1. MBBRの原理と特徴
2. MBBRパッキンの識別指標
3.MBBRの高速起動
4. 工学応用における MBBR プロセスの一般的な問題
5. MBBR、MBR、FBRの違い
MBBRはバイオフィルム法の使用の基本原理です。 一定量の懸濁担体を反応器に添加することにより、反応器内のバイオマスおよび生物種が増加し、それによって反応器の処理効率が向上する。 充填材の密度が水に近いため、エアレーション時には完全に水と混合し、微生物の生育環境は気体、液体、固体となります。
この記事では、MBBR プロセスを詳しく調査し、その仕組みや他の手法との比較について説明します。
MBBRの原理と特徴
1.MBBRプロセスの原理
MBBR プロセスの原理は、一定量の懸濁担体を反応器に添加することによって反応器内のバイオマスと生物種を増加させ、それによって反応器の処理効率を向上させることです。 充填剤の密度が水に近いため、エアレーション時には完全に水と混合し、微生物の生育環境は気体、液体、固体の三相となります。 水中での担体の衝突・せん断作用により気泡が小さくなり、酸素の利用率が高まります。 また、各担体は内外で異なる生物種を有しており、内部には嫌気性菌や通性細菌が生育し、外部には優良培養菌が存在するため、各担体はマイクロリアクターとなり、硝化反応と脱窒反応が同時に存在する。 、それにより治療効果が向上します。
MBBR プロセスは、従来の流動床と生物学的接触酸化法の両方の利点を組み合わせています。 新しい効率的な下水処理方法です。 曝気槽での曝気と水流の揚力効果により担体を流動状態にし、懸濁液を形成します。成長する活性汚泥と付着した生物膜により、移動床生物膜が反応器空間全体を使用し、付着相生物と浮遊相生物の両方の利点を最大限に活用し、それぞれの強みを活かして弱点を回避し、相互に補完し合うことができます。 これまでのフィラーとは異なり、懸濁フィラーは頻繁かつ何度も下水と接触する可能性があるため、「移動するバイオフィルム」と呼ばれます。
2. MBBRの長所と短所
活性汚泥法や固定充填材バイオフィルム法と比較して、MBBRは活性汚泥法の高い効率と運用の柔軟性を備えているだけでなく、耐衝撃性、長い汚泥年齢、および従来の汚泥の残存汚泥が少ないという特徴を備えています。バイオフィルム法。
利点:
(1) パッキン特性
充填材はポリエチレン、ポリプロピレンおよびその変性物、ポリウレタンフォームなどが主で、比重が水に近く、円柱状や球状のものが主です。 フィルムが掛けやすく、凝集せず、詰まりにくく、剥がしやすいです。
(2) 脱窒能力が良好
充填物上に好気性、無酸素性、嫌気性の環境が形成され、一つの反応器内で硝化反応と脱窒反応が起こり、アンモニア性窒素の除去に優れた効果を発揮します。
(3) 有機物の除去効果が高い
反応器内の汚泥濃度は比較的高く、一般的な汚泥濃度は通常の活性汚泥法の 5-10 倍で、30-40g/L に達する場合もあります。 有機処理の効率が向上し、衝撃荷重に強い。
(4) 維持管理が容易
曝気槽にフィラーブラケットを取り付ける必要がないため、フィラーや槽底部の曝気装置のメンテナンスが容易になり、投資と床面積を同時に節約できます。
短所
(1) リアクター内の充填材は、エアレーションと水流による揚力効果により流動状態となります。 実際のエンジニアリングにおいては、フィラーが局所的に蓄積する現象が発生しやすい。 パッキンの堆積を避けるためには、曝気配管の配置や反応器の構造を改善する必要があります。 原子炉の構造はその水力特性を大きく決定します。 実際の工学では、単一の反応器のアスペクト比が約 0.5 で、長さが 3m 以下の場合、充填材が完全に移動することが有利です。 実際の工学設計では、原子炉の構造と水力特性を最適化し、エネルギー消費を削減し、MBBR の経済的利益をさらに向上させるために、多数の実験を実行する必要があります。
