PAM na all Eich Cyfryngau MBBR Bioffilm Mewn Pythefnos
a Sut i Wneud Ein Biogyfrwng yn Gyflym yn Fifilm?
Gan: Cody Juntai
Dyddiad Cyhoeddi: Ebrill 29, 2022
Tagiau postio:
Beth yw Technoleg MBBR neu MBBR? Mae MBBR yn ddull effeithlon o drin dŵr gwastraff gyda chyfaint llaid isel a gweithrediad a rheolaeth syml. Mae'r Erthygl hon yn bennaf yn cyflwyno pam na all y Biomedia f weithiau Biofilm o wahanol agweddau megis yr egwyddor o system MBBR a'r ffactorau dylanwadol o ffurfio.
Y Cyfryngau MBBR yw gwneud i ficro-organebau lynu wrth wyneb y cludwr MBBR a ffurfio bioffilm. Pan fydd y dŵr gwastraff yn llifo trwy wyneb y cludwr, mae'r mater organig a'r ocsigen toddedig yn y dŵr gwastraff yn ymledu i'r tu mewn i'r biofilm. Mae'r micro-organebau y tu mewn i'r bilen yn cyflawni metaboledd dadelfennu ac anaboliaeth organeb ar fater organig ym mhresenoldeb ocsigen, tra bod y metabolion dadelfeniad yn ymledu o'r biofilm i'r cyfnod dyfrllyd ac aer, gan ddiraddio'r mater organig yn y dŵr gwastraff.
Amlinelliad o'r Erthygl
● Egwyddor proses MBBR (proses hongian)
● Ffactorau sy'n dylanwadu ar MBBR biofilmed
1. Priodweddau wyneb MBBR Bio Carrier
2. Crynodiad microbaidd wedi'i atal
3. Gweithgaredd micro-organebau crog
● Ffactorau dylanwadu yn y broses o biofilmed MBBR
1. Grymoedd yn y broses o hongian ffilm bio-gludwr
2. Effaith hydrophilicity wyneb cludwr
3. Effaith tymheredd ar ymddygiad hongian ffilm
4. Effaith arwynebedd arwyneb penodol cludwr MBBR a garwedd arwyneb ar berfformiad adlyniad biofilm.
Yn y cyfryngau MBBR, rhaid i lygryddion organig, ocsigen toddedig a maetholion hanfodol amrywiol wasgaru yn gyntaf o'r cyfnod hylif i wyneb y biofilm, ac yna i mewn i'r tu mewn i'r biofilm, a dim ond y llygryddion sydd wedi'u gwasgaru i'r wyneb neu y tu mewn i'r biofilm all. cael ei ddadelfennu a'i drawsnewid gan y micro-organebau y tu mewn i'r biofilm, ac yn olaf ffurfio metabolion amrywiol. Yn ogystal, yn y cyfryngau MBBR, mae'r micro-organebau yn ansymudol ar y cludwr, gan gyflawni gwahanu SRT a HRT (amser cadw hydrolig), sy'n galluogi twf ac atgenhedlu micro-organebau gyda chyfradd amlhau araf. Felly, mae cyfryngau MBBR yn ecosystem ficrobaidd sefydlog ac amrywiol.
◆ Diagram Llif Proses Juntai MBBR
Egwyddor proses MBBR (proses Membrance crog)
Yn ôl Characklis, mae Liu et al. mae ffurfio ffilm ficrobaidd fel arfer yn mynd trwy bedwar cam:MBBR addasu arwyneb cludwr,atodiad cildroadwy, ymlyniad diwrthdro, a ffurfio bioffilm.
Mae'r disgrifiad penodol fel a ganlyn: gellir rhannu ffilm ficrobaidd sy'n hongian ar y cludwr MBBR yn ddau gam:arsugniad microbaiddatwf atafaelu.
