В правильно работающем биопленочном реакторе с подвижным слоем носители MBBR должны циркулировать по большей части объема реактора, а не образовывать постоянный плавающий слой, оседая на полу или собираясь в одном углу. Когда движение носителя становится неравномерным, проблема редко вызвана одним фактором. Плотность среды, рост биопленки, захваченный газ, аэрация, производительность смесителя, коэффициент заполнения, геометрия реактора, удерживающие экраны и химический состав сточных вод — все это может изменить способ движения носителей.
Как среда MBBR должна двигаться в работоспособном реакторе
Среда MBBR предназначена для непрерывного перемещения через биологический реактор, так что прикрепленная биопленка неоднократно контактирует со сточными водами, растворенным кислородом, питательными веществами и субстратом. В аэробных реакторах это движение обычно создается в основном за счет аэрации. В бескислородных или уравнительных зонах вместо этого может потребоваться механическое перемешивание.
Правильное движение не означает, что каждое транспортное средство должно всегда оставаться в одном и том же гидравлическом состоянии. Некоторое временное скопление возле стен или поверхностей является нормальным. Важно то, продолжает ли основная часть средств массовой информации циркулировать и развиваются ли крупные постоянные зоны плавучих, осевших или застойных носителей.
Носители остаются у поверхности воды и не обеспечивают эффективную рециркуляцию.
Носители движутся через большую часть объема реактора с доступной энергией смешения.
Носители оседают или остаются в зонах низкой скорости возле дна резервуара.
Плотность носителя важна, поскольку среда MBBR обычно проектируется так, чтобы оставаться близкой к плотности воды. Однако плотность чистого пластикового носителя — это только отправная точка. Как только реактор заработает, эффективный носитель станет комбинацией пластиковая биопленка, удерживаемая водой, твердые частицы, пузырьки газа .
Образец среды, который правильно ведет себя в чистой воде, может двигаться по-другому после нескольких недель роста биопленки, накопления твердых частиц, образования накипи или изменений в аэрации.
Почему MBBR Media всплывает на поверхность
Постоянное плавание часто является первым ненормальным движением, замеченным операторами. Тонкий временный поверхностный слой не всегда является серьезной проблемой, но большой плавающий мат может уменьшить эффективный контакт между биопленкой и сточными водами и может мешать работе сеток, каналов или механического оборудования.
1. Плотность готовых носителей слишком низкая.
Если готовая среда существенно легче реакторной жидкости, недостаточное перемешивание может позволить ей остаться на поверхности. Различия в плотности могут быть результатом выбора смолы, отклонений в производстве, чрезмерного вспенивания, неподходящих наполнителей или модели носителя, не подходящей для предполагаемого процесса.
Это одна из причин, по которой покупателям следует сравнивать плотность готового носителя , а не только номинальная плотность смолы HDPE, используемой для ее изготовления.
2. Воздух задерживается внутри новых носителей
Новые среды могут сильно всплывать, когда их впервые помещают в резервуар. Воздух может оставаться внутри внутренних камер или элементов поверхности до того, как среда полностью намокнет.
В этом случае плавучесть может уменьшиться после замачивания и циркуляции. Поэтому операторам следует избегать немедленного вывода о том, что новая партия среды неисправна просто потому, что она изначально остается на поверхности.
3. Биологический газ увеличивает временную плавучесть.
Зрелая биопленка может улавливать пузырьки газа. В зонах, где происходит денитрификация, газообразный азот может образовываться внутри или вокруг биопленки. Углекислый газ и другие газы также могут временно прикрепляться к поверхности носителя.
Это может периодически делать зрелые авианосцы более плавучими, особенно когда условия в реакторе меняются между аэробными и низкокислородными периодами.
