Prečo médiá MBBR plávajú, klesajú alebo sa hromadia v mŕtvych zónach

Ako sa majú médiá MBBR pohybovať v zdravom reaktore

Médium MBBR je navrhnuté tak, aby sa nepretržite pohybovalo biologickým reaktorom, takže pripojený biofilm opakovane prichádza do kontaktu s odpadovou vodou, rozpusteným kyslíkom, živinami a substrátom. V aeróbnych reaktoroch sa tento pohyb zvyčajne vytvára hlavne prevzdušňovaním. V anoxických alebo vyrovnávacích zónach môže byť namiesto toho potrebné mechanické miešanie.

Zdravý pohyb neznamená, že každý nosič musí zostať vždy v úplne rovnakom hydraulickom stave. Dočasné nahromadenie v blízkosti stien alebo povrchov je normálne. Dôležité je, či väčšina médií naďalej cirkuluje a či sa vytvoria veľké trvalé zóny plávajúcich, usadzujúcich sa alebo stagnujúcich nosičov.

Hustota nosiča je dôležitá, pretože médium MBBR je normálne navrhnuté tak, aby zostalo blízko hustote vody. Hustota čistého plastového nosiča je však len východiskovým bodom. Akonáhle je reaktor v prevádzke, účinný nosič sa stáva kombináciou plastový biofilm zadržaný vodou viazaný plynové bubliny pevných látok .

Prečo médiá MBBR plávajú na povrchu

Pretrvávajúce plávanie je často prvým abnormálnym pohybom, ktorý si operátori všimnú. Tenká dočasná povrchová vrstva nie je vždy vážnym problémom, ale veľká plávajúca podložka môže znížiť účinný kontakt medzi biofilmom a odpadovou vodou a môže rušiť sitá, kanály alebo mechanické zariadenia.

1. Hustota hotového nosiča je príliš nízka

Ak je hotové médium podstatne ľahšie ako reaktorová kvapalina, nedostatočné premiešanie môže umožniť, aby zostalo na povrchu. Rozdiely v hustote môžu byť výsledkom výberu živice, výrobných variácií, nadmerného penenia, nevhodných plnív alebo modelu nosiča, ktorý nie je vhodný pre zamýšľaný proces.

To je jeden z dôvodov, prečo by kupujúci mali porovnávať hotová hustota nosiča nielen nominálnej hustoty HDPE živice použitej na jej výrobu.

2. Vzduch je uväznený vo vnútri nových nosičov

Nové médium môže pri prvom zavedení do nádrže silne plávať. Vzduch môže zostať vo vnútorných komorách alebo povrchových prvkoch predtým, ako sa médium úplne namočí.

V tomto prípade sa po namáčaní a cirkulácii môže plávanie znížiť. Prevádzkovatelia by sa preto mali vyhnúť okamžitému záveru, že nová dávka médií je chybná len preto, že pôvodne zostala na povrchu.

3. Biologický plyn zvyšuje dočasný vztlak

Zrelý biofilm môže zachytávať plynové bubliny. V zónach, kde dochádza k denitrifikácii, sa môže v biofilme alebo okolo neho vytvárať plynný dusík. Oxid uhličitý a iné plyny sa môžu tiež dočasne pripojiť k povrchu nosiča.

To môže spôsobiť, že zrelé nosiče budú pravidelne nadnášané, najmä keď sa podmienky reaktora menia medzi aeróbnymi obdobiami a obdobiami s nízkym obsahom kyslíka.

4. Nosiče na zachytávanie peny, oleja a tuku v blízkosti povrchu

Priemyselná odpadová voda obsahujúca povrchovo aktívne látky, tuky, oleje, mastnotu alebo stabilnú penu môže vytvoriť povrchovú vrstvu, ktorá fyzicky zachytáva médiá MBBR. V týchto prípadoch nie je problémom samotná hustota nosiča. Predúprava, kontrola peny alebo odstránenie oleja a mastnoty môžu vyžadovať pozornosť.

Prečo médiá MBBR klesajú alebo sa hromadia na dne

Hromadenie na dne automaticky neznamená, že samotné plastové médium je príliš ťažké. V prevádzkovaných reaktoroch sú častejšími príčinami nadmerný biofilm, usadzovanie minerálov, hromadenie pevných látok, nedostatočné miešanie alebo nadmerný pomer plnenia.

1. Nadmerný rast biofilmu zvyšuje hmotnosť nosiča

Biofilm pridáva hmotu každému nosiču. Za normálnych podmienok pomáha šmyk vytvorený prevzdušňovaním a kolíziami nosičov udržiavať dynamickú rovnováhu medzi rastom biofilmu a odlupovaním.

Ak je organické zaťaženie vysoké a šmyk príliš nízky, biofilm môže byť nezvyčajne hrubý. Výsledný nosič môže byť ťažší a ťažšie sa zavesí.

2. Anorganické škálovanie spôsobuje, že médiá sú ťažšie

Priemyselná odpadová voda môže obsahovať minerály, ktoré sa vyzrážajú na povrchu nosiča. Uhličitan vápenatý, zlúčeniny železa, struvit, oxid kremičitý alebo iné usadeniny môžu zvýšiť hmotnosť nosiča a postupne zmenšiť vnútornú otvorenú plochu.

Toto je obzvlášť dôležité, keď sa potápanie vyvíja pomaly v priebehu mesiacov, a nie hneď po spustení.

3. Suspendované pevné látky sa zachytia vo vnútri nosiča

Niektoré geometrie nosičov obsahujú úzke vnútorné kanály alebo chránené komory. Ak odpadová voda obsahuje vysoké množstvo nerozpustených látok a hydraulický šmyk je nedostatočný, môže sa vo vnútri týchto štruktúr hromadiť kal a minerálne látky.

Výsledkom môže byť zvýšená hmotnosť nosiča a znížená účinná plocha biofilmu.

4. Energia miešania je príliš nízka

Dokonca aj správne vyrobené médiá sa môžu usadiť, ak reaktor už neposkytuje dostatok energie na miešanie. Bežné príčiny zahŕňajú:

• znížený prietok vzduchu ventilátora;
• znečistené alebo poškodené difúzory;
• Poddimenzované ponorné mixéry;
• zlá poloha mixéra;
• zvýšený pomer plnenia média;
• zmeny hladiny vody v nádrži;
• nerovnomerné prevzdušňovanie po dne reaktora.

Prečo sa médiá MBBR hromadia v mŕtvych zónach

V mnohých reaktoroch v plnom rozsahu nie je najbežnejším problémom nosiča jednoduché plávanie alebo klesanie. Namiesto toho sa médiá dobre pohybujú cez väčšinu nádrže, ale opakovane sa hromadia v tom istom rohu, pri stene, za priehradkou alebo pred výstupnou clonou.

Tento vzor zvyčajne označuje a problém s hydraulickou cirkuláciou .

Nerovnomerné prevzdušňovanie vytvára silné a slabé cirkulačné zóny

Prevzdušňovanie robí viac než len poskytuje kyslík. Stúpajúce bubliny vytvárajú hromadnú cirkuláciu kvapaliny. Ak je hustota difúzora alebo prúdenie vzduchu v jednej časti reaktora oveľa vyššia, silná cirkulačná zóna môže zatlačiť nosiče do slabšej oblasti, kde nie je dostatok energie na ich návrat.

Nesprávne rozloženie difúzora môže zanechať rohy nezmiešané

Mriežka difúzora sústredená iba v strede obdĺžnikovej nádrže môže vytvárať dobrú vertikálnu cirkuláciu v strede, ale slabý pohyb v blízkosti okrajov. Výsledkom môže byť trvalé hromadenie médií pozdĺž stien alebo v rohoch.

Geometria nádrže môže vytvárať recirkulačné vrecká

Dlhé úzke nádrže, nepravidelné nádrže, podporné stĺpy, vnútorné steny, kanály a prepážky môžu vytvárať vrecká s nízkou rýchlosťou. Tieto oblasti nemusia byť zrejmé počas uvádzania čistej vody do prevádzky, ale môžu sa zvýrazniť, keď reaktor obsahuje veľké množstvo pohybujúcich sa médií.

Vstupný tok môže tlačiť médium na jednu stranu

Koncentrovaný prúd prúdu môže dominovať v miestnej cirkulácii. Ak je smer vstupu zle zarovnaný s hlavným vzorom miešania, nosiče sa môžu opakovane pohybovať smerom k jednej strane nádrže.

Retenčné obrazovky môžu vytvárať podložky miestnych médií

Výstupné retenčné sitá bránia nosičom opustiť reaktor, ale samotné sito sa stáva súčasťou hydraulického systému. Nadmerná rýchlosť tlače, čiastočné zablokovanie alebo nedostatočná plocha obrazovky môžu pritiahnuť veľké množstvo média na obrazovku.

Akonáhle sa vytvorí podložka média, môže ďalej zvýšiť lokálny hydraulický odpor a zhoršiť akumuláciu.

Ako prevzdušňovanie a miešanie riadi pohyb média

V aeróbnom MBBR reaktore má prevzdušňovací systém zvyčajne dve súčasné úlohy: dodávanie kyslíka a udržiavanie nosičov v pohybe .

Tieto dve požiadavky spolu súvisia, ale nie sú totožné.

Reaktor môže vykazovať koncentráciu rozpusteného kyslíka 2–3 mg/l a stále má slabý pohyb nosiča v časti nádrže. To sa môže stať, keď je prenos kyslíka celkovo dostatočný, ale distribúcia prúdenia vzduchu nevytvára dostatočnú lokálnu cirkuláciu.

Opačný je tiež možný. Silné miešanie môže udržať nosiče v pohybe, zatiaľ čo prenos kyslíka zostáva nedostatočný pre biologickú záťaž.

Keď sa objavia tieto príznaky, operátori by mali vyhodnotiť prúdenie vzduchu, usporiadanie difúzora, stav difúzora, hĺbku vody, pomer plnenia, ťah mixéra a celkový vzor cirkulácie, než sa spoliehať len na jedno meranie DO.

Ako pomer plnenia a geometria médií ovplyvňujú obeh

Zvýšenie množstva média zvyšuje dostupnú plochu povrchu biofilmu, ale tiež mení hydraulické správanie reaktora.

Pri nízkom pomere plnenia majú jednotlivé nosiče vo všeobecnosti viac priestoru na pohyb a vyžadujú menej energie na miešanie. Keď sa pomer plnenia zvyšuje, celková hmotnosť nosiča stúpa, kolízie sú častejšie a lôžko média vytvára väčší odpor voči cirkulácii kvapaliny a vzduchu.

To je dôvod, prečo sa reaktor úspešne fungujúci pri 20 % pomere plnenia nemôže automaticky zvýšiť na 50 % bez kontroly prevzdušňovania, miešania, kapacity sita a dostupného voľného objemu.

Dôležitá je aj geometria médií. Priemer nosiča, hrúbka steny, vnútorné komory, otvorená plocha, chránená povrchová plocha a vlastnosti hromadného balenia ovplyvňujú pohyb.

Praktický nosič preto potrebuje rovnováhu medzi oblasť biofilmu, hydraulická otvorenosť, mechanická odolnosť a ľahký pohyb .

Rast biofilmu mení správanie nosiča počas spúšťania a prevádzky

Správanie médií sa môže medzi prvým dňom spustenia a zrelou prevádzkou podstatne zmeniť. To je jeden z dôvodov, prečo samotné testovanie čistej vody nemôže plne predpovedať dlhodobý pohyb.

Operátori by preto mali vyhodnotiť cirkuláciu nosiča po dosiahnutí biologickej zrelosti reaktora. Ak sa pohyb postupne zhoršuje s vývojom biofilmu, príčinou môže byť skôr nedostatočný šmyk, nadmerné zaťaženie, slabé odlupovanie alebo neadekvátne premiešanie než pôvodná hustota nosiča.

Riešenie problémov s pohybom médií MBBR krok za krokom

Najúčinnejším spôsobom riešenia problémov s pohybom médií je ich systematická diagnostika. Výmena nosičov pred zistením príčiny môže plytvať peniazmi a nechať pôvodný hydraulický problém nevyriešený.

Keď si problém vyžaduje zmeny zariadenia

Prevádzkové úpravy môžu vyriešiť mnohé problémy s pohybom, ale niektoré reaktory vyžadujú fyzické úpravy.