Ar ôl i'r cludwr gael ei ychwanegu at y corff dŵr,yn gyntafyn mynd i mewn i'r cyfnod arsugniad. Mae rhai o'r micro-organebau a deunyddiau ffilamentaidd wedi'u cysylltu ag wyneb y cludwr, ac mae'r lleoliad lle mae mwy o ddeunyddiau ynghlwm yn aml yn rhan ceugrwm y cludwr, nad yw'n hawdd ei gneifio gan lif y dŵr.Ar hyn o bryd, mae'r micro-organebau mewn ataliad yn tyfu mewn symiau mawr ac mae haen llaid mwy amlwg yn ymddangos.
Ar ôl ymlyniad anwrthdroadwy, mae'r micro-organebau yn cael amgylchedd twf cymharol sefydlog ar wyneb y cludwr, ac mae'r micro-organebau yn y llaid sydd wedi'i arsugnu ar y cludwr yn dechrau tyfu o dan gyflwr cyflenwad ocsigen digonol a swbstrad.
Gyda thwf amser domestig diwylliant, tyfodd y biofilm a oedd yn tyfu ar wyneb y cludwr hefyd yn gyflym, gan orchuddio wyneb cyfan y cludwr yn raddol a dechreuodd dewychu. Fodd bynnag, nid oedd twf biofilm yn unffurf, yn rhannau mwy amlwg y cludwr, roedd y biofilm yn deneuach, tra bod y rhannau ceugrwm yn tyfu cytrefi eithaf llewyrchus, a ddangosodd fod gan y cneifio hydrodynamig ddylanwad pwysig ar dwf biofilm. Wrth i fwy a mwy o fiofilmiau gael eu cysylltu â'r cludwyr, mae dwysedd ymddangosiadol y cludwyr yn gostwng yn raddol ac yn dod yn ysgafnach ac yn haws i'w hylifo, tra bod gan y cludwyr yn y parth sy'n dirywio gyfradd ddirywio arafach.
Biofilm Cyfryngau MBBR ar ôl 14 diwrnod yn y Tanc Awyru
Ffactorau sy'n dylanwadu ar MBBR biofilmed
Roedd yn ymwneud ânatur yr arwyneb cludwr(hydrophilicity wyneb cludwr, tâl arwyneb, cyfansoddiad cemegol wyneb a garwedd wyneb),natur micro-organebau(rhywogaethau micro-organeb, amodau diwylliant, gweithgaredd a chrynodiad) affactorau amgylcheddol(pH, cryfder ïonig, cneifio hydrolig, tymheredd, amodau maetholion ac amser cyswllt rhwng micro-organebau a'r cludwr).
1. MBBR syrffio Cludyddce propertiDa
Mae eiddo tâl wyneb cludwr, garwedd, maint gronynnau a chrynodiad cludwr yn effeithio'n uniongyrchol ar ymlyniad a ffurfio biofilm ar ei wyneb. O dan amgylchedd twf arferol, mae gan ficro-organebau wefr negyddol ar eu hwyneb. Mae garwedd yr arwyneb cludwr yn hwyluso ymlyniad ac ansymudiad bacteria ar ei wyneb.
① Mae arwynebedd arwyneb y cludwr yn cynyddu'r ardal gyswllt effeithiol rhwng bacteria a'r cludwr o'i gymharu ag arwyneb llyfn.
② Mae rhannau garw o'r arwyneb cludwr, fel tyllau a chraciau, yn gweithredu fel tarian i amddiffyn y bacteria glynu rhag grymoedd cneifio hydrolig.
Daethpwyd i'r casgliad bod y cludwyr maint gronynnau bach yn haws i gynhyrchu bioffilmiau oherwydd eu ffrithiant cydfuddiannol isel ac arwynebedd penodol mawr o'i gymharu â'r cludwyr maint gronynnau mawr. Yn ogystal, mae crynodiad y cludwr hefyd yn bwysig ar gyfer y MBBR biofilmed.
Canfu Wagner, ar grynodiad màs cludwr isel iawn, hyd yn oed gyda thrwch biofilm o 295 μm, na ellid cyflawni cyfradd symud sefydlog wrth drin dŵr gwastraff anhydrin gydag adweithydd lifft aer. Fodd bynnag, mewn crynodiad cludwr o 20-30 g/L, hyd yn oed os mai dim ond 20% o'r cludwyr oedd â 75 μn o fioffilmiau trwchus, roedd yr adweithydd yn dal i allu cyflawni cyfradd symud sefydlog (98%) gyda llwyth COD o hyd at 58 kg/(m3-d).
2. Crynodiad Microbaidd Wedi'i Atal
Yn gyffredinol, wrth i'r crynodiad o ficro-organebau mewn daliant gynyddu, mae'r siawns o gysylltiad posibl rhwng micro-organebau a'r cludwr yn cynyddu. Mae canlyniadau llawer o astudiaethau wedi dangos bod crynodiad critigol o ficro-organebau sydd wedi'u hatal yn ystod atodiad microbaidd; wrth i'r crynodiad microbaidd gynyddu, mae cludiant microbaidd trwy gyfrwng graddiannau crynodiad yn cael ei wella.
Cyn y gwerth critigol, cludiant microbaidd a thrylediad o'r cyfnod hylif i'r wyneb cludwr yw'r cam rheoli; unwaith yr eir y tu hwnt i'r gwerth critigol hwn, mae ymlyniad microbaidd ac ansymudiad ar wyneb y cludwr wedi'i gyfyngu gan arwynebedd arwyneb effeithiol y cludwr ac nid yw bellach yn dibynnu ar grynodiad micro-organebau mewn daliant. Fodd bynnag, ar ôl yr ecwilibriwm o ymlyniad ac ansymudiad, mae maint y micro-organebau ar yr wyneb cludwr yn cael ei bennu gan y micro-organebau a'r eiddo arwyneb cludwr.
3. Gweithgaredd micro-organebau crog
Disgrifir gweithgaredd microbaidd fel arfer gan gyfradd twf penodol (μ) micro-organebau, hy, cyfradd twf ac atgenhedlu micro-organebau fesul uned màs. Felly, wrth astudio effaith gweithgaredd microbaidd ar gamau cychwynnol ffurfio biofilm, mae'n hanfodol rheoli cyfradd twf penodol micro-organebau sydd wedi'u hatal. Mae canlyniadau'r astudiaeth ar ffurfio biofilms heterotroffig gan Bryers et al. yn dangos bod swm a chyfradd gychwynnol atodi a sefydlogi bacteria nitreiddio ar wyneb y cludwr yn gymesur â gweithgaredd bacteria nitreiddio crog.
① Pan fo gweithgaredd biolegol micro-organebau crog yn uchel, mae eu gallu i secrete polymorphs allgellog yn uwch.
② Mae lefel yr egni y mae micro-organebau'n byw ynddi yn uniongyrchol gysylltiedig â'u cyfradd twf.
③ Mae strwythur wyneb micro-organebau yn amrywio yn unol â'u gweithgaredd.
④ Amser cyswllt microbaidd gyda'r cludwr.
⑤ Amser cadw hydrolig (HRT).
⑥ pH cyfnod hylif.
⑦ Grym cneifio hydrodynamig.
Ffactorau dylanwadu yn y broses o biofilmed MBBR
1. Grymoedd yn y broses Biofilmed MBBR
Mae'n cyfrannu'n uniongyrchol at y rhyngweithio uniongyrchol rhwng y micro-organebau ac arwyneb y cludwr, ac yn chwarae rhan hanfodol yn y broses biofilmed MBBR gyfan.
2. Effaith hydrophilicity wyneb cludwr
Mae wyneb cludwr GPUC yn cynnwys grwpiau hydroffilig megis -OH a grwpiau amid, ac mae gan y rhan fwyaf o ficro-organebau eu hunain hydrophilicity da, a gall yr wyneb cludwr a'r wyneb micro-organeb ffurfio strwythur bondio hydrogen; yn y cyfamser, mae ynni rhydd arwyneb cludwr hydroffilig yn is nag arwyneb cludwr hydroffobig, ac mae'r micro-organebau mewn dŵr yn fwy tebygol o fynd at wyneb y cludwr hydroffilig ar gyfer arsugniad a thwf.
