الاستفادة من نقاط قوتهم وتجنب نقاط الضعف ليكملوا بعضهم البعض. تختلف عن الحشوات السابقة، يمكن أن تتلامس الحشوات المعلقة مع مياه الصرف الصحي بشكل متكرر ومرات عديدة، لذلك يطلق عليها "الأغشية الحيوية المتحركة".

 

2. مزايا وعيوب MBBR

 

بالمقارنة مع طريقة الحمأة المنشطة وطريقة الأغشية الحيوية ذات الحشو الثابت، فإن MBBR لا تتمتع بالكفاءة العالية والمرونة التشغيلية لطريقة الحمأة المنشطة فحسب، بل تتميز أيضًا بخصائص مقاومة حمل الصدمات وعمر الحمأة الطويل والحمأة المتبقية الأقل في الطريقة التقليدية. طريقة الأغشية الحيوية.

 

مزايا:

 

(1) خصائص التعبئة

 

تصنع الحشوات في الغالب من مادة البولي إيثيلين والبولي بروبيلين وموادها المعدلة ورغوة البولي يوريثان وغيرها. وتكون الجاذبية النوعية قريبة من كثافة الماء، بشكل رئيسي أسطواني وكروي. من السهل تعليق الفيلم، ولا يتكتل، ولا يحجب، وسهل التقشير.

 

(2) قدرة جيدة على نزع النتروجين

 

يتم تشكيل بيئة هوائية ونقص الأكسجين واللاهوائية على العبوة، ويمكن أن تحدث تفاعلات النترجة ونزع النتروجين في مفاعل واحد، مما له تأثير جيد على إزالة نيتروجين الأمونيا.

 

(3) تأثير جيد لإزالة المواد العضوية

 

تركيز الحمأة في المفاعل مرتفع نسبيًا، وتركيز الحمأة العام يبلغ 5-10 أضعاف تركيز طريقة الحمأة المنشطة العادية، والذي يمكن أن يصل إلى 30-40 جم/لتر. تحسين كفاءة المعالجة العضوية، ومقاومة الحمل تأثير قوي.

 

(4) سهولة الصيانة والإدارة

 

ليست هناك حاجة لتركيب كتائف الحشو في خزان التهوية، مما يسهل صيانة الحشو وجهاز التهوية في الجزء السفلي من الخزان، ويوفر الاستثمار والمساحة الأرضية في نفس الوقت.

 

سلبيات

 

(1) تكون مادة الحشو في المفاعل في حالة مميعة بسبب تأثير الرفع للتهوية وتدفق الماء. في الهندسة الفعلية، من المحتمل حدوث ظاهرة تراكم الحشو المحلي. ومن أجل تجنب تراكم التعبئة، من الضروري تحسين ترتيب خط أنابيب التهوية وهيكل المفاعل. يحدد هيكل المفاعل إلى حد كبير خصائصه الهيدروليكية. في الهندسة الفعلية، عندما تكون نسبة العرض إلى الارتفاع لمفاعل واحد حوالي 0.5 ولا يزيد الطول عن 3 أمتار، فمن المفيد أن تتحرك مادة الحشو بالكامل. في التصميم الهندسي الفعلي، ينبغي إجراء عدد كبير من التجارب لتحسين الهيكل والخصائص الهيدروليكية للمفاعل، وتقليل استهلاك الطاقة، وزيادة تحسين الفوائد الاقتصادية لـ MBBR.

 

(2) غالبًا ما يتم تجهيز التدفق السائل للمفاعل بشبكات أو شبكات لتجنب فقدان الحشو، ولكن من السهل أن يسبب الانسداد. في المشروع الفعلي، يمكن إعداد شبكات متحركة للتنظيف اليدوي المنتظم، أو يمكن إعداد جهاز نفخ الهواء لمنع الانسداد.