4. Уловители пены, масла и жира вблизи поверхности
Промышленные сточные воды, содержащие поверхностно-активные вещества, жиры, масла, смазки или устойчивую пену, могут создавать поверхностный слой, который физически захватывает среду MBBR. В этих случаях проблема заключается не только в плотности носителей. Предварительная обработка, контроль пенообразования или удаление масла и жира могут потребовать внимания.
| Наблюдаемое состояние | Вероятная причина | Что проверить |
|---|---|---|
| Новые медиа всплывают немедленно | Захваченный воздух или низкая плотность готового продукта | Поведение при вымачивании, плотность носителя, консистенция производства |
| Зрелые СМИ периодически всплывают | Образование газа внутри или вокруг биопленки | Профиль растворенного кислорода, условия денитрификации, толщина биопленки |
| СМИ в пене | Поверхностно-активные вещества, жиры или пенообразователи | Предварительная обработка и состояние поверхности |
| Плавает только одна сторона резервуара | Гидравлический или аэрационный дисбаланс | Схема распределения и циркуляции воздуха |
Почему MBBR Media тонет или накапливается на дне
Накопление на дне не означает автоматически, что пластиковый носитель сам по себе слишком тяжелый. В действующих реакторах наиболее распространенными причинами являются чрезмерная биопленка, отложение минералов, накопление твердых частиц, недостаточное перемешивание или чрезмерная степень заполнения.
1. Чрезмерный рост биопленки увеличивает массу носителя
Биопленка добавляет массу каждому носителю. В нормальных условиях сдвиг, создаваемый аэрацией и столкновениями носителей, помогает поддерживать динамический баланс между ростом биопленки и ее отслаиванием.
Если органическая нагрузка высока, а сдвиг слишком мал, биопленка может стать необычно толстой. В результате носитель может стать тяжелее, и его будет сложнее подвешивать.
2. Неорганическое масштабирование делает носитель тяжелее
Промышленные сточные воды могут содержать минералы, которые оседают на поверхности носителя. Карбонат кальция, соединения железа, струвит, кремнезем или другие отложения могут увеличить вес носителя и постепенно уменьшить внутреннюю открытую площадь.
Это особенно важно, когда затопление развивается медленно, в течение нескольких месяцев, а не сразу после запуска.
3. Взвешенные твердые вещества задерживаются внутри носителя.
Некоторые конструкции носителей содержат узкие внутренние каналы или защищенные камеры. Если сточные воды содержат большое количество взвешенных веществ и гидравлический сдвиг недостаточен, внутри этих конструкций может накапливаться ил и минеральные твердые вещества.
Результатом может быть как увеличение веса носителя, так и уменьшение эффективной площади биопленки.
4. Энергия смешивания слишком низкая.
Даже правильно изготовленные среды могут осесть, если реактор больше не обеспечивает достаточную энергию смешивания. Общие причины включают в себя:
- уменьшенный воздушный поток вентилятора;
- загрязненные или поврежденные диффузоры;
- погружные миксеры малогабаритных размеров;
- неудачное положение миксера;
- увеличенный коэффициент заполнения носителями;
- изменения уровня воды в резервуаре;
- неравномерная аэрация по полу реактора.
Прежде чем заменять носители, проверьте, обеспечивает ли реактор достаточно гидравлической энергии для перемещения фактического запаса среды в текущих условиях биопленки и твердых частиц.
Почему MBBR Media накапливается в мертвых зонах
Во многих полномасштабных реакторах наиболее распространенной проблемой носителя является не просто всплывание или затопление. Вместо этого среда хорошо перемещается по большей части резервуара, но неоднократно скапливается в одном и том же углу, возле стены, за перегородкой или перед выпускной сеткой.
Эта закономерность обычно указывает на проблема с гидравлической циркуляцией .
Неравномерная аэрация создает зоны сильной и слабой циркуляции.
Аэрация не только обеспечивает кислород. Поднимающиеся пузырьки создают объемную циркуляцию жидкости. Если плотность диффузора или воздушный поток в одной части реактора намного выше, зона сильной циркуляции может вытолкнуть носители в более слабую область, где недостаточно энергии для их возврата.