3. Effaith tymheredd ar MBBR biofilmed
Yr ystod tymheredd addas ar gyfer micro-organebau aerobig yw 10 ~ 35 gradd. Mae tymheredd y dŵr yn cael mwy o effaith ar dwf bacteria nitreiddio a chyfradd nitreiddio. Y tymheredd twf addas ar gyfer y rhan fwyaf o facteria nitreiddio yw 25 ~ 30 gradd, pan fydd y tymheredd yn is na 25 gradd neu'n uwch na 30 gradd, mae twf bacteria nitreiddio yn cael ei arafu, o dan 10 gradd mae twf bacteria nitreiddio a nitreiddiad yn cael ei arafu'n sylweddol. .
Cynhaliwyd prawf biofilmed MBBR ar 10 gradd, 20 gradd a 35 gradd, a mesurwyd faint o ficro-organebau sydd ynghlwm wrth y llenwad hefyd yn ystod y broses hongian ffilm gyfan. Dangosodd y canlyniadau: ar 10 gradd, dechreuodd y biofilmed MBBR yn araf, a chymerodd 7d i gael biofilm amlwg ynghlwm, ac aeddfedodd y biofilmed MBBR ar ôl 21d, ac uchafswm y biomas ynghlwm oedd 2.1 g/L; ar 35 gradd , dechreuodd y cyfryngau MBBR biofilm ar ôl 4d, ac aeddfedodd y biofilmed MBBR Uchafswm y biofilm ynghlwm oedd 3.5 g/L ar ôl tua 19 d. Ar tua 20 gradd, dechreuodd y biofilm ffurfio ar ôl 2 d, ac uchafswm y biofilm ynghlwm oedd 5.7 g/L ar ôl tua 10 d. Gellir gweld nad oedd effaith tymheredd ar y ffilm hongian yn amlwg iawn, a gallai'r biofilm gael ei ffurfio ar wyneb y llenwad o fewn gradd 15-30, a dechreuodd y ffilm hongian yn gyflymach.
Mae tymheredd yn ffactor allweddol sy'n effeithio ar y gweithgaredd biolegol a chynhwysedd metabolaidd, ac mae ei ddylanwad ar y broses adwaith nitreiddio yn bennaf yn gorwedd yn y patrwm twf a gweithgaredd biolegol bacteria nitreiddio.
Mae dylanwad tymheredd ar weithgaredd biolegol yn cael ei amlygu fely dylanwad ar gyfradd adwaith biocemegolay dylanwad ar gyfradd trosglwyddo ocsigen.
Juntai Biofilm MBBR Cyfryngau Cludo mewn Tanc Awyru mewn Dau Fis
4. Effaith arwynebedd arwyneb penodol cludwr MBBR a garwedd arwyneb ar berfformiad adlyniad biofilm
Mae'r arwynebedd arwyneb penodol mawr a'r garwedd yn gwella gallu'r cludwr i ddal micro-organebau. Mae gan gludwyr â garwedd arwyneb mawr allu ailddosbarthu cryfach i lif y dŵr fel bod gan y llif dŵr yn yr adweithydd lai o rym cneifio ar y biofilm ar y cludwr, ac ar yr un pryd yn darparu amgylchedd mewnol ffafriol ar gyfer cymysgu a chyswllt rhwng micro-organebau a swbstrad. , sy'n hyrwyddo cronni biofilm ar yr wyneb pacio. Mae gan yr arwyneb garw haen ffin laminaidd fwy trwchus na'r arwyneb llyfn, a all ddarparu amgylchedd hydrodynamig statig da a thrwy hynny osgoi effaith andwyol cneifio llif dŵr ar dwf micro-organebau cysylltiedig.