 

 

1. التصاق الأغشية الحيوية

 

قدرة التصاق البيوفيلم – أهم مؤشر لتقييم جودة الحشو. كمية المرفق الحيوي=مساحة السطح المحمية (تتعلق بتصميم وحالة تشغيل مادة الحشو) × كمية الارتباط البيولوجي لكل وحدة مساحة سطحية (تتعلق بأداء مادة الحشو)

 

2. أداء التعبئة

 

أداء الحشو هو المؤشر الأكثر أهمية لتقييم الالتصاق البيولوجي للحشو

 

(1) أداء سطح الحشو

 

1. هيكل السطح: يعتبر بشكل عام أن خشونة السطح كبيرة وسرعة تعليق الفيلم سريعة.

 

2. إمكانات السطح: بشكل عام، تكون الكائنات الحية الدقيقة مشحونة بشكل سلبي، وسطح الحشو مشحون بشكل إيجابي، وهو مناسب لنمو الكائنات الحية الدقيقة.

 

3. محبة للماء: الميكروبات هي جزيئات محبة للماء، والحشو لديه محبة جيدة للماء ومناسبة للنمو الميكروبي والتصوير.

 

(2) الأداء الهيدروليكي

 

1. المسامية: الحجم الذي يشغله الحشو، المسامية عالية.

 

2. الشكل والحجم: يؤثر على حالة تدفق تدفق المياه وتدفق الهواء.

 

(3) أداء التميع

 

يتعلق الأمر بكثافة الحشو. يجب أن تكون كثافة الحشو 0.97-1.03، ويمكن تحقيق التميع بتهوية أو تقليب أقل.

 

3. تحديد نضج الفيلم المعلق

 

 

(1) الحكم البصري:

 

يتم توزيع البيوفيلم بالتساوي على سطح الناقل، وكلما كان أقرب إلى سطح الناقل، كلما كان أكثر كثافة، وإلا فإنه أكثر مرونة. وفي الوقت نفسه، يصبح لون الناقل أغمق، مما يدل على أن الفيلم الناقل قد دخل مرحلة النضج.

 

(2) الحكم بالمجهر:

 

يحتوي الأغشية الحيوية على بنية كثيفة وأنواع ميكروبية متنوعة. عدد الهدبيات اللاطئة، وديدان الجرس، والديدان المغطاة هي الأغلبية. يشير ظهور عدد صغير من الدوارات والأهداب السباحة إلى نضج الأغشية الحيوية.

 

2. مرحلة زراعة الأغشية الحيوية

 

إن ما يسمى بزراعة الأغشية الحيوية هو إنتاج وتجميع كمية معينة من الكائنات الحية الدقيقة في نظام المعالجة من خلال وسائل معينة، بحيث يصل الأغشية الحيوية الموجودة على الحشو إلى سمك معين، وتشمل طرق زراعتها بشكل أساسي الزراعة الساكنة والزراعة الديناميكية.

 

* زراعة ثابتة

 

إن ما يسمى بالثقافة الساكنة هو: من أجل منع الكائنات الحية الدقيقة الجديدة من الهروب مع الماء، قدر الإمكان توفير وقت الاتصال بين الكائنات الحية الدقيقة وطبقة الحشو، من أجل تسريع تكوين الأغشية الحيوية، في المرحلة الأولية، من أجل تجنب التغذية الفردية لمياه الصرف الصحي، لذلك نسبة C:N: P=100:5:1 لإضافة ركائز مغذية مثل اليوريا والديامين والسكر. أولاً، قم بتلقيح الحمأة (10% من الحجم البيوكيميائي الفعال) ومضخة مياه الصرف الصحي في خزان البيوكيميائية، ثم ابدأ عملية التهوية. يبلغ حجم تكديس مادة الحشو في خزان الكيمياء الحيوية 35%-40% من الحجم الفعال لخزان التفاعل. اتركه لمدة 4-5 ساعة بدون تهوية لتطعيم الكائنات الحية الدقيقة المثبتة على الحشو، ثم قم بالتهوية لمدة ساعة واحدة، ثم الوقوف لمدة ساعتين، وقم بالتهوية لمدة ساعة واحدة، وكرر العملية. بعد 4-5 يوم، تتم تغطية سطح الحشو بالكامل بالأغشية الحيوية. بدأت تدفقات المياه الصغيرة المستمرة من 6 أيام.