Неправильная компоновка диффузора может оставить углы неперемешанными
Диффузорная решетка, сосредоточенная только в центре прямоугольного резервуара, может обеспечить хорошую вертикальную циркуляцию в середине, но слабое движение по краям. Результатом может стать стойкое скопление носителя вдоль стен или в углах.
Геометрия резервуара может создавать карманы рециркуляции
Длинные узкие резервуары, бассейны неправильной формы, опорные колонны, внутренние стены, каналы и перегородки могут создавать карманы с низкой скоростью. Эти области могут быть неочевидны во время ввода в эксплуатацию на чистой воде, но могут стать более выраженными, когда реактор содержит большой объем движущейся среды.
Входной поток может смещать среду в одну сторону
Концентрированная приточная струя может доминировать в местной циркуляции. Если направление впуска плохо совмещено с основной схемой смешивания, носители могут неоднократно перемещаться к одной стороне резервуара.
Экраны удержания могут создавать локальные медиа-маты
Выходные удерживающие экраны не позволяют носителям покидать реактор, но сам экран становится частью гидравлической системы. Чрезмерная скорость движения лица, частичное засорение или недостаточная площадь экрана могут привести к притягиванию большого количества носителя к экрану.
Как только образуется мат из среды, он может еще больше увеличить местное гидравлическое сопротивление и усугубить накопление.
| Медиа-шаблон | Вероятная проблема | Что проверять |
|---|---|---|
| Один угол забит СМИ | Локальная мертвая зона | Геометрия резервуара, охват диффузора, положение смесителя |
| СМИ скапливаются возле экрана розетки | Высокая скорость экрана или блокировка | Открытая поверхность сита, засорение и гидравлическая нагрузка |
| Центр движется, но края остаются неподвижными | Недостаточное покрытие аэрации | Распределение диффузорной сетки |
| Нижнее кольцо носителей | Слабая нижняя циркуляция | Расход воздуха, состояние диффузора или тяга смесителя |
| Поверхностный слой только с одной стороны | Асимметричная циркуляция резервуара | Направление впуска и баланс аэрации |
Как аэрация и смешивание контролируют движение среды
В аэробном реакторе МББР система аэрации обычно выполняет две одновременные работы: подача кислорода и обеспечение движения перевозчиков .
Эти два требования связаны, но не идентичны.
Перенос кислорода
Определяет, получают ли микроорганизмы достаточно кислорода для удаления углерода, нитрификации и других аэробных реакций.
Гидравлическое смешивание
Определяет, циркулируют ли носители по реактору и возникают ли мертвые зоны.
Реактор может показывать концентрацию растворенного кислорода 2–3 мг/л, но при этом в части бассейна все равно будет наблюдаться плохое движение носителей. Это может произойти, когда перенос кислорода в целом достаточен, но распределение воздушного потока не создает достаточной местной циркуляции.
Обратное также возможно. Сильное перемешивание может поддерживать движение носителей, в то время как перенос кислорода остается недостаточным для биологической нагрузки.
Признаки того, что движение в СМИ ограничено
При появлении этих симптомов операторы должны оценить поток воздуха, расположение диффузора, состояние диффузора, глубину воды, степень наполнения, тягу смесителя и общую схему циркуляции, а не полагаться только на одно измерение растворенного кислорода.
Как коэффициент наполнения и геометрия среды влияют на кровообращение
Увеличение количества среды увеличивает доступную площадь поверхности биопленки, но также меняет гидравлическое поведение реактора.
При низком коэффициенте наполнения отдельные носители обычно имеют больше места для перемещения и требуют меньше энергии для смешивания. По мере увеличения степени наполнения общая масса носителя увеличивается, столкновения становятся более частыми, а слой носителя создает большее сопротивление циркуляции жидкости и воздуха.
Вот почему реактор, успешно работающий при степени заполнения 20%, не может быть автоматически увеличен до 50% без проверки аэрации, перемешивания, производительности сита и доступного свободного объема.
Геометрия носителя также имеет значение. Диаметр носителя, толщина стенок, внутренние камеры, открытая зона, площадь защищенной поверхности и характеристики объемной упаковки — все это влияет на движение.
Чрезвычайно сложная внутренняя геометрия может обеспечить большую теоретическую площадь поверхности, но также может увеличить улавливание твердых частиц, уменьшить внутренний массоперенос или затруднить циркуляцию в некоторых условиях сточных вод.
Поэтому практическому перевозчику необходим баланс между площадь биопленки, гидравлическая открытость, механическая прочность и легкость перемещения. .
Рост биопленки меняет поведение носителя во время запуска и эксплуатации
Поведение СМИ может существенно измениться между первым днем запуска и зрелой деятельностью. Это одна из причин, по которой само по себе тестирование чистой воды не может полностью предсказать долгосрочное движение.
Чистый носитель
Пластическая плотность доминирует в движении. Захваченный воздух может вызвать временное всплывание после установки.
Ранняя биопленка
Смачиваемость поверхности улучшается, а масса носителя увеличивается по мере того, как микроорганизмы начинают колонизировать среду.
Зрелая биопленка
Рост биомассы, образование газа, отслоение и столкновения создают более динамичное состояние носителя.
Чрезмерный рост или загрязнение
Толстая биопленка, твердые частицы или накипь могут увеличить вес, засорить внутренние пространства и ограничить движение.
Поэтому операторам следует оценить циркуляцию носителя после того, как реактор достигнет биологической зрелости. Если движение постепенно ухудшается по мере развития биопленки, причиной может быть недостаточный сдвиг, чрезмерная нагрузка, плохое отслаивание или недостаточное перемешивание, а не первоначальная плотность носителя.
Устранение неполадок движения СМИ MBBR шаг за шагом
Самый эффективный способ решения проблем движения СМИ – это их систематическая диагностика. Замена держателей до выявления причины может привести к пустой трате денег и оставить нерешенной первоначальную гидравлическую проблему.
Соблюдайте схему движения
Определите, заключается ли проблема в плавании всего резервуара, оседании всего резервуара, скоплении в одном углу, скоплении на экране или в целом слабой циркуляции.
Проверяйте СМИ
Проверьте состояние носителя, конечную плотность, толщину биопленки, окалину, захваченные твердые частицы, деформацию, износ и внутреннюю закупорку.
Проверьте аэрацию
Проверяйте расход воздуха нагнетателя, падение давления в диффузоре, засорение диффузора, распределение воздуха и уровень растворимости кислорода в нескольких местах, а не в одной точке измерения.
Проверка гидравлического смешивания
Проверьте направление впуска, геометрию резервуара, перегородки, положение погружной мешалки, зоны слабой циркуляции и движение дна.
Подтвердите фактический коэффициент наполнения
Сравните фактический объем установленной среды с эффективным объемом реактора, особенно если после запуска было добавлено больше носителей.
Осмотрите экраны хранения
Проверьте закупорку, открытую зону, скорость потока, повреждения, образование мата в среде и влияние гидравлики экрана на циркуляцию реактора.
Обзор химического состава сточных вод
Ищите большое количество жиров, поверхностно-активных веществ, кальция, железа, взвешенных минеральных твердых веществ, необычной солености, пенообразования или образования биологического газа.
Когда проблема требует замены оборудования
Эксплуатационные корректировки могут решить многие проблемы движения, но некоторые реакторы требуют физических модификаций.
Плохое распределение воздуха
Измените решетку диффузора, сбалансируйте воздушный поток, очистите диффузоры или замените поврежденные блоки.
Слабое механическое перемешивание
Добавьте, измените размер или переместите погружную миксер, чтобы улучшить циркуляцию во всем резервуаре.
Неподходящие носители
Оцените носитель с более подходящей плотностью, геометрией или открытой структурой.
Накопление экрана
Увеличьте площадь удерживающего экрана или измените дизайн экрана, чтобы уменьшить чрезмерную локальную скорость.
