„Nature“ publikuoja straipsnį apie naują MBBR technologijos proveržį: kaip naujas „V formos nešiklis“ išsprendžia užsikimšimo problemą ir įkvepia naujos gyvybės didelio tankio medijos rinkai.

Neseniai Pietų Korėjos Ulsano nacionalinio mokslo ir technologijų instituto (UNIST) tyrėjų komanda žurnale *Nature Communications* paskelbė naują tyrimą apie MBBR (judančio sluoksnio bioplėvelės reaktoriaus) nešiklių struktūrinį optimizavimą. Tyrėjai pasiūlė V formos nešiklio konstrukciją, vadinamą „hidrotopologine strategija“, kuri leidžia aktyviai kontroliuoti bioplėvelės augimo procesą keičiant vidinius skysčių kelius nešiklio viduje. Pramonės specialistams, kurie jau seniai stebi MBBR biologinių nešiklių technologijos vystymąsi, šis tyrimas patraukė dėmesį ne tik dėl nešiklio formos pasikeitimo, bet ir dėl to, kad juo bandoma išspręsti ilgalaikę inžinerinę problemą: užsikimšimą ir sumažėjusį masės perdavimo efektyvumą, kurį sukelia per didelis bioplėvelės sustorėjimas. Tradicinėse MBBR sistemose, ilgėjant veikimo laikui, mikroorganizmai nuolat prisitvirtina prie nešiklio paviršiaus ir sudaro bioplėveles. Po tam tikro naudojimo laikotarpio šios bioplėvelės sustorėja. Iš tiesų, nors bendra mikrobų biomasė sistemoje didėja, o tai teoriškai turėtų pagerinti bendrą efektyvumą, faktinis deguonies ir teršalų difuzijos į bioplėvelę efektyvumas iš tikrųjų sumažėja.

Su panašia problema susidūrėme ir savo maisto perdirbimo nuotekų valymo projekte Pietryčių Azijoje; po kelerių metų eksploatavimo bioplėvelės kaupimasis nešiklių viduje dažnai tapdavo labai pastebimas. Daugelyje nuotekų valymo įrenginių MBBR nešiklius ir mikroporinius aeratorius dažnai reikia praplauti arba pakeisti po kelerių metų eksploatavimo, o tai yra didelis darbas. Įdomu tai, kad ilgalaikis bioplėvelės valdymas tapo dažnesne klientų diskusijų tema nei vien nešiklių paviršiaus plotas. Pasak tyrėjų komandos, naujoji V formos struktūra keičia vandens tekėjimo kelią nešėjuje, sukurdama skirtingus hidraulinio šlyties įtempio lygius skirtingose ​​zonose. Kai bioplėvelė perauga, didesnis vietinis šlyties įtempis skatina pasenusios bioplėvelės atsiskyrimą; atvirkščiai, tose vietose, kur reikia išlaikyti aktyvią biomasę, išsaugoma santykinai stabili prisitvirtinimo aplinka. Tyrėjai šį mechanizmą apibūdina kaip bioplėvelės kontrolės metodą su „savireguliavimo“ savybėmis. Remiantis eksperimentiniais rezultatais, ši konstrukcija turi didelį potencialą išlaikyti bioplėvelės stabilumą ir užkirsti kelią vidiniam užsikimšimui. Tačiau lieka neaišku, ar ji gali išlaikyti lygiavertį našumą esant drastiškiems nuotekų savybių svyravimams; norint, kad ji būtų pripažinta rinkoje, reikalingas tolesnis patvirtinimas praktiniais projektais.

Žvelgiant iš mūsų pramonės plėtros perspektyvos, šis tyrimas siunčia svarbų signalą: būsimas konkurencinis dėmesys MBBR nešiklių gamyboje gali pasikeisti nuo paprasto specifinio paviršiaus ploto didinimo prie didesnio dėmesio hidrodinaminiam dizainui ir bioplėvelės valdymo galimybėms. Per pastarąjį dešimtmetį daugumos MBBR nešiklių optimizavimo pastangos buvo sutelktos į tokius rodiklius kaip efektyvus paviršiaus plotas, bioplėvelės susidarymo greitis ir medžiagos stiprumas. Tačiau šis tyrimas rodo, kad aktyvus bioplėvelės storio valdymas per konstrukcinį projektavimą gali tapti pagrindine naujos kartos nešiklių tyrimų ir plėtros kryptimi. MBBR nešiklių gamintojams tai taip pat reiškia, kad būsimuose sistemų projektuose didesnis dėmesys bus skiriamas nešiklių ir aeravimo sistemos sinergijai. Tačiau vienas praktinis klausimas lieka neatsakytas: ar tokias sudėtingas vidines geometrijas galima gaminti dideliu mastu ekonomiškai efektyviai? Pastebėjome, kad pastaraisiais metais vis daugiau klientų iš recirkuliacinių akvakultūros sistemų (RAS), pramoninių nuotekų atnaujinimo projektų ir didelės apkrovos komunalinių nuotekų valymo projektų pradėjo sutelkti dėmesį į eksploatacinį stabilumą esant didesniam pakavimo tankiui. Didėjant pakavimo tankiui, tradicinių nešiklių patiriamos masės perdavimo ir užsikimšimo problemos tampa vis ryškesnės. V formos krūvininkų tyrimų vertė slypi ne tik naujo konstrukcinio projekto pasiūlyme, bet ir naujame techniniame metode, skirtame didelio tankio MBBR sistemų plėtrai ateityje.