Bioplėvelės mokslas: gilus pasinėrimas į mikrobų pasaulį MBBR Media platformoje

An MBBR (judančio sluoksnio bioplėvelės reaktoriaus) sistema Gali atrodyti tik kaip bakas, pripildytas plūduriuojančių plastikinių nešiklių, tačiau kiekvienas iš šių nešiklių palaiko gyvą bioplėvelę – gleivėtą sluoksnį, kuriame auga ir veikia kartu bakterijos, grybeliai ir kiti mikrobai. Ši mikrobų bendruomenė yra proceso variklis, nuolat skaidantis teršalus ir valantis nuotekas. Būtent šis paslėptas komandinis darbas bioplėvelės viduje daro MBBR technologiją efektyvia ir patikima, paversdamas paprastai atrodančią sistemą galingu įrankiu šiuolaikiniams valymo įrenginiams.

Kaip bioplėvelė formuoja ir valo nuotekas: techninis tyrimas.

Kai naujas MBBR vežėjas Įdedamas į rezervuarą, jis iš pradžių yra švarus plastiko gabalas, tačiau per kelias valandas bakterijos iš nuotekų prisitvirtina prie jo paviršiaus ir gamina lipnias medžiagas, kurios padeda joms išsilaikyti. Tai žymi bioplėvelės, kuri per kelias dienas tirštėja ir sudaro sluoksniuotą ekosistemą, formavimosi pradžią. Išoriniame sluoksnyje aerobinės bakterijos naudoja deguonį organinėms atliekoms skaidyti į paprastesnius junginius, tokius kaip anglies dioksidas ir vanduo, o giliau, kur deguonies yra ribotas, anaerobiniai mikrobai redukuoja nitratus į azoto dujas, kurios išsiskiria į orą. Šis natūralus aerobinių ir anaerobinių zonų mišinys tame pačiame nešiklyje daro sistemą labai efektyvią. Bioplėvelei augant, senesnės dalys galiausiai nusilupa, sudarydamos vietos naujiems sluoksniams ir išlaikydamos proceso pusiausvyrą neužsikimšdamos. Operatoriams tai reiškia, kad nešikliai laisvai juda vandenyje, mikrobai nuolat kontaktuoja su nuotekomis, o sistema išlaiko patikimą veikimą net ir tada, kai keičiasi įeinantys kroviniai, kitaip nei tradicinėse aktyviojo dumblo sistemose, kurioms reikalinga nuolatinė kontrolė.

Pagrindiniai aplinkos veiksniai, darantys įtaką bioplėvelės aktyvumui (temperatūra, pH, ištirpęs deguonis).

Bioplėvelė MBBR sistema ne šiaip gerai auga bet kur – jis labai priklauso nuo aplinkos, ypač temperatūros, pH ir ištirpusio deguonies (DO). Temperatūra kontroliuoja mikrobų darbo greitį, dauguma klesti 20–35 °C temperatūroje. Šaltesnis vanduo juos sulėtina, o per didelis karštis gali juos pažeisti arba sunaikinti, todėl šaltuose regionuose augantys augalai dažnai papildomai izoliuoja arba šildo augalus. pH taip pat svarbus, idealus diapazonas yra nuo 6.5 iki 8.0. Per rūgštus arba šarminis vanduo apsunkina bakterijų išgyvenimą, todėl operatoriai jį kasdien stebi ir prireikus koreguoja cheminėmis medžiagomis. DO yra labai svarbus aerobinėms bakterijoms, esančioms ant išorinio bioplėvelės sluoksnio, paprastai palaikomas 2–4 mg/l. Per mažas deguonies kiekis reiškia prastą atliekų skaidymą ir nemalonius kvapus, o per didelis aeravimas eikvoja energiją ir gali pašalinti bioplėvelę nuo nešiotojų. Šių trijų veiksnių pusiausvyra užtikrina stabilų bioplėvelės augimą, todėl net ir šiuolaikines MBBR sistemas vis dar reikia reguliariai stebėti, panašiai kaip palaikyti sveiką žuvų baką, tik didesniu mastu.

„Decycle“ dizainas: kaip mūsų žiniasklaidos paviršiaus architektūra skatina optimalų mikrobų prisitvirtinimą ir augimą.

„Decycle“ MBBR terpė sukurta taip, kad suteiktų bioplėvelei geriausią įmanomą aplinką, subalansuojant paviršiaus plotą, tekstūrą ir vidinę geometriją. Kiekvienas nešiklis turi didelį paviršiaus ir tūrio santykį, tarsi kompaktiškas miestas, pilnas mikrobų gyvenamųjų butų, todėl gali prisitvirtinti daugiau bakterijų ir išvalyti nuotekas neužpildant rezervuaro. Šiek tiek šiurkštus, raštuotas paviršius leidžia pirmajam mikrobų sluoksniui lengvai įsikibti ir išsilaikyti vietoje, todėl aeracijos metu jie nėra išplaunami. Viduje atviri kanalai leidžia vandeniui ir deguoniui laisvai judėti, todėl kiekviena bioplėvelės dalis gauna tai, ko jai reikia, vengiant negyvų zonų, kuriose augimas galėtų per daug sustorėti. Ši konstrukcija palaiko tiek aerobines, tiek anoksines bakterijas, todėl sistema vienu metu gali pašalinti organines medžiagas ir azotą. Operatoriams tai reiškia stabilų veikimą, nereikalauja daug priežiūros ir patikimus rezultatus net ir netikėtai pasikeitus nuotekų srautui ar apkrovai.

Mikroskopinis vaizdas: SEM vaizdų palyginimas („Decycle Media“ ir „Generic Media“).

Pažvelgus MBBR vežėjai Skenuojančiu elektroniniu mikroskopu (SEM) galima pamatyti detales, kurių nematome akimi – mažyčius keterelius, poras ir tekstūras, kurios lemia, kaip susidaro bioplėvelė. „Decycle“ terpė išsiskiria tuo, kad jos paviršius turi smulkius raštus ir mikrogriovelius, kurie veikia kaip bakterijų tvirtinimo taškai, padėdami joms tvirtai prilipti net tada, kai aeracija maišo rezervuarą. Tuo tarpu įprastos terpės dažnai atrodo lygios ir paprastos, todėl bioplėvelė prisitvirtina ne taip tvirtai ir gali lengviau nusiplauti esant didžiausiam srautui. Kitas aiškus skirtumas yra tai, kaip bioplėvelė plinta. „Decycle“ terpės SEM vaizduose paprastai matomas tolygus mikrobų sluoksnis visame paviršiuje, o įprastos terpės linkusios augti netolygiai, todėl kai kurios sritys lieka nepakankamai išnaudotos. Valymo įrenginiams šie mikroskopiniai pranašumai reiškia stabilesnį veikimą, geresnį staigių apkrovos pokyčių valdymą ir mažesnę sistemos sutrikimų riziką. Trumpai tariant, stiprus ir tolygus bioplėvelės augimas reiškia patikimesnį nuotekų valymą.