(2) 反応器の流出物には、充填剤の損失を避けるためにグリッドまたはグリッドが装備されていることがよくありますが、詰まりが発生しやすいです。 実際のプロジェクトでは、定期的な手動清掃のために可動グリッドを設置したり、目詰まりを防ぐためにエアブローバック装置を設置したりすることができます。
MBBRパッキンの識別インデックス
1. バイオフィルムの付着
バイオフィルム付着能力 - フィラーの品質を評価するための最も重要な指標。 生体付着量=保護表面積（フィラーの設計および使用状態に関係） × 単位表面積あたりの生体付着量（フィラーの性能に関係）
2. 包装性能
フィラーの生物学的接着性を評価する最も重要な指標であるフィラー性能
(1) フィラーの表面性能
1. 表面構造：一般的に表面粗さが大きく、フィルムの吊り下げ速度が速いとされています。
2. 表面電位：一般に微生物はマイナスに帯電していますが、フィラー表面はプラスに帯電しており、微生物の生育に適しています。
3. 親水性：微生物は親水性粒子であり、フィラーは親水性が良好で微生物の増殖や成膜に適しています。
(2) 油圧性能
1. 気孔率: フィラーが占める体積、気孔率が高い。
2.形状とサイズ：水流と空気流の流れ状態に影響を与えます。
(3) 流動性能
それはフィラーの密度に関係します。 フィラーの密度は 0.97-1.03 でなければならず、少ない通気や撹拌で流動化を達成できます。
3. 吊り下げフィルムの成熟度の識別
(1) 目視判断：
バイオフィルムは担体の表面に均一に分布しており、担体の表面に近づくほど密度が高くなり、そうでない場合は疎になります。 同時にキャリアの色が濃くなり、キャリアフィルムが成熟期に入ったことを示します。
(2) 顕微鏡による判定：
バイオフィルムは緻密な構造と多様な微生物種を持っています。 固着性繊毛虫、鈴虫、およびクラッドワームの数が大部分を占めます。 少数のワムシと泳ぐ繊毛虫の出現は、バイオフィルムの成熟を意味します。
MBBR の高速スタート
1. フィラーリリース段階
・充填剤を添加する場合は、蓄積の有無を観察し、蓄積が生じた場合には給餌を中止してください。 翌日まで観察を続けてから追加してください。
・充填剤を充填する際は間欠エアレーションを使用し、夜間もエアレーションを継続することは可能ですが、エアレーション量を減らす必要があります。
・24時間運転後、2-3時間給水を続け、その後上記エアレーションを継続します。 48時間運転後、フィラーの膜形成を観察し、取水量を増やして取水時間を延長し、プール内の溶存酸素状態を確認します。 1.5-2.0mg/L 程度に保つのが最善です。 72 時間の運転後、入口水と接触し、それを設計要件に徐々に加えます。 入口および出口の水質の定期検査によると、約 7 日で設計水質要件が満たされることが期待されます。
2. バイオフィルムの培養段階
いわゆるバイオフィルムの培養とは、処理系内に何らかの手段により一定量の微生物を生成・蓄積させ、充填材上のバイオフィルムが一定の厚さに達するようにするものであり、その培養方法には主に静的培養と動的培養がある。
※静置栽培
いわゆる静置培養とは、新たな微生物が水とともに逃げるのを防ぐため、微生物と充填層との接触時間をできる限り長くするため、バイオフィルムの形成を促進するため、初期段階では、廃水の単一栄養を避けるために、C:N:P=100:5:1 の比率で尿素、ジアミン、砂糖などの栄養基質を添加します。 まず、生化学タンクに汚泥（生化学有効量の10％）と廃水をポンプで接種し、通気培養を開始します。 生化学タンク内の充填剤の堆積体積は、反応タンクの有効体積の 35%-40% です。 エアレーションを行わずに 4-5 時間放置してフィラーに固定化微生物を接種し、次に 1 時間エアレーションし、次に 2 時間放置し、1 時間エアレーションし、操作を繰り返します。 4-5 日後、フィラーの表面はすべてバイオフィルムで覆われています。 6日から継続的な少量の水の流入が始まりました。
