Vor- und Nachteile - Moving Bed Bioreactor Technology

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Bewegtbett-Bioreaktor

A Bewegtbett-Bioreaktor ist ein biologischer Abwasserbehandlungsprozess. In vielen Fällen ist das Abwasser voll mit organischen Stoffen, die sich mit physikalischen oder chemischen Mitteln nur schwer herausfiltern lassen. Eine der besten Methoden, um mit organischer Materie umzugehen, ist es, sie mit einem biologischen Prozess zu behandeln. Die Grundidee hinter biologischen Wasseraufbereitungsprozessen ist die Verwendung von Mikroorganismen zum Abbau von Abwasser.

Das Medium, das die Zerlegung durchführt, kann auf verschiedene Arten implementiert werden. Einer der häufigsten ist der Belebtschlammprozess, eine Art suspendiertes Wachstumssystem, das eine Lösung aus losem Schlamm verwendet, die belüftet wird, um den Stoffwechsel zu unterstützen.

Eine andere Methode ist ein Tropfkörper, ein feststehendes Foliensystem, das das Abwasser auf ein mit einem Biofilm überzogenes Steinbett sprüht.

Sowohl Belebtschlamm- als auch Tropfkörperfilter haben ihre Vorteile und sind effektive Verfahren, haben aber auch gewisse Nachteile.

Ein Bewegtbett-Bioreaktor (MBBR) ist jedoch ein biologischer Prozess, bei dem Aspekte jedes dieser Systeme und die damit verbundenen Vorteile ohne ihre Nachteile genutzt werden. Bei diesem Verfahren wird ein Biofilm verwendet, der wie der Tropfkörper an einem Träger haftet, die Träger werden jedoch wie beim Belebtschlammverfahren mit Belüftungsblasen in der Lösung suspendiert.

Im Folgenden werden die Vor- und Nachteile eines Bewegtbett-Bioreaktorsystems (MBBR) in der Abwasserbehandlung beschrieben.

Vorteile

  1. Höhere effektive Schlammretentionszeit (SRT)

Die Schlammretentionszeit ist die Zeitspanne, die eine bestimmte Einheit biologischer Medien im Bioreaktor aktiv arbeitet.

Als Festfilmsystem ist die SRT von MBBR viel länger als die eines suspendierten Wachstumssystems, bei dem das Biomedium am Auslass aus dem Reaktor gezogen werden kann. Solche Systeme benötigen eine Rückführleitung für den Schlamm. Beim Fließbett-Bioreaktorverfahren werden die Kunststoffträger durch ein Maschensieb am Auslass im Reaktor gehalten, sodass kein Biofilm verloren geht.

  1. Niedrigere hydraulische Verweilzeit (HRT)

Die hydraulische Verweilzeit bezieht sich auf die Zeit, die der Bioreaktor benötigt, um das einströmende Abwasser effektiv zu behandeln. Dank der Kombination der sich bewegenden Träger mit dem hochkonzentrierten Biofilm ist die HRT für diese Bewegtbett-Bioreaktorsysteme im Vergleich zu anderen Systemen kürzer und benötigt in der Regel nur maximal einige Stunden, bezogen auf die organische Belastung.

  1. Reagiert auf Lastschwankungen ohne Bedienereingriff

Viele andere biologische oder sonstige Behandlungsmethoden müssen sorgfältig auf Lastschwankungen überwacht werden, damit die Dosierungen entsprechend angepasst werden können. Mit MBBR ist dies nicht erforderlich für Schwankungen, die nicht wesentlich groß sind.

Der Biofilm kann sich natürlich leicht selbst einstellen, um sich an unterschiedliche Volumina, Konzentrationen oder Verunreinigungen anzupassen.

  1. Geringere Schlammproduktion

Eines der größten Probleme beim Umgang mit Abwasser ist der nach bestimmten Prozessen entstehende Schlamm. Biologische Systeme sind nicht anders. Da es sich bei MBBR jedoch um ein System mit fester Folie handelt, wird dem Abwasser nichts zugesetzt, sodass das erzeugte Schlammvolumen geringer ist als bei additiven biologischen Prozessen.

  1. Weniger Fläche erforderlich

Dank der großen inneren Oberfläche der Kunststoffträger und der hohen Bakterienkonzentration des Biofilms sind Fließbett-Bioreaktoreinheiten kompakter und benötigen weniger Landfläche als andere biologische Behandlungssysteme.

  1. Beständig gegen giftige Stöße

Ähnlich wie die Reaktion auf Lastschwankungen sind MBBR-Systeme auch widerstandsfähig gegen toxischen Schock, der bei anderen biologischen Behandlungen ein Problem darstellt. Einige Verunreinigungen im Abwasser können die Bakterien in den biologischen Medien abtöten, aber MBBR-Biofilme können auf solche Toxine reagieren und sich von ihnen erholen.

  1. Prozessleistung unabhängig vom Nachklärer

Belebtschlammsysteme verwenden Umlaufschlamm, um ihre SRT zu erhöhen. Wenn es jedoch Probleme bei der Trennung gibt, die im Klärbecken auftreten, kann der Rücklaufschlamm von geringerer Qualität sein und die Leistung des Reaktors beeinträchtigen.

Dies ist bei MBBR-Systemen kein Problem, da kein Umlauf erforderlich ist, da es sich um ein Festfilmsystem handelt.

  1. Verbesserte Absetzeigenschaften

Wie gut sich das Reaktorabwasser im Klärtank absetzt, kann die Qualität des aufbereiteten Wassers beeinflussen.

Dies kann bei bestimmten anderen biologischen Behandlungssystemen ein Problem sein, aber MBBR-Systeme und ihre kombinierten Eigenschaften für feste Filme und suspendierte Medien stellen sicher, dass sich die Feststoffe gut absetzen, ohne dass der Überstand trüb wird und der Wassergehalt im Schlamm gering ist.

Nachteile

  1. Manuelle Bakterienüberwachung erforderlich

Biologische Systeme sind schwieriger zu überwachen als andere Behandlungen. Sie können nicht einfach einen Sensor in den Tank stecken, um die Bakterien in den Biomedien konsistent zu verfolgen. Die Bediener müssen regelmäßig Medienproben entnehmen und diese in einem Labor von Hand analysieren, um sicherzustellen, dass die Bakterien lebendig und gesund sind.

  1. Geschulter Bediener erforderlich

Um die Biomedien überwachen zu können, müssen die Bediener Experten für die biologische Wasseraufbereitung sein. Der physikalische Betrieb dieser Systeme ist nicht besonders komplex, aber die auftretenden biologischen Prozesse sind komplex und erfordern einige Fachkräfte, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren.

MBBR-Aufbereitungssysteme kombinieren einige der besten Qualitäten des Belebtschlammprozesses und der Tropfkörper ohne ihre Nachteile, aber es ist nicht ohne einige eigene. In bestimmten Fällen und Anwendungen können die Vorteile jedoch die negativen überwiegen.

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