El Proceso MBBR Es una tecnología de tratamiento de aguas residuales que combina las ventajas de los métodos tradicionales de oxidación por contacto en lecho fluidizado y biológico, proporcionando excelentes efectos de eliminación de nitrógeno y fósforo. La eficiencia del tratamiento de este proceso generalmente alcanza: DBO5 Eliminación de más de 90%, eliminación de DQO de Mg, eliminación de nitrógeno total de Mg, y eliminación de fósforo de aproximadamente Mg.
Contenido
Qué es un reactor MBBR
El reactor MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) se utiliza principalmente para el tratamiento de aguas residuales y aguas residuales. Degrada y elimina las sustancias orgánicas, nitrógeno amoniacal, nitrógeno nitrato, nitrógeno nitrito y fósforo del agua formando una biopelícula en la superficie del agua. Llenador biológico de MBBR
Composición del reactor MBBR
El reactor MBBR consiste en un tanque, portadores (rellenos) y tuberías de aireación perforadas.
- Tanque: El recipiente principal utilizado para contener los rellenos inferiores y agua, que sirve como el sitio primario para el proceso de reacción.
- Relleno: Proporciona una gran superficie para la unión y el crecimiento de la biopelícula, mejorando el efecto del tratamiento de degradación biológica.
- Tubo de la aireación: Se utiliza para suministrar oxígeno al interior del reactor para satisfacer la demanda de oxígeno de los microorganismos durante el proceso de biodegradación.
Principio de funcionamiento del reactor MBBR
El principio del proceso MBBR es utilizar el principio básico del método de biopelícula agregando una cierta cantidad de portadores suspendidos en el reactor para aumentar la biomasa y las especies biológicas en el reactor, mejorando así la eficiencia del tratamiento del reactor. Dado que la densidad de los rellenos MBBR es cercana a la del agua, están en un estado completamente mezclado con agua durante la aireación. La colisión y la acción de cizallamiento de los portadores en el agua hacen que las burbujas sean más pequeñas, mejorando la tasa de utilización de oxígeno. Además, las especies biológicas dentro y fuera de cada portador son diferentes. Algunos portadores tienen bacterias anaeróbicas o facultativas que crecen dentro, mientras que las bacterias aeróbicas crecen fuera. Cada portador actúa como un microrreactor, permitiendo que las reacciones de nitrificación y desnitrificación se produzcan simultáneamente, mejorando así la eficiencia del tratamiento.
¿Qué es MBBR Filler?
MBBR filler es un nuevo tipo de portador bioactivo. Utiliza una fórmula científica e integra varios oligoelementos que facilitan la rápida adhesión microbiana y el crecimiento en materiales poliméricos, según las características de las aguas residuales. Se modifica y construye a través de procesos especiales, y tiene ventajas tales como gran área de superficie específica, buena hidrofilicidad, alta actividad biológica, rápida formación de biopelículas, buen efecto de tratamiento y larga vida útil.
Características de los llenadores de MBBR
El núcleo del proceso MBBR es el portador, cuya estructura física, estabilidad química y resistencia mecánica afectan directamente la facilidad de formación de biopelículas, la velocidad de fijación de biopelículas y la capacidad de eliminar contaminantes. Generalmente, las portadoras utilizadas en el proceso MBBR deben cumplir las siguientes características:
- Buena electrofilicidad, carga positiva en la superficie, lo que facilita la unión de microorganismos cargados negativamente y buena biocompatibilidad.
- Buena hidrofilicidad, lo que facilita la adhesión de los microorganismos y permite la formación rápida de biopelículas.
- Gravedad específica razonable, cerca del agua, distribuida uniformemente en el agua, buena fluidez.
- Resistente a los rayos UV, resistencia a los rayos UV mejorada y función antienvejecimiento, con una vida útil de más de 25 años.
- Al agregar grupos hidrófilos y otros oligoelementos, la formación de la biopelícula toma solo 3–15 días.
¿Qué es la formación de biofilm de relleno biológico MBBR?
La formación de biopelículas de rellenos biológicos se refiere al proceso en el tratamiento de aguas residuales donde los microorganismos adhieren contaminantes en el agua a la superficie del relleno y crecen y se reproducen allí. En un reactor MBBR, el proceso de formación de la biopelícula de rellenos biológicos puede ser aeróbico o anaeróbico, dependiendo del contacto entre la superficie de relleno y el oxígeno disuelto en el ambiente.
Formación de biopelículas aerobias. En el sistema MBBR, parte de la superficie de relleno está expuesta al área de contacto con el aire, permitiendo que el oxígeno entre y soporte a los microorganismos en la biopelícula para la respiración aeróbica.
Formación de biofilm anaeróbico. En las partes del relleno que están en contacto con el agua, los microorganismos utilizan la materia orgánica en las aguas residuales para la descomposición anaeróbica, produciendo productos metabólicos como metano y sulfuro de hidrógeno.
Formación anaeróbica de biopelículas
Formación de biopelícula aeróbica
¿Cómo saber si el biofilm está maduro?
- Inspección visual
La biopelícula se distribuye uniformemente sobre la superficie del vehículo, volviéndose más densa más cerca de la superficie del vehículo y más suelta más lejos. El color del portador se oscurece, indicando que la biopelícula en el portador ha alcanzado la madurez.
- Inspección microscópica
La estructura de la biopelícula es densa y alberga una amplia gama de microorganismos. Los ciliados sésiles, como Vorticella y Epistylis, son predominantes. La aparición de un pequeño número de rotíferos y ciliados de natación significa la maduración de la biopelícula.
¿Cuáles son los factores que afectan la formación de biopelículas en los rellenos biológicos MBBR?
Hay muchos factores que afectan si la formación de biopelículas puede ser rápida y efectiva, como los poros de relleno, el valor de pH, la temperatura y la velocidad de aireación.
- Poros de relleno
El número de poros en los rellenos MBBR afecta la eficiencia del tratamiento del agua. Cuanto más poros hay, mayor es el área de superficie del relleno, más microorganismos pueden adherirse y mejor es el efecto del tratamiento.
- Valor de pH
Las actividades fisiológicas de los microorganismos están estrechamente relacionadas con la acidez y la alcalinidad del medio ambiente. Sólo en condiciones de pH adecuadas pueden los microorganismos llevar a cabo actividades fisiológicas normales. Si el valor de pH se desvía demasiado del intervalo adecuado, la función catalítica del sistema enzimático en los microorganismos se debilitará o incluso desaparecerá. El rango de pH óptimo para los microorganismos involucrados en el tratamiento biológico de aguas residuales es generalmente 6.5–8.5.
- Temperatura
El método MBBR logra principalmente la degradación de los contaminantes orgánicos en las aguas residuales a través del metabolismo de varios tipos de microorganismos en la biopelícula. Por lo tanto, la calidad de crecimiento de la biopelícula está directamente relacionada con el resultado final del tratamiento de aguas residuales. Esto es especialmente cierto para las bacterias nitrificantes y desnitrificantes, que tienen ciclos de crecimiento largos y son muy sensibles a los cambios ambientales. La temperatura óptima para las bacterias nitrificantes es 20 °C – 30 °C, y para las bacterias desnitrificantes, es 20 °C – 40 °C. Cuando la temperatura cae por debajo de 15 °C, la actividad de ambos tipos de bacterias disminuye, y en 5 °C, se detiene por completo. Por lo tanto, los cambios de temperatura afectarán directamente el crecimiento de estas bacterias.
- Tasa de aireación
Si la tasa de aireación es demasiado baja, es difícil hacer que el rodillo de relleno y fluidizar; si la tasa de aireación es demasiado alta, es difícil que la biopelícula se forme inicialmente.
Introducción al proceso general de MBBR
Después de que las aguas residuales crudas ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales, primero pasa a través del equipo de pantalla. La pantalla se compone de barras o barras de metal dispuestas en formas paralelas o inclinadas para bloquear partículas grandes e impurezas sólidas, evitando la obstrucción del equipo de tratamiento posterior. El cuerpo de agua tratado por la pantalla entra en el tanque MBBR, que se llena con rellenos. Los microorganismos forman biopelículas en la superficie de los rellenos para degradar la materia orgánica. El agua tratada fluye desde el tanque MBBR al tanque de sedimentación secundario, donde los sólidos suspendidos y el lodo biológico se separan por sedimentación por gravedad. El agua que sale del tanque de sedimentación secundario entra en la unidad de prefiltración para eliminar adicionalmente las partículas pequeñas y los sólidos residuales suspendidos que no se asentaron completamente en el tanque de sedimentación secundario. El agua que se ha sometido a un tratamiento de prefiltración ingresa al filtro de arena, que elimina aún más los sólidos en suspensión, las sustancias coloidales y los microorganismos del agua. El agua después del tratamiento del filtro de arena ingresa al filtro de carbón activado, donde la alta capacidad de adsorción del carbón activado elimina la materia orgánica, el cloro residual, los olores y algunos iones de metales pesados del agua. Finalmente, el agua entra en el tanque de agua limpia.
Control de factores que afectan el proceso de MBBR
- Temperatura
El sistema de reactor de biopelícula debería funcionar a temperaturas de °C – 35 °C.
- Oxígeno disuelto
El oxígeno disuelto es un factor importante que afecta la eficiencia de eliminación de la materia orgánica. Especialmente en los casos en que el objetivo es la eliminación de fósforo y nitrógeno, el control de la concentración de oxígeno disuelto se vuelve particularmente importante. El intervalo de control de DO _ {0} en cada sección del tanque de reacción es el siguiente: sección anaeróbica por debajo de 0,2 mg/l, sección anóxica entre 0,2 mg/l y 0,5 mg/l, y sección aeróbica con concentración de oxígeno disuelto preferiblemente no inferior a 2 mg/l.
- MLSS (Concentración Mixta de Sólidos Suspendidos de Licores)
La concentración de lodo en el proceso MBBR debe controlarse dentro de 3.000 mg/L – 20.000 mg/L. En términos generales, cuando la concentración de lodo en el líquido de alimentación aumenta, debido a la alta concentración de lodo, el lodo tiende a depositarse en la superficie de la biopelícula, formando una capa de lodo espesa. Sin embargo, la concentración de lodo en el líquido de alimentación no debe ser demasiado baja, de lo contrario, la tasa de degradación de los contaminantes será baja, y la capacidad del lodo activado para adsorber y degradar la materia orgánica disuelta se debilitará, lo que dará como resultado un aumento en la concentración de materia orgánica disuelta en el sobrenadante del licor mezclado. Por lo tanto, es necesario mantener una concentración de lodo apropiada en el líquido de alimentación, ya que tanto concentraciones excesivamente altas como bajas pueden reducir el flujo de agua.
- Valor de pH
El valor de pH del afluente del tanque de reacción MBBR debe ser 6–9.
Ventajas y desventajas del proceso MBBR
Ventajas
El proceso MBBR conserva las funciones del método tradicional de lodo activado al tiempo que incorpora las características del proceso de biopelícula de lecho fijo. Sus principales ventajas se reflejan en los siguientes aspectos:
- Los rellenos están hechos principalmente de polietileno, polipropileno y sus materiales modificados, espuma de poliuretano, etc., con una gravedad específica cerca del agua. Son principalmente cilíndricos y esféricos, fáciles de formar biopelícula, no aglutinantes, no bloqueantes y fáciles de separar la biopelícula.
- El relleno y el agua están ambos en movimiento, dando como resultado una buena transferencia de masa entre las fases gaseosa, acuosa y sólida. Esto mejora la actividad de la biopelícula en el relleno, aumenta la carga orgánica y la eficiencia del sistema, y estabiliza la calidad del efluente.
- La aplicación de MBBR es bastante flexible en términos de forma del reactor, con diversas formas disponibles. Tiene una estructura compacta y ocupa un área pequeña, requiriendo solo 20% del volumen de un tanque de oxidación convencional bajo las mismas condiciones de carga.
- Tiene baja pérdida de cabeza, bajo consumo de energía, operación simple y administración conveniente.
- Los microorganismos se adhieren al portador y fluyen con el agua, por lo que no hay necesidad de retorno de lodo o retrolavado cíclico.
- La biopelícula se desprende naturalmente, evitando la obstrucción.
Desventajas
- La carga en el reactor se basa en el efecto de elevación de la aireación y el flujo de agua para estar en un estado fluidizado. En la ingeniería real, es fácil encontrar acumulación de relleno local.
- El efluente del reactor a menudo tiene una rejilla o malla para evitar la pérdida de carga, pero es propenso a la obstrucción.
- El alto contenido de microorganismos requiere una tasa de aireación suficiente, aumentando así el consumo de energía operativa.
- Es fácil causar ensuciamiento de la membrana, lo que requiere una limpieza regular de la membrana o retrolavado.