Чрезмерный коэффициент наполнения
Уменьшите объем носителя или увеличьте доступную производительность смешивания.
Минеральный скейлинг
Займитесь химией сточных вод или их предварительной очисткой, а не просто заменой носителей.
Причиной плохого движения носителя может быть сама среда, а также аэрация, гидравлическая конструкция, загрузка сит, химический состав сточных вод или недостаточное перемешивание.
Носитель MBBR не движется должным образом?
Если носители плавают, оседают или собираются в одной зоне реактора, решение может включать выбор среды, аэрацию, производительность смесителя, конструкцию удерживающего экрана или соотношение заполнения. NIHAO может помочь оценить рабочее состояние и определить, какую часть системы следует проверить в первую очередь.
Для первоначального обзора предоставьте размеры реактора, глубину воды, модель среды, установленный объем среды, коэффициент заполнения, воздушный поток нагнетателя, тип диффузора, характеристики смесителя, характеристики сточных вод, а также фотографии или видео, показывающие движение носителя.
Часто задаваемые вопросы
Должны ли СМИ MBBR плавать или тонуть?
Правильная среда MBBR обычно должна оставаться достаточно близкой к нейтральной плавучести, чтобы аэрация или механическое смешивание могли циркулировать по реактору. Он не должен образовывать постоянный плавающий слой или оставаться на дне резервуара.
Почему новые среды MBBR всплывают при первом добавлении в воду?
Воздух может попасть в камеры носителя до того, как носитель полностью намокнет. Это может вызвать временное всплывание и может уменьшиться после замачивания и непрерывной циркуляции.
Почему MBBR media тонет после нескольких месяцев работы?
Возможные причины включают чрезмерный рост биопленки, отложение минеральных отложений, захваченные твердые частицы, неправильное смешивание, уменьшение потока воздуха, засорение диффузора или изменения характеристик сточных вод.
Может ли чрезмерная биопленка привести к затоплению носителей MBBR?
Да. Толстая биопленка увеличивает массу носителя. Если сдвиг и перемешивание недостаточны для контроля толщины биопленки, зрелые носители становится труднее суспендировать.
Почему носитель MBBR скапливается возле выходного экрана?
Чрезмерная скорость поверхности сита, частичная закупорка, недостаточная открытая площадь или неблагоприятная циркуляция реактора могут притянуть носители к ситу и создать устойчивый мат в среде.
Может ли низкая аэрация привести к остановке движения носителя MBBR?
Да. В аэробных реакторах МББР аэрация обычно обеспечивает как кислород, так и перемешивание. Уменьшенный поток воздуха или загрязненные диффузоры могут привести к тому, что некоторые части реактора останутся без достаточной циркуляции.
Требует ли более высокий коэффициент наполнения большей энергии смешивания?
Обычно да. Увеличение объема носителя увеличивает общую массу среды, частоту столкновений и гидравлическое сопротивление. Перед увеличением степени наполнения следует проверить производительность аэрации или смесителя.
Как определить мертвые зоны в реакторе МББР?
Повторяющееся скопление среды, отложения на дне, застойные носители, неравномерное содержание растворенного кислорода, различный вид биопленки и слабая циркуляция возле углов или стен являются частыми признаками мертвых зон.
Может ли неорганическое масштабирование утяжелить носитель MBBR?
Да. Карбонат кальция, соединения железа, струвит и другие минеральные отложения могут накапливаться на носителе и увеличивать его массу, одновременно уменьшая внутреннюю открытую площадь.
Когда следует заменить плохо движущийся носитель MBBR?
Замену следует рассматривать, когда сам носитель поврежден, сильно деформирован, постоянно засорен, имеет чрезмерную окалину или явно не пригоден для применения. Если настоящей причиной является плохая аэрация, смешивание или гидравлика сита, замена всего лишь носителя может не решить проблему.
Английский
عربي
испанский
