In de wereld van vandaag, waar industrialisatie en verstedelijking in een ongekend tempo voortschrijden, is effectief afvalwaterbeheer crucialer dan ooit tevoren. Afvalwaterzuivering is meer dan alleen een technische kwestie; het speelt een cruciale rol in het beschermen van de volksgezondheid, het beschermen van het milieu en het ondersteunen van economische groei. Het perfectioneren van de afvalwaterbehandeling is van het grootste belang voor het behoud van het milieu en de volksgezondheid. Conventionele behandelingsmethoden vereisen vaak aanzienlijke hoeveelheden energie, vooral tijdens beluchtingsprocessen. Als de energiekosten blijven stijgen, kunnen deze behandelingen economisch onhoudbaar worden en bijdragen aan een grotere ecologische voetafdruk.De bouw, werking en het onderhoud van traditionele afvalwaterzuiveringsinstallaties kunnen kapitaalintensief zijn. Bovendien kan het kostbaar zijn om deze installaties, naarmate ze ouder worden, aan te passen of te upgraden om aan nieuwe normen te voldoen of om nieuwe technologieën in te bouwen.
De Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) is een baanbrekende oplossing op het gebied van afvalwaterbeheer. Het combineert op synergetische wijze de sterke punten van zowel biofilm- als actief-slibmethodes en biedt een verbeterde behandelingsefficiëntie. MBBR is ontstaan in de jaren 1980 en heeft de afgelopen twintig jaar wereldwijde erkenning gekregen als een eenvoudige, veerkrachtige, aanpasbare en ruimtebesparende techniek, geschikt voor de behandeling van afvalwater in zowel gemeentelijke als industriële omgevingen. De methode maakt gebruik van een beluchtingstank gevuld met plastic dragers, ontworpen om biofilmgroei te ondersteunen. Het compacte ontwerp in combinatie met kosteneffectieve behandelingsmogelijkheden maakt het zeer voordelig. De primaire doelen van MBBR zijn waterrecycling en het verwijderen of terugwinnen van nutriënten. Deze technologie wordt steeds meer toegepast in verschillende delen van de wereld.
De basisprincipes van biologische afvalwaterbehandeling begrijpen
Biologische afvalwaterzuivering is een proces waarbij micro-organismen, voornamelijk bacteriën, schimmels en protozoën, worden gebruikt om organische verontreinigingen af te breken en te verwijderen uit afvalwater. Dit type behandeling is gebaseerd op de natuur omdat het vertrouwt op natuurlijke processen om afvalmaterialen af te breken. Het maakt gebruik van natuurlijke processen en minimaliseert het gebruik van chemicaliën. Het is in staat om organische verontreinigingen aanzienlijk te verminderen en is geschikt voor een breed scala aan afvalwater, van gemeentelijk afvalwater tot specifiek industrieel afvalwater.
MBBR in afvalwaterbehandeling
MBBR staat algemeen bekend als de populaire biologische waterzuivering. MBBR is ontwikkeld om bepaalde uitdagingen aan te pakken die vaak gepaard gaan met andere biologische afvalwaterbehandelingsmethoden en het is zeer effectief gebleken om dit doel te bereiken. MBBR maakt gebruik van de voordelen van biologische processen, in het bijzonder het geactiveerde slibproces en biofilmmedia, terwijl de nadelen die typisch geassocieerd worden met biologische afvalwaterbehandeling worden verzacht of verminderd.
MBBR is een zeer effectief biologisch waterzuiveringsproces dat gebaseerd is op een combinatie van biofilmmedia en conventionele actiefslibprocessen. Op deze manier kan water zowel in een anaerobe als aerobe omgeving worden behandeld. Vanwege de vele voordelen heeft MBBR aan populariteit gewonnen als voorkeursmethode voor biologische afvalwaterbehandeling. MBBR maakt gebruik van plastic dragers bedekt met een biofilm om afval af te breken. Naast de effectiviteit in het verwijderen van organisch materiaal, is MBBR ook een innovatieve aanpak voor nitrificatie en denitrificatie.
Hoe MBBR-gebaseerde afvalwaterzuivering werkt
Hier volgt een meer gedetailleerd overzicht van hoe het MBBR proces werkt. Een handige manier om dit proces te begrijpen is om de verschillende componenten te bekijken die betrokken zijn bij het MBBR ontwerp en die samenwerken om deze techniek mogelijk te maken.
Bekken: Het MBBR proces vindt plaats in een bassin, ook wel reactor of beluchtingstank genoemd. De grootte van dit bassin varieert op basis van de filtratievereisten van een specifieke faciliteit. Invloeiend afvalwater komt dit bassin binnen voor behandeling en kan doorgaan naar een tweede bassin voor verdere MBBR verwerking of voor een alternatief waterbehandelingsproces. MBBR beluchtingstanks zijn open aan de bovenkant, waardoor het water wordt blootgesteld aan de open lucht, waardoor het een aëroob filtratieproces is.
Media: Het bassin is gevuld met talloze kleine plastic chips, bekend als MBBR media of dragers. Deze mbbr-media kunnen wel 50 tot 70% van het tankvolume innemen. Hun ontwerp maximaliseert de beschikbare oppervlakte voor biofilmgroei. Veel dragers lijken op wielvormige pasta's en ze zijn ontworpen om een dichtheid te hebben die vergelijkbaar is met die van water, waardoor ze zich door de vloeistof mengen in plaats van te drijven of te zinken.