*ダイナミックトレーニング
6日間のボーリング培養後、充填材の表面に黄褐色のバイオフィルムの薄層が成長したため、継続的な注水、動的培養に変更し、水量を調整し、溶存酸素を2〜2の間で制御します4mg/L (溶存酸素計を使用して溶存酸素を測定します)。 約15日後、フィラーにはアメーバや徘徊する昆虫が付着しており（生物顕微鏡で観察）、手で触るとベタつき、ヌルヌルとした感触がありました。 20日後、鞭毛虫、鈴虫、ゾウリムシを含まない細菌などの原虫が出現しました。 培養 20 日後、ワムシや線虫などの後生動物が出現し、バイオフィルムが成長したことがわかりました。 継続的な産業運転を開始できる
3.バイオフィルムの家畜化段階
家畜化の目的は、脱窒やリン除去の機能を持つ処理工程において、実際の水質に適応した微生物を選抜し、無駄な微生物を排除し、硝化菌、脱窒菌、リン蓄積菌を優勢菌叢とすることを目的としています。 。 具体的な方法は、まずプロセスの正常な動作を維持し、次にプロセス制御パラメータを厳密に制御することです。 平均DOは2~3mg/lの間に制御し、好気槽の曝気時間は5時間以上とする必要があります。 このプロセス中は毎日実行してください。さまざまな水質指標と制御パラメーターを決定するために、バイオフィルムの平均厚さが約 0.2-0.5 mm になると、バイオフィルムの培養は成功します。排水のBOD5、SS、CODCrおよびその他の指標が設計要件を満たすまで
エンジニアリング用途における MBBR プロセスの一般的な問題
1. 冬期の低温デバッグ中にフィラーフィルムが垂れ下がるまでにどのくらい時間がかかりますか?
1ヶ月もあれば十分に基準を達成できます。 フィルムがぶら下がっている場合、それは実際にはプロセスです。 フィルムを 2 つのアングルに分割します。 1 つ目は、フィラー上の明らかなバイオフィルムを肉眼で確認できることです。 今回は 7 日かかります。 2つ目は、基準が基準を満たしていることです。 時期は、おそらく冬の1ヶ月以内くらいでしょうかね。 3番目はバイオフィルムが完全に成熟する時期です。専門的な観点から見ると、バイオフィルムが完全に成熟するには少なくとも1回の冬と夏の交代が必要であるため、これはさらに長くなります。 その上のコロニーは最終的に安定を達成することができます。 要約すると、学術的な観点からではありますが、私たちが安定するのはおそらく冬と夏を経た後です。 私たちの効果の観点から、水は30日以内に基準に達することができ、肉眼の観点からは約7日です。
2. MBBR プロセスでは追加の生物学的薬剤を追加する必要がありますか?
厳密な意味では、MBBR は細菌剤の添加を必要としないため、生物学的膜条件が関連細菌の付着を促進するため、当社の硝化細菌や脱窒細菌などの合理的な最適化パラメーターを通じて自然に濃縮できます。アンモニアなど。 特定の条件下では、アンモニア細菌が付着しやすくなります。 それから、特殊な水条件下では、例えば劣化しにくい水質、あるいは水質もございます。 発生源は比較的単一であり、特別な効果を持ついくつかの必須接種剤が存在します。 このようにして、最初の接種として接種材料を追加することができ、その後の追加は必要ありません。 要約すると、生活排水の条件下では必要なく、特定の排水条件下では、関連する研究を行うための研究提案として使用できます。
3. MBBR には脱窒とフラッシングが必要ですか?
MBBRの最大の利点は、従来のバイオフィルムと比較して、バイオフィルムが自動的に剥離されるため、逆洗が必要ないことです。 私たちの研究から、バイオフィルムがより活性化すると、細胞の外側ポリマーの分泌が多くなり、その粘着性が強くなることがわかりました。 その後、老化すると細胞外分泌物が減少し、粘度が弱まり、流動化の過程で自動的に剥がれ落ち、新たなバイオフィルムが成長するため、洗浄する必要がありません。
