Fel gwerthwr profiadol yn y diwydiant trin dŵr, rwy'n gyffrous i rannu mewnwelediadau i dechnoleg Adweithydd Biofilm Bed Bed (MBBR), dull trin dŵr gwastraff effeithlon iawn sy'n adnabyddus am ei gyfaint slwtsh isel a'i weithrediad syml. Yn yr erthygl hon, byddwn yn ymchwilio i pam mae'r biofilm weithiau'n methu â ffurfio ar y cyfryngau MBBR, gan ystyried gwahanol agweddau megis egwyddor weithredol y system a ffactorau sy'n dylanwadu ar ffurfio bioffilm.
Egwyddor y broses MBBR
Mae'r cyfryngau MBBR yn galluogi micro -organebau i gysylltu ag wyneb y cludwr a ffurfio biofilm. Pan fydd dŵr gwastraff yn llifo dros wyneb y cludwr, deunydd organig ac ocsigen toddedig yn y dŵr yn tryledu i'r biofilm. Mae'r micro -organebau o fewn y biofilm yn metaboli ac yn cymathu'r deunydd organig ym mhresenoldeb ocsigen. Yna mae'r cynhyrchion dadelfennu yn tryledu yn ôl i'r cyfnod dŵr a'r aer, gan ddiraddio'r llygryddion organig yn y dŵr gwastraff i bob pwrpas.
Yn ôl Characklis, Liu, ac eraill, mae ffurfio'r ffilm ficrobaidd fel arfer yn mynd trwy bedwar cam: addasu wyneb cludwyr, ymlyniad cildroadwy, ymlyniad anadferadwy, a ffurfio biofilm. Gellir rhannu'r broses hon yn ddau brif gam: arsugniad microbaidd a thwf atafaelu.
Ffactorau sy'n dylanwadu ar ffurfio bioffilm yn MBBR
1. Priodweddau Arwyneb Cludwr
Mae gwefr arwyneb, garwedd, maint gronynnau a chrynodiad y cludwr MBBR yn effeithio'n uniongyrchol ar atodiad a ffurfio bioffilm. Fel rheol mae gan ficro -organebau wefr negyddol ar eu harwyneb o dan amodau twf arferol. Mae wyneb cludwr garw yn hwyluso ymlyniad bacteriol ac ansymudol.
♦ Mae arwynebedd mwy o'r cludwr yn cynyddu'r ardal gyswllt effeithiol rhwng bacteria a'r cludwr o'i gymharu ag arwyneb llyfn.
♦ Mae rhannau garw o wyneb y cludwr, fel tyllau a chraciau, yn gweithredu fel tarian i amddiffyn y bacteria glynu rhag grymoedd cneifio hydrolig.
Mae cludwyr maint gronynnau llai yn fwy tebygol o gynhyrchu bioffilmiau oherwydd eu ffrithiant cydfuddiannol isel ac arwynebedd penodol mawr. Mae crynodiad cludwyr hefyd yn hanfodol ar gyfer ffurfio bioffilm. Canfu Wagner, ar grynodiadau màs cludwr isel iawn, hyd yn oed gyda biofilm trwchus, na ellid cyflawni cyfradd symud sefydlog wrth drin dŵr gwastraff anhydrin. Fodd bynnag, mewn crynodiad cludwr o 20-30 g/L, gallai'r adweithydd gyflawni cyfradd symud sefydlog hyd yn oed gyda dim ond 20% o'r cludwyr â bioffilm tenau.
2. Crynodiad microbaidd wedi'i atal
Yn gyffredinol, wrth i grynodiad micro -organebau crog gynyddu, mae'r siawns o gyswllt rhwng micro -organebau a'r cludwr hefyd yn cynyddu. Mae crynodiad critigol o ficro -organebau crog yn ystod ymlyniad microbaidd. Cyn y gwerth critigol hwn, cludiant microbaidd a thrylediad o'r cyfnod hylif i wyneb y cludwr yw'r cam rheoli. Unwaith y tu ôl i'r gwerth hwn, mae ymlyniad microbaidd ac ansymudol ar wyneb y cludwr yn gyfyngedig gan arwynebedd effeithiol y cludwr ac nid ydynt bellach yn dibynnu ar grynodiad micro -organebau crog.
3. Gweithgaredd o ficro -organebau ataliedig
Mae gweithgaredd microbaidd, a ddisgrifir gan y gyfradd twf penodol (μ), yn hanfodol wrth astudio camau cychwynnol ffurfio bioffilm. Mae swm a chyfradd gychwynnol ymlyniad a gosod bacteria nitraidd ar wyneb y cludwr yn gymesur â'r gweithgaredd o facteria nitraidd crog.
♦ Pan fo gweithgaredd biolegol micro -organebau crog yn uchel, mae eu gallu i secretu polymerau allgellog hefyd yn uwch.
♦ Mae'r lefel egni y mae micro -organebau yn byw ynddo yn uniongyrchol gysylltiedig â'u cyfradd twf.
♦ Mae strwythur wyneb micro -organebau yn amrywio yn ôl eu gweithgaredd.
♦ Mae ffactorau fel amser cyswllt microbaidd gyda'r cludwr, amser cadw hydrolig (HRT), pH cyfnod hylif, a grym cneifio hydrodynamig hefyd yn chwarae rôl.
Ffactorau dylanwadu yn ystod y broses ffurfio biofilm MBBR
1.forces yn y broses ffurfio biofilm
Mae'r grymoedd hyn yn cyfrannu'n uniongyrchol at y rhyngweithio rhwng micro -organebau ac arwyneb y cludwr, gan chwarae rhan hanfodol yn y broses ffurfio bioffilm gyfan.
2.Effect hydroffilig arwyneb cludwr
Mae wyneb y cludwr GPUC yn cynnwys grwpiau hydroffilig fel -OH ac grwpiau amide. Mae gan y mwyafrif o ficro -organebau hydrophilicity da, a gall wyneb y cludwr ac arwyneb micro -organeb ffurfio strwythurau bondio hydrogen. Mae egni rhydd arwyneb cludwr hydroffilig yn is nag un hydroffobig, gan ei gwneud hi'n haws i ficro -organebau mewn dŵr fynd at ac yn adsorbio ar arwyneb y cludwr hydroffilig ar gyfer tyfiant.
3.Effect y tymheredd ar ffurfio bioffilm
Yr ystod tymheredd addas ar gyfer micro -organebau aerobig yw 10 ~ 35 gradd. Mae tymheredd y dŵr yn effeithio'n sylweddol ar dwf bacteria nitraidd a'r gyfradd nitreiddiad. Y tymheredd twf gorau posibl ar gyfer y mwyafrif o facteria nitraidd yw 25 ~ 30 gradd. Pan fydd y tymheredd yn is na 25 gradd neu'n uwch na 30 gradd, mae twf bacteria nitraidd yn arafu, ac yn is na 10 gradd, mae eu twf a'u nitreiddiad yn cael eu arafu'n sylweddol.
Dangosodd profion a gynhaliwyd ar 10 gradd, 20 gradd, a 35 gradd fod y ffurfiad bioffilm ar 10 gradd wedi cychwyn yn araf, gydag ymlyniad biofilm amlwg ar ôl 7 diwrnod ac aeddfedu ar ôl 21 diwrnod, gydag uchafswm biomas ynghlwm o 2.1 g/L. Ar 35 gradd, dechreuodd y biofilm ffurfio ar ôl 4 diwrnod ac aeddfedu ar ôl tua 19 diwrnod, gydag uchafswm biofilm ynghlwm o 3.5 g/L. Ar 20 gradd, dechreuodd y bioffilm ffurfio ar ôl 2 ddiwrnod a chyrraedd uchafswm biofilm ynghlwm o 5.7 g/L ar ôl tua 10 diwrnod. Mae'n amlwg bod tymheredd yn cael effaith sylweddol ar ffurfio bioffilm, gyda chychwyniad cyflymach rhwng gradd 15-30.
Mae tymheredd yn ffactor allweddol sy'n effeithio ar weithgaredd biolegol a gallu metabolaidd, gan ddylanwadu ar y broses adweithio nitreiddiad yn bennaf trwy batrwm twf a gweithgaredd biolegol bacteria nitraidd. Mae'n effeithio ar y gyfradd adweithio biocemegol a'r gyfradd trosglwyddo ocsigen.
4. Effect o arwynebedd penodol i gludwr a garwedd arwyneb ar berfformiad adlyniad bioffilm
Mae arwynebedd a garwder penodol mawr yn gwella gallu'r cludwr i ddal micro -organebau. Mae gan gludwyr sydd â garwedd arwyneb uchel allu cryfach i ailddosbarthu llif dŵr, gan leihau'r grym cneifio ar y biofilm a darparu amgylchedd ffafriol ar gyfer y cymysgu a'r cyswllt rhwng micro -organebau a swbstrad. Mae gan yr arwyneb garw haen ffin laminar mwy trwchus nag arwyneb llyfn, gan gynnig amgylchedd hydrodynamig statig da ac osgoi effeithiau andwyol cneifio llif dŵr ar dwf micro -organebau ynghlwm.