Beluchtingsrooster: Om de effectieve beweging van het medium door de tank te vergemakkelijken, wordt een beluchtingsrooster gebruikt. Dit apparaat werkt als een ventilator op de bodem van de reactortank. Het beluchtingsrooster helpt de dragers in beweging te houden, zodat ze in contact komen met al het aanwezige afval en dit efficiënt afbreken. Bovendien brengt het meer zuurstof in de tank.
Zeef: Bij het visualiseren van het MBBR systeem dat tot nu toe beschreven is, zou men zich kunnen afvragen hoe de media in de tank blijven, zodat ze niet via de uitgang kunnen ontsnappen. Dit probleem wordt aangepakt door een zeef die aan de tank is bevestigd. Het gaasmateriaal laat water door en houdt de plastic dragers binnen het bassin.
Met een goed begrip van deze componenten die MBBR mogelijk maken, wordt het eenvoudig om te begrijpen hoe dit proces werkt. De micro-organismen die aan de media in de tank zitten, consumeren het afval in het water, wat resulteert in schoner en veiliger water voor hergebruik of afvoer. Het specifieke type micro-organismen dat in de tank wordt geïntroduceerd hangt af van het type afval dat moet worden verwijderd.
Zoals eerder vermeld, richt MBBR zich niet alleen op algemeen afval. Het speelt ook een cruciale rol in nitrificatie- en denitrificatieprocessen. Nitrificatie houdt in de omzetting van ammonium in nitraat, terwijl denitrificatie optreedt wanneer zuurstof wordt gemetaboliseerd, waardoor nitraat wordt omgezet in stikstofgas. Aangezien dit biologische processen zijn, dient MBBR als een uitstekende facilitator voor deze transformaties.
Ook hier bepalen de doelstellingen van het MBBR proces de soorten micro-organismen die worden ingebracht. Voor denitrificatie is het bijvoorbeeld het meest effectief om denitrificerende micro-organismen zoals Pseudomonas, Paracoccus of Alcaligenes te gebruiken.
Het actieve slib, dat voornamelijk uit bacteriën bestaat, gedijt op het binnenoppervlak van deze dragers. Overtollig slib wordt vervolgens gescheiden van de dragers en stroomt samen met het behandelde water naar de uiteindelijke afscheider. Dit proces helpt ook om overmatige bacteriegroei onder controle te houden. In elk scenario waarin een biologisch proces nodig is om de kwaliteit van het afvalwater te verbeteren, is MBBR een waardevolle methode om te overwegen.
MBBR proces
Een kritieke factor in het MBBR-proces (Moving Bed Biofilm Reactor) is het verzekeren van consistent en frequent contact tussen de micro-organismen op de drager en de componenten van het biofilm afvalwater. De kwaliteit en de kenmerken van de biofilm die gevormd wordt op het oppervlak van de drager worden niet alleen beïnvloed door de schuifkrachten in de tank, maar ook door de samenstelling van de vervuilende stoffen in het afvalwater (substraat). Een snelle en krachtige groei van de biomassa kan leiden tot een verhoogde vervuiling van het afvalwater door de aanwezigheid van biologisch afbreekbare verontreinigende stoffen.Een voordeel van MBBR systemen is hun eenvoudige installatie. Het installatieproces is eenvoudig en niet al te complex.In de reactietank kunnen de dragers voldoende worden verplaatst door water door een anaëroob behandelingsproces te pompen of door ondergedompelde, langzaam roterende mixers te gebruiken.Hierdoor blijven de biofilms dun, omdat ze worden afgeschermd van overmatige schuifkrachten binnen de poriën. Het is cruciaal om te onthouden dat zuurstof essentieel is voor aerobe biologische afbraakprocessen en dat dunne biofilms essentieel zijn voor een optimale substraattoevoer (verwijderbare vervuilende stoffen en voedingsstoffen) naar micro-organismen.
Problemen als gevolg van een verminderde biologische afbraakefficiëntie hebben voornamelijk te maken met de dikte van biofilms, waardoor het oppervlak van de actieve drager afneemt. Gelukkig doet dit probleem zich niet voor bij de MBBR Biochip 25. Het MBBR Biochip proces is uniek omdat het ervoor zorgt dat biofilms die proberen uit de poriën te groeien en ze te koloniseren dun blijven door de invloed van schuifkrachten. Dit ontwerp zorgt voor consistent hoge biologische verwijderingssnelheden en betrouwbare processtabiliteit.
Voordelen van MBBR
De MBBR methodologie kan worden aangepast aan een verscheidenheid van toepassingen om de beoogde resultaten te bereiken. Enkele veelvoorkomende industriële toepassingen van de MBBR zijn:
Snel herstel na operationele onderbrekingen Ruimte-efficiënt ontwerp Verhoogde verwerkingscapaciteit Verbeterde behandelingskwaliteit - eliminatie van stikstof en BZV Minder toezicht door de operator en minder ingewikkelde procedures Voorziening voor toekomstige groei
Bovendien heeft de implementatie van de MBBR-methode talloze voordelen. Enkele opmerkelijke zijn:
Onderhoudsgemak Eenvoudige schaalbaarheid Monetaire voordelen wat betreft lozingskosten Geschikt voor grote hoeveelheden afvalwater Kosteneffectieve optie Ruimtebesparend ontwerp, optimaliseert opslagruimte
De eigenschappen van de biofilm die zich vormt op het oppervlak van de drager worden niet alleen bepaald door het type en de hoeveelheid verontreinigingen in het afvalwater, maar ook door de interne stromingsdynamiek van de tank. Dit zorgt ervoor dat het MBBR systeem consistent een betrouwbare biologische vervuiling verwijdert en de processtabiliteit behoudt.
