जल उपचार उद्योग में एक अनुभवी विक्रेता के रूप में, मैं चलती बेड बायोफिल्म रिएक्टर (एमबीबीआर) तकनीक में अंतर्दृष्टि साझा करने के लिए उत्साहित हूं, जो एक उच्च कुशल अपशिष्ट जल उपचार विधि है जो कम कीचड़ की मात्रा और सरल संचालन के लिए जाना जाता है। इस लेख में, हम इस बात पर तल्लीन करेंगे कि बायोफिल्म कभी -कभी एमबीबीआर मीडिया पर बनने में विफल क्यों होता है, जैसे कि सिस्टम के कार्य सिद्धांत और बायोफिल्म गठन को प्रभावित करने वाले कारकों जैसे विभिन्न पहलुओं पर विचार करते हैं।
MBBR प्रक्रिया का सिद्धांत
MBBR मीडिया सूक्ष्मजीवों को वाहक की सतह से जुड़ने और एक बायोफिल्म बनाने में सक्षम बनाता है। जब वास्टवाटर वाहक की सतह पर बहता है, तो पानी में कार्बनिक पदार्थ और भंग ऑक्सीजन बायोफिल्म में फैल जाता है। बायोफिल्म के भीतर सूक्ष्मजीव चयापचय करते हैं और ऑक्सीजन की उपस्थिति में कार्बनिक पदार्थ को आत्मसात करते हैं। अपघटन उत्पाद तब पानी के चरण और हवा में वापस फैलते हैं, प्रभावी रूप से अपशिष्ट जल में कार्बनिक प्रदूषकों को नीचा दिखाते हैं।
चारैक्लिस, लियू, और अन्य के अनुसार, माइक्रोबियल फिल्म का गठन आमतौर पर चार चरणों से गुजरता है: वाहक सतह संशोधन, प्रतिवर्ती लगाव, अपरिवर्तनीय लगाव और बायोफिल्म गठन। इस प्रक्रिया को दो मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है: माइक्रोबियल सोखना और अनुक्रम विकास।
एमबीबीआर में बायोफिल्म गठन को प्रभावित करने वाले कारक
1। वाहक सतह गुण
सतह चार्ज, खुरदरापन, कण आकार और एमबीबीआर वाहक की एकाग्रता सीधे बायोफिल्म अटैचमेंट और गठन को प्रभावित करती है। सूक्ष्मजीवों में आमतौर पर सामान्य विकास स्थितियों के तहत उनकी सतह पर नकारात्मक चार्ज होता है। एक मोटा वाहक सतह बैक्टीरिया के लगाव और स्थिरीकरण की सुविधा प्रदान करती है।
♦ वाहक की एक बड़ी सतह क्षेत्र एक चिकनी सतह की तुलना में बैक्टीरिया और वाहक के बीच प्रभावी संपर्क क्षेत्र को बढ़ाता है।
♦ वाहक सतह के खुरदरे हिस्से, जैसे कि छेद और दरारें, हाइड्रोलिक कतरनी बलों से पालन किए गए बैक्टीरिया की रक्षा के लिए एक ढाल के रूप में कार्य करते हैं।
छोटे कण आकार के वाहक अपने कम पारस्परिक घर्षण और बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र के कारण बायोफिल्म उत्पन्न करने की अधिक संभावना रखते हैं। बायोफिल्म गठन के लिए वाहक एकाग्रता भी महत्वपूर्ण है। वैगनर ने पाया कि बहुत कम वाहक द्रव्यमान सांद्रता में, यहां तक कि एक मोटी बायोफिल्म के साथ, दुर्दम्य अपशिष्ट जल का इलाज करते समय एक स्थिर हटाने की दर प्राप्त नहीं की जा सकती है। हालांकि, 20-30 g/l के एक वाहक एकाग्रता पर, रिएक्टर एक स्थिर हटाने की दर प्राप्त कर सकता है, यहां तक कि केवल 20% वाहक के साथ एक पतली बायोफिल्म होता है।
2। निलंबित माइक्रोबियल एकाग्रता
आम तौर पर, जैसे -जैसे निलंबित सूक्ष्मजीवों की एकाग्रता बढ़ती जाती है, सूक्ष्मजीवों और वाहक के बीच संपर्क की संभावना भी बढ़ जाती है। माइक्रोबियल लगाव के दौरान निलंबित सूक्ष्मजीवों की एक महत्वपूर्ण एकाग्रता है। इस महत्वपूर्ण मूल्य से पहले, माइक्रोबियल परिवहन और तरल चरण से वाहक सतह तक प्रसार नियंत्रित कदम है। एक बार जब यह मान पार हो जाता है, तो वाहक सतह पर माइक्रोबियल अटैचमेंट और स्थिरीकरण वाहक के प्रभावी सतह क्षेत्र द्वारा सीमित होते हैं और अब निलंबित सूक्ष्मजीवों की एकाग्रता पर निर्भर नहीं होते हैं।
3. निलंबित सूक्ष्मजीवों की सक्रियता
विशिष्ट विकास दर (μ) द्वारा वर्णित माइक्रोबियल गतिविधि, बायोफिल्म गठन के प्रारंभिक चरणों का अध्ययन करते समय महत्वपूर्ण है। वाहक सतह पर नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के लगाव और निर्धारण की मात्रा और प्रारंभिक दर निलंबित नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की गतिविधि के लिए आनुपातिक हैं।