 

* التدريب الديناميكي

 

بعد 6 أيام من الاستزراع الممل، نمت طبقة رقيقة من الأغشية الحيوية ذات اللون الأصفر والبني على سطح الحشو، لذلك يتم تغييرها إلى تدفق مستمر للمياه، والزراعة الديناميكية، وضبط كمية الماء، والتحكم في الأكسجين المذاب بين 2 ~ 4 ملغم/لتر (استخدم مقياس الأكسجين المذاب لقياس الأكسجين المذاب). بعد حوالي 15 يومًا، كانت هناك بعض الأميبا والحشرات المتجولة على الحشو (تم ملاحظتها بالمجهر البيولوجي)، وكان الحشو يبدو لزجًا وزلقًا عند لمسه باليد. وبعد 20 يومًا، ظهرت الأوليات مثل السوطيات وديدان الجرس والبكتيريا الحرة المتناعلة. وبعد 20 يومًا من الزراعة، ظهرت الكائنات الميتازوانية مثل الدوارات والديدان الخيطية، مما يشير إلى نمو الأغشية الحيوية. يمكن أن تبدأ العملية الصناعية المستمرة

 

3. مرحلة تدجين الأغشية الحيوية

 

الغرض من التدجين هو اختيار الكائنات الحية الدقيقة التي تتكيف مع جودة المياه الفعلية، والقضاء على الكائنات الحية الدقيقة عديمة الفائدة، وجعل البكتيريا النتروجينية، والبكتيريا النازعة للنتروجين، والبكتيريا المتراكمة الفوسفورية تصبح النباتات السائدة من خلال التدجين لعمليات المعالجة التي لها وظيفة إزالة النتروجين وإزالة الفوسفور. . تتمثل الطريقة المحددة في الحفاظ على التشغيل الطبيعي للعملية أولاً، ثم التحكم الصارم في معلمات التحكم في العملية. يجب التحكم في متوسط ​​الأكسجين المذاب بين 2 إلى 3 ملجم/لتر، ويجب ألا يقل وقت تهوية الخزان الهوائي عن 5 ساعات. خلال هذه العملية، قم بذلك كل يوم لتحديد مؤشرات جودة المياه المختلفة ومعلمات التحكم، عندما يكون متوسط ​​سمك الأغشية الحيوية حوالي 0.2-0.5 مم، ستكون زراعة الأغشية الحيوية ناجحة، حتى تستوفي النفايات السائلة BOD5 وSS وCODCr وغيرها من المؤشرات متطلبات التصميم

 

 

1. كم من الوقت يستغرق تعليق فيلم الحشو أثناء تصحيح أخطاء درجات الحرارة المنخفضة في الشتاء؟

 

في شهر واحد، يمكنها تحقيق المعيار بشكل جيد. إذا كان الفيلم معلقًا، فهو في الواقع عملية. نقسم الفيلم إلى زاويتين. الأول هو أن أعيننا المجردة يمكنها رؤية الغشاء الحيوي الواضح الموجود على مادة الحشو. هذه المرة سوف تستغرق سبعة أيام. والثاني هو أن المعيار يصل إلى المعيار. الوقت، هذه المرة على الأرجح خلال شهر واحد في الشتاء؛ والثالث هو الوقت الذي يكون فيه البيوفيلم ناضجًا تمامًا، وسيكون هذا أطول، لأنه من وجهة نظر مهنية، يتطلب النضج الكامل للبيوفيلم تناوبًا شتويًا وصيفيًا واحدًا على الأقل. يمكن للمستعمرة الموجودة عليها أن تحقق الاستقرار أخيرًا. خلاصة القول، رغم أنه من وجهة نظر أكاديمية، فإن استقرارنا ربما يكون بعد فصل الشتاء والصيف. من وجهة نظر تأثيرنا، يمكن أن يصل الماء إلى المستوى القياسي في غضون 30 يومًا، ومن وجهة نظر العين المجردة، حوالي سبعة أيام.

