Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) Prosess

MBBR-prosessen er en type tilknyttet vekstprosess. I MBBR-reaktorer festes mikroorganismer på bevegelige bærere for karbonfjerning og/eller nitrifikasjon. Mediebærerne i plast er spesialdesignet for å gi et gunstig miljø for vedvarende og stabil mikrobiell vekst, med en tetthet litt lavere enn vann.

 

MBBR-prosessen opererer med kontinuerlig lufting. Hensikten med lufttilførsel er å gi oksygen som kreves av mikroorganismer og å sikre suspensjon av mediebærerne.

 

Avløpet fra reaktoren, sammen med slamblandingen, sendes til nedstrøms behandlingsenheter eller sedimentasjonstanker. En viss andel bunnfellet slam føres tilbake til innløpet til MBBR-prosessen. Statiske skjermer med stangavstand som matcher størrelsen på mediebærerne brukes til å holde bærerne inne i reaktoren, som vist i diagrammet nedenfor:

Støttemediet kommer i to former, som vist i diagrammet: a. MBBR C, brukt til karbonholdig forurensningsbehandling; b. MBBR N, brukes først og fremst til nitrifikasjonsbehandling.

Effektiv forbehandling, for eksempel en primær sedimenteringstank eller finsil, er nødvendig før tilløpet kommer inn i MBBR-reaktoren.

1.MBBR C

MBBR C bruker polyetylenmateriale som sirkulære mediebærere med en diameter på 45 mm og en lengde på 35 mm. Det spesifikke overflatearealet er ca. 310 m²/m³, og stangavstanden til den statiske skjermen er 25 mm.

MBBR C er en biologisk prosess med høy belastning (volumetrisk belastning opp til 30 kg COD/(m³·d)), hovedsakelig brukt til industriell avløpsvannbehandling, med et maksimalt mediefyllingsforhold på 40 prosent av reaktorvolumet.

Avhengig av behandlingsmålene kan denne prosessen brukes til:

①Forbehandling oppstrøms aktivslamprosesser, ofte brukt i oppgraderte avløpsrenseanlegg.

②Sekundære sedimentasjonsprosesser i totrinns behandling eller flotasjonsprosesser for visse industrielle avløpsvann.

De to ordningene er vist i diagrammet:

2.MBBR N

MBBR N bruker også polyetylenmateriale som sirkulære mediebærere, men mindre enn de som brukes i MBBR C: diameter på 10 mm og lengde på 7 mm. Det effektive spesifikke overflatearealet er større, ca. 870 m²/m³. Baravstanden til den statiske skjermen er 5 mm.

MBBR N har to forskjellige applikasjoner:

① Nitrifikasjonsreaksjon av forbehandlet vann i MBBR-reaktoren, etterfulgt av denitrifikasjonsreaksjon i den anoksiske sonen gjennom blandet væskeresirkulering og slamresirkulering (referert til som MBBR CN). Dette systemet ligner på tradisjonelle aktivert slamsystemer som tar sikte på integrert denitrifisering, med hovedforskjellen at minimumsslamalderen ikke lenger er en begrensende parameter for designvolumet til aerobe tanker, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i nødvendig aerobisk tankvolum (redusert til omtrent 1/3). I tillegg, på grunn av den kortere slamalderen og en mangfoldig populasjon av heterotrofe bakterier, kan høyere denitrifikasjonshastigheter oppnås. MBBR CN er spesielt egnet for:

a.Oppgradering av avløpsrenseanlegg uten store modifikasjoner: Eksisterende reaktorer kan deles inn i to uavhengige soner (anoksisk og MBBR CN) for å øke matekapasiteten til luftesystemet. Installasjonen av blandede væskeresirkuleringspumper og statiske skjermer som holder fast på medier gjør at et avløpsvannbehandlingsanlegg som opprinnelig er designet for fjerning av karbonholdig forurensning kun for å oppnå TN-utslippsstandarder.

b.Småskala avløpsrenseanlegg som ligger i kalde områder eller opplever sesongmessige svingninger i forurensningsbelastning: Bakterier festet til bærerne sørger for rask oppstart etter stans og opprettholder nitrifikasjon selv under lave temperaturforhold.

② Dyp nitrifikasjonsbehandling påføres avløpet fra den sekundære behandlingen, etterfulgt av fast-væske-separasjon (MBBR N). Hovedmålet er å fjerne ammoniakknitrogen eller oppfylle TKN (Total Kjeldahl Nitrogen) utslippsstandarder. MBBR N-prosessen egner seg også for høykonsentrert ammoniakknitrogenavløpsvann, som for eksempel nitrifikasjonsbehandling av slamreturen fra nitrifikasjonstanken.

De to søknadsskjemaene er illustrert i følgende diagram:

3.Fordeler og ulemper

MBBR-prosessen tilbyr følgende hovedfordeler:

① Rask og effektiv fjerning av karbonholdige forurensninger [innflytende volumetrisk belastning på opptil 30kg COD/(m³·d)] og ammoniakknitrogen [volumetrisk belastning på opptil 0,6kg NH pluss 4-N/ (m³·d)].

② Betydelig reduksjon i reaktorvolum.

③ Stabil behandlingsytelse med sterk motstand mot støtbelastninger.

④ Egnet for oppgraderinger og utvidelser av avløpsrenseanlegg.

Imidlertid har MBBR-prosessen følgende ulemper:

① Det kan være utfordrende å oppnå grundig fjerning av total nitrogen for avløpsvann med lavt BOD/TKN-forhold og høy TKN-konsentrasjon.

② Naturen til restslam som genereres i middels belastning biokjemiske behandlingsprosesser kan være ustabil.