♦ जब निलंबित सूक्ष्मजीवों की जैविक गतिविधि अधिक होती है, तो बाह्य पॉलिमर को स्रावित करने की उनकी क्षमता भी अधिक होती है।
♦ ऊर्जा स्तर जिस पर सूक्ष्मजीव रहते हैं, वह सीधे उनकी विकास दर से संबंधित है।
♦ सूक्ष्मजीवों की सतह संरचना उनकी गतिविधि के साथ भिन्न होती है।
♦ वाहक, हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी), लिक्विड फेज पीएच, और हाइड्रोडायनामिक शीयर फोर्स के साथ माइक्रोबियल संपर्क समय जैसे कारक भी एक भूमिका निभाते हैं।
एमबीबीआर बायोफिल्म गठन प्रक्रिया के दौरान कारकों को प्रभावित करना
1. बायोफिल्म गठन प्रक्रिया में
ये बल सीधे सूक्ष्मजीवों और वाहक सतह के बीच बातचीत में योगदान करते हैं, पूरे बायोफिल्म गठन प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
2. वाहक सतह हाइड्रोफिलिसिटी का प्रभाव
GPUC वाहक की सतह में -OH और एमाइड समूह जैसे हाइड्रोफिलिक समूह होते हैं। अधिकांश सूक्ष्मजीवों में अच्छी हाइड्रोफिलिसिटी होती है, और वाहक की सतह और सूक्ष्मजीव सतह हाइड्रोजन बॉन्डिंग संरचनाएं बना सकती हैं। एक हाइड्रोफिलिक वाहक सतह की मुक्त ऊर्जा एक हाइड्रोफोबिक एक की तुलना में कम है, जिससे पानी में सूक्ष्मजीवों के लिए विकास के लिए हाइड्रोफिलिक वाहक सतह पर दृष्टिकोण और adsorb के लिए आसान हो जाता है।
3. बायोफिल्म के गठन पर तापमान का प्रभाव
एरोबिक सूक्ष्मजीवों के लिए उपयुक्त तापमान सीमा 10 ~ 35 डिग्री है। पानी का तापमान नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया और नाइट्रिफिकेशन दर के विकास को काफी प्रभावित करता है। अधिकांश नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के लिए इष्टतम विकास तापमान 25 ~ 30 डिग्री है। जब तापमान 25 डिग्री से नीचे या 30 डिग्री से अधिक होता है, तो नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की वृद्धि धीमी हो जाती है, और 10 डिग्री से नीचे, उनकी वृद्धि और नाइट्रिफिकेशन काफी मंद हो जाते हैं।
10 डिग्री, 20 डिग्री और 35 डिग्री पर किए गए परीक्षणों से पता चला कि 10 डिग्री पर, बायोफिल्म का गठन धीरे -धीरे शुरू हुआ, 7 दिनों के बाद 7 दिनों के बाद ध्यान देने योग्य बायोफिल्म अटैचमेंट के साथ और 21 दिनों के बाद परिपक्वता, अधिकतम संलग्न बायोमास 2.1 ग्राम/एल के साथ। 35 डिग्री पर, बायोफिल्म 4 दिनों के बाद बनना शुरू हो गया और लगभग 19 दिनों के बाद परिपक्व हो गया, जिसमें अधिकतम संलग्न बायोफिल्म 3.5 ग्राम/एल की राशि थी। 20 डिग्री पर, बायोफिल्म 2 दिनों के बाद बनना शुरू हो गया और लगभग 10 दिनों के बाद अधिकतम संलग्न बायोफिल्म राशि 5.7 ग्राम/एल तक पहुंच गया। यह स्पष्ट है कि तापमान का बायोफिल्म गठन पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, 15-30 डिग्री के बीच तेजी से दीक्षा के साथ।
तापमान जैविक गतिविधि और चयापचय क्षमता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, जो नाइट्रिफिकेशन प्रतिक्रिया प्रक्रिया को मुख्य रूप से विकास पैटर्न और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की जैविक गतिविधि के माध्यम से प्रभावित करता है। यह जैव रासायनिक प्रतिक्रिया दर और ऑक्सीजन हस्तांतरण दर को प्रभावित करता है।
4. बायोफिल्म आसंजन प्रदर्शन पर वाहक विशिष्ट सतह क्षेत्र और सतह खुरदरापन का प्रभाव
एक बड़ी विशिष्ट सतह क्षेत्र और खुरदरापन सूक्ष्मजीवों को पकड़ने के लिए वाहक की क्षमता को बढ़ाता है। उच्च सतह खुरदरापन वाले वाहक में पानी के प्रवाह को पुनर्वितरित करने, बायोफिल्म पर कतरनी बल को कम करने और सूक्ष्मजीवों और सब्सट्रेट के बीच मिश्रण और संपर्क के लिए एक अनुकूल वातावरण प्रदान करने की एक मजबूत क्षमता होती है। किसी न किसी सतह में एक चिकनी सतह की तुलना में एक मोटी लामिना की सीमा परत होती है, जो एक अच्छा स्थिर हाइड्रोडायनामिक वातावरण की पेशकश करता है और संलग्न सूक्ष्मजीवों के विकास पर पानी के प्रवाह कतरनी के प्रतिकूल प्रभावों से बचता है।