 

2. هل تحتاج عملية MBBR إلى إضافة عوامل بيولوجية إضافية؟

 

بالمعنى الدقيق للكلمة، لا يتطلب MBBR إضافة عوامل بكتيرية، لذلك يمكن إثراؤه بشكل طبيعي من خلال معلمات التحسين المعقولة، مثل البكتيريا الآزوتية أو البكتيريا النازعة للنتروجين، نظرًا لأن ظروف الغشاء البيولوجي الخاصة به تساعد على ربط البكتيريا ذات الصلة، مثل الأمونيا. في ظل ظروف معينة، فإنه يفضي إلى ارتباط بكتيريا الأمونيا لدينا. ومن ثم، في ظل ظروف مائية خاصة، على سبيل المثال، هناك بعض نوعية المياه التي يصعب تحللها أو نوعية المياه. المصدر وحيد نسبياً، وهناك بعض التلقيحات الإجبارية التي لها تأثيرات خاصة. بهذه الطريقة، يمكن إضافة اللقاحات كالتلقيح الأولي، ولا يلزم إضافة أي إضافات لاحقة. باختصار، ليس من الضروري في ظل ظروف الصرف الصحي المنزلي، وفي ظل بعض ظروف مياه الصرف الصحي المحددة، يمكن استخدامه كاقتراح بحثي لإجراء البحوث ذات الصلة.

 

3. هل يحتاج MBBR إلى إزالة النتروجين والغسل؟

 

أكبر ميزة لـ MBBR هي أنه بالمقارنة مع الأغشية الحيوية التقليدية، فإنه لا يحتاج إلى الغسيل العكسي، لأن الأغشية الحيوية الخاصة به يتم التخلص منها تلقائيًا. من خلال بحثنا، وجدنا أنه عندما تكون الأغشية الحيوية الخاصة بك أكثر نشاطًا، ستكون خلاياها أكثر إفرازات البوليمر الخارجي، وستكون لزوجتها قوية. ثم عندما يتقدم في السن، تقل الإفرازات خارج الخلية، وتضعف لزوجتها، وتتساقط تلقائيًا أثناء عملية التميع، وبعد ذلك سينمو غشاء حيوي جديد، لذلك لا يحتاج إلى غسل.

 

4. ما هو جوهر MBBR؟

 

جوهر MBBR هو اثنان، واحد هو الحشو والآخر هو التميع. يتم استخدام الحشو كحامل. ولا يوجد بحث موحد يوضح مدى تأثير أدائها، ولكن شكلها سيكون له تأثير على التميع. ولذلك، فإن الحشوات الأكثر استخدامًا هي الحشوات الأسطوانية المسطحة في الداخل والخارج، لذلك فإن الأبحاث حول الحشوات مستمرة. يمكنك محاولة معرفة الحشوات المختلفة التي لها أفضل تأثير. ولكن من وجهة نظر هندسية، فإن الأبعاد التي سيتم تقييمها هي الأداء، وسرعة التصوير، وتأثير التثبيت النهائي، والحياة، ومقاومة التآكل، وما إلى ذلك، لذلك من الآن فصاعدا، لا يزال جوهر الناقل المعلق هو التميع.

 

5. ما هو معدل تعبئة نظام MBBR؟

 

نسبة الملء الحدية التي تم التحقق منها حتى الآن هي 67%، وأكبر منطقة هوائية يمكن تحقيقها في المشروع هي 60%، ومنطقة نقص الأكسجين 50%.

 

6. هل يجب تعديل حشو MBBR؟

 

أعتقد أن الحشوات لا تحتاج إلى تعديل. الحشوات الموجودة ليست مشكلة. لقد أثبتت Sprun من خلال العديد من الممارسات الهندسية أن الحشوات لا تزال قادرة على تحقيق نتائج جيدة. في نظري، تعديل الحشو لا يزال فئة بحثية. ليس بعد في فئة الهندسة.

 

7. هل يمكن لـ MBBR أن يعمل عندما تكون درجة حرارة الماء 3 درجات؟

 

الحالات التي يتم ممارستها حاليًا موجودة في شينجيانغ، حيث تكون درجة حرارة الماء حوالي 7 إلى 8 درجات مئوية قادرة على العمل بشكل مستقر. لم يتم مواجهة درجة حرارة الماء بمقدار 3 درجات في الصين، ولكن من المفهوم أن المياه الداخلة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي النرويجية نوردهايم (التي تخدم الألعاب الأولمبية الشتوية) في الخارج هي مياه الجليد والثلج الذائبة، ودرجة حرارة الماء 3 درجات. . بعد الممارسة، يمكن أن تلبي المعيار بشكل ثابت.

 

8. هل سيكون الحشو عرضة لتوسع الحمأة؟

 

السبب الرئيسي لتكوين كتل الحمأة هو البكتيريا الخيطية، لذلك تظهر التقارير الواردة من الخارج أن الحشو يساعد على إضعاف حجم الحمأة لأنه يمكن أن يكسر البكتيريا الخيطية "الطويلة" في نظام الحمأة. إنها كتلة حمأة عادية، وحجم كتلة الحمأة أصغر بكثير من حجم الحشو، ولن تكسر الحمأة، لذلك من الأبحاث الأجنبية، فإن MBBR مفيد في تحسين خاصية ترسيب الحمأة، ومن هندستنا من الناحية العملية، لم يتم العثور على أن النظام الذي يستخدم MBBR له خصائص واضحة لتجميع الحمأة

 

 

*بكالوريوس الطب والجراحةعبارة عن مفاعل بيوفيلم ذو طبقة متحركة، والذي يستخدم وسط غشاء بلاستيكي حر العائم لجعل الكائنات الحية الدقيقة تلتصق بالنمو. يجب أن يظل وسط الغشاء البلاستيكي معلقًا، لذلك يجب أن تكون كثافة المادة قريبة من كثافة الماء، وتهوية مستمرة لإجراء اتصال جيد بين الملوثات والأغشية الحيوية المرفقة، وذلك لإزالة BOD بشكل فعال.

 

مميزات برنامج MBBR:

 

1. البناء البسيط والتشغيل المريح.

 

2. كفاءة إزالة المواد العضوية عالية، وتأثير إزالة النيتروجين والفوسفور جيد.

 

3. ليس من السهل أن يتم حظره ولا يحتاج إلى الغسيل العكسي بانتظام.

 

4. مطلوب عملية الترسيب بعد العلاج.

 

*إم بي آريشير مصطلح المفاعل الحيوي الغشائي إلى عملية تجمع بين تكنولوجيا غشاء الفصل والحمأة المنشطة. يتم غمر معظم المفاعلات الحيوية الغشائية في مياه الصرف الصحي، وتتم معالجة المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي بواسطة الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو على سطح الغشاء.

 

مميزات برنامج MBR:

 

1. يمكن أن تعمل تحت حمل كبير الحجم وحمولة حمأة منخفضة، ومخرج الحمأة المتبقي منخفض (من الناحية النظرية، يمكن تحقيق تفريغ الحمأة صفر)، مما يقلل من تكلفة معالجة الحمأة.

 

2. يمكن الحفاظ على تركيز MLSS العالي في المفاعل، ويكون الحمل الحجمي لجهاز المعالجة مرتفعًا، وبالتالي تقليل مساحة الأرضية.

 

3. تتطلب الكتلة الحيوية الميكروبية العالية تهوية كافية، وبالتالي فإن استهلاك طاقة التشغيل يكون أعلى أيضًا.

 

4. من السهل التسبب في تلوث الغشاء، الأمر الذي يتطلب تنظيف الغشاء بشكل منتظم أو الغسيل العكسي.

 

*إف بي آرمفاعل الأغشية الحيوية ذو القاعدة الثابتة، مبدأ عمله مشابه لـ MBBR، والفرق هو أن الأغشية الحيوية متصلة بكتلة المواد الصلبة الثابتة. توفر التهوية الموجودة أسفل كتلة المادة الصلبة الأكسجين اللازم لنمو الغشاء الحيوي وتتحكم في تنظيف كتلة الفيلم.

 

1. يمكن أن يتكيف مع مياه الصرف الصحي مع تغيرات كبيرة في حجم المياه المؤثرة والمحتوى العضوي.

 

2. إنها أكثر ملاءمة للتشغيل من MBBR ولها استهلاك أقل للطاقة (بسبب التهوية المباشرة في الأسفل).