Un rapporto di riempimento più elevato è sempre migliore per i vettori MBBR? Rapporto di riempimento 30-70%

No, un rapporto di riempimento più elevato per i media MBBR non è sempre migliore e richiede un bilanciamento scientifico basato su scenari specifici.

Il rapporto di riempimento dei vettori nel sistema MBBR è generalmente del 30%~ 50%come base e il limite non è superiore al 70%.

I. Potenziali problemi con elevati rapporti di riempimento

1. Peggioramento della fluidizzazione

   • Accumulo di vettore : Il superamento del rapporto di riempimento del 60% spesso porta allo stacking del vettore, alla creazione di "zone morti" anaerobiche e alla riduzione dell'attività del biofilm.
   • Aumento del consumo di energia : Aerazione maggiore o intensità di miscelazione è necessaria per mantenere la fluidizzazione. Ad esempio, l'aumento del rapporto di riempimento dal 50% al 70% può aumentare i costi energetici di aerazione di oltre il 30%.

2. Declino dell'attività del biofilm

   • Limitazioni di trasferimento di massa : Ridotto stress di taglio idraulico sotto elevati rapporti di riempimento rallentano il rinnovo del biofilm, portando a biofilm troppo spessi (> 300 μm) con strati interni inattivi.
   • Competizione di ossigeno disciolto (DO) : Nei processi di rimozione dell'azoto, rapporti di riempimento eccessivi nelle zone aerobiche intensificano la competizione tra nitrificatori e batteri eterotrofici, compromettendo la rimozione dell'azoto.

3. Riduzione del costo-efficacia

   • Benefici marginali diminuendo : Oltre il 50%, i vettori aggiuntivi producono miglioramenti minimi nell'efficienza di rimozione degli inquinanti, mentre i costi (vettori, aerazione, manutenzione) aumentano bruscamente.
   • Sfide operative : Rapporti di riempimento elevati aumentano i rischi di aeratori o schermi intasati, che richiedono frequenti manutenzioni.

Ii. Rapporti di riempimento ottimali per scenari diversi

1. Trattamento delle acque reflue domestiche

• Acque reflue convenzionali (COD <500 mg/L) : 30% ~ 50% è sufficiente (ad esempio, 85% di rimozione del COD al 50%).
• Acqua di reflue ad alta sommon : Inferiore al 30% ~ 40% per garantire adeguato i nitrifiers.

2. Trattamento delle acque reflue industriali

• Acque reflue ad alta sale/tossica : Keep <30% (ad esempio, il 32% ha raggiunto una rimozione ottimale dell'ammoniaca nel trattamento con salamoia di osmosi inversa).
• Awater di relitto ad alta organi (COD> 2000 mg/L) : Aumento al 50% ~ 60% ma ottimizza i sistemi di aerazione.

3. Progetti di aggiornamento

• Accoppiato con processi MBR/AO : 40% ~ 50% bilancia il miglioramento della biomassa e il controllo dell'erbatura della membrana.

Iii. Casi di compromesso in ingegneria pratica

1. Una pianta di acque reflue petrolchimiche
   • Aumentare il rapporto di riempimento dal 30% al 50% ha migliorato la rimozione del COD di soli 5%, ma i costi di aerazione sono aumentati del 40%. La scelta finale è stata del 35%.
2. Una pianta municipale per la rimozione dell'azoto
   • L'efficienza di rimozione dell'ammoniaca è diminuita quando il rapporto di riempimento della zona aerobica ha superato il 40% (a causa della carenza di DO). L'ottimizzazione al 35% ha raggiunto la conformità.

IV. Conclusione: bilanciamento dinamico dei rapporti di riempimento

• Efficienza ≠ massimizzare i rapporti di riempimento : Bilancia "Conservazione della biomassa", "Efficienza di trasferimento di massa" e "Costi operativi".
• Principi chiave :
  1. Oriente all'obiettivo : Regola per obiettivi specifici (ad es. Rimozione di azoto/fosforo vs. degradazione organica).
  2. Fluidizzazione come base : Assicurarsi che i portatori ≥80% rimangano fluidizzati.
  3. Analisi costi-benefici : Ottimizzare i rapporti economicamente.

Raccomandazione : Convalidare i rapporti di riempimento attraverso Test pilota → Prove su scala pilota → implementazione su vasta scala per evitare che il fallimento del sistema persegue ciecamente elevati rapporti.

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