4. MBBR の核心は何ですか?
MBBR の核心は 2 つあり、1 つは充填剤、もう 1 つは流動化です。 充填剤は担体として使用されます。 その性能がどの程度影響するかを示す統一的な研究はありませんが、その形状は流動化に影響を及ぼします。 したがって、国内外で最も広く使用されている充填材は扁平円筒形であり、充填材の研究が続けられている。 どのフィラーが最も効果的かを試してみることができます。 しかし、エンジニアリングの観点から評価される次元は、性能、成膜速度、最終安定化効果、寿命、耐摩耗性などであり、今後も懸濁キャリアの核心は流動化であることに変わりはない。
5. MBBRシステムの充填率はどれくらいですか?
これまでに検証された限界充填率は67％、プロジェクトで達成可能な最大の好気ゾーンは60％、低酸素ゾーンは50％となっている。
6. MBBR のフィラーを変更する必要がありますか?
フィラーを変更する必要はないと思います。 既存のフィラーは問題ありません。 Sprun は、多くのエンジニアリング実践を通じて、フィラーが依然として良好な結果を達成できることを証明しました。 私の目には、フィラーの修飾はまだ研究の範疇です。 まだエンジニアリングのカテゴリーには入っていません。
7. 水温が 3 度でも MBBR は実行できますか?
現在実施されているのは新疆ウイグル自治区で、水温が7～8℃程度であれば安定して稼働できるという。 中国では水温3度に遭遇したことはないが、海外ではノルウェーのノルドハイム下水処理場（冬季オリンピックに供される）の入口水は氷と雪解け水であり、水温は3度であることがわかっている。 練習後、安定して基準を満たすことができます。
8. 充填剤はスラッジが膨張しやすいですか?
汚泥のバルキング形成の主な原因は糸状細菌であるため、海外からの報告によると、充填剤は汚泥系内の「長い」糸状細菌を破壊することができるため、充填剤が汚泥のバルキングを弱めるのに役立つことが示されています。 これは通常の汚泥の塊であり、汚泥の塊のサイズはフィラーのサイズよりもはるかに小さく、汚泥を破壊しないため、海外の研究から、MBBRは汚泥の沈降特性を向上させるのに有益であると考えられており、当社の工学的知見からも実際には、MBBR を使用するシステムが汚泥バルキングの明らかな特性を持っていることはわかっていません。
MBBRMBR と FBR の違い
*MBBRは、浮遊プラスチックフィルム媒体を使用して微生物を付着させて増殖させる移動床バイオフィルムリアクターです。 プラスチックフィルム媒体は浮遊状態を維持する必要があるため、BOD を効果的に除去するには、材料が水に近い密度を持ち、汚染物質と付着したバイオフィルムの間を良好に接触させるために継続的な通気が必要です。
MBBRの特徴:
1. シンプルな構造と便利な操作。
2.有機物の除去効率が高く、窒素、リンの除去効果が良好です。
3. 目詰まりしにくく、定期的な逆洗の必要がありません。
4. 処理後に沈殿プロセスが必要です。
*MBRはメンブレンバイオリアクターの略で、分離膜技術と活性汚泥を組み合わせたプロセスです。 ほとんどの膜生物反応器は下水に浸漬され、下水中の有機物は膜の表面で増殖する微生物によって処理されます。
MBRの特徴：
1. 高容積負荷かつ低汚泥負荷での運転が可能であり、残存汚泥排出量が少ない（理論的には汚泥排出ゼロが可能）ため、汚泥処理コストが削減できます。
2. 反応器内のMLSS濃度を高く保つことができ、処理装置の体積負荷が大きいため、床面積を削減できます。
3. 微生物バイオマスが多いと十分な通気が必要となるため、運転エネルギー消費も高くなります。
4. 膜汚れが発生しやすいため、定期的な膜洗浄や逆洗が必要です。
*FBR固定床バイオフィルム反応器、その動作原理は MBBR に似ていますが、違いはバイオフィルムが固定固体材料ブロックに付着していることです。 固体材料ブロックの下のエアレーションは、バイオフィルムの成長に必要な酸素を供給し、フィルムブロックの洗浄を制御します。
1. 流入水量や有機物含有量の変化が大きい排水にも適応します。
2. MBBRよりも操作が便利で、エネルギー消費が低くなります（底部での直接通気のため）。