Kõrge tugevusega orgaanilise reovee puhastamine: MBBR-i puhastusstrateegia

Kõrge kontsentratsiooniga orgaanilist reovett on raske käidelda, kuna see on täis rasvu, suhkruid ja valke, eriti sellistes tööstusharudes nagu toiduainetetööstus, piimatööstus ja õlletehased. Kui seda ei töödelda korralikult, võib see põhjustada halba lõhna, liiga palju setteid ja kõrgemaid puhastuskulusid. Nutikas lahendus, mida paljud ettevõtted nüüd kasutavad, on liikuva kihiga biokilereaktor (MBBR). See süsteem tugineb pisikestele kandekeskkondadele, kus kasulikud bakterid kasvavad ja jäätmeid lagundavad. See toimib hästi isegi väga tugeva reovee korral, muutes puhastamise tõhusamaks ja usaldusväärsemaks.

Kõrge kontsentratsiooniga orgaaniline reovesi on reovee tüüp, mis sisaldab väga suures kontsentratsioonis biolagunevaid materjale, nagu suhkrud, valgud, rasvad ja õlid. Erinevalt tavalisest munitsipaalreoveest, mille orgaanilise aine sisaldus on tavaliselt mõõdukas, koormavad need reoveed puhastussüsteeme palju rohkem, kui neid korralikult ei hallata. Levinud allikate hulka kuuluvad toiduainete töötlemise tehased, õlletehased, piimatööstused ja tapamajad. Sellise reovee kontsentratsiooni mõõdetakse tavaliselt BOD (biokeemiline hapnikutarve), COD (keemiline hapnikutarve) ja TSS (hõljuvate tahkete ainete koguhulk) abil. Kõrge kontsentratsiooniga reovesi ületab sageli BOD taset 2,000 mg/l ja COD taset 5,000 mg/l – see on tunduvalt üle enamiku munitsipaalpuhastusjaamade võimsuse. Traditsioonilised aktiivmudasüsteemid võivad sellistes tingimustes kergesti üle koormata, mis viib ebastabiilse töötlemiseni ja liigse sette tootmiseni. Tõhusam lahendus on liikuva kihiga biokilereaktor (MBBR). See süsteem kasutab spetsiaalset kandekeskkonda, mis pakub bakteritele suurt pinda kasvuks ja kinnitumiseks. Stabiilsete biokilede loomise abil saavad bakterid lagundada suuri orgaanilisi aineid tõhusamalt, ilma et oleks vaja ülesuuruseid mahuteid või liiga keerukaid õhustussüsteeme. MBBR pakub paindlikkust, stabiilsust ja paremat jõudlust tööstusharudele, mis tegelevad keeruliste reoveeprobleemidega.

Üks peamisi põhjuseid MBBR Selle ülitugeva orgaanilise reovee puhastamise efektiivsus seisneb selle võimes toime tulla orgaanilise koormuse järskude tõusudega ilma seda lagundamata. Paljudes tööstusharudes ei püsi reovee vool ja tugevus konstantsena. Näiteks toiduainetetöötlemistehases võib päeval olla vähe reovett, kuid öösel on väljavool tugev. Samamoodi võib õlletehas ootamatult välja loputada kontsentreeritud partii kasutatud teravilja või järelejäänud pärmi. Traditsioonilised puhastussüsteemid näevad sageli nende kõikumistega vaeva. Kui süsteemi satub liiga palju orgaanilist ainet, võivad bakterid üle koormata, mis viib suremiseni, ebameeldivate lõhnade ja liigse sette tekkeni. MBBR kasutab teistsugust lähenemisviisi. Süsteem kasutab väikeseid silindrite, labade või spiraalide kujulisi plastkandjaid, mis hõljuvad reaktoris. Need kandjad toimivad bakterite "kodudena", võimaldades neil pinnal biokiledena kasvada. Kuna bakterid on ankurdatud, on nad stabiilsemad ja vastupidavamad kui tavapärastes süsteemides hõljuvad bakterid. Isegi kui reovesi muutub äkki tugevamaks, jäävad biokile kooslused aktiivseks, jätkates orgaaniliste ainete seedimist ja hoides ära süsteemi rikke.

Teine eelis on skaleeritavus. Operaatorid saavad hõlpsalt suurendada puhastusvõimsust, lisades rohkem kandekeskkonda või laiendades reaktori suurust. See muudab MBBR-i eriti kasulikuks tööstusharudele, kus on ebaregulaarne tootmisgraafik või hooajalised tipud, kus reovee omadused aja jooksul muutuvad.

Tõhusa MBBR-süsteemi kavandamine suure tugevusega orgaanilise reovee jaoks nõuab hoolikat planeerimist, eriti materjali täitesuhte, hüdraulilise peetumisaja (HRT) ja õhustamise osas. Materjali täitesuhe määrab, kui suure osa reaktori mahust hõivavad kandematerjalid, mis pakuvad bakteritele kasvupinda. Liiga väike kogus materjali piirab puhastusvõimsust, samas kui liiga suur kogus võib häirida segamist ja hapnikuülekannet; enamik süsteeme töötab kõige paremini 40–60% täitega. HRT ehk aeg, mille jooksul reovesi viibib reaktoris, on sama oluline – pikem peetumisaeg annab bakteritele rohkem aega orgaaniliste ainete lagundamiseks, kuid liiga suured mahutid suurendavad kulusid, seega töötavad paljud suure tugevusega süsteemid 6–12 tunni jooksul, olenevalt jõudlusvajadustest. Õhustamine on kolmas kriitiline tegur, kuna see varustab biokilet hapnikuga ja hoiab kandjaid liikumas; tõhusad hajutisüsteemid tagavad ühtlase õhuvoolu ilma energia raiskamise või klompide tekkimiseta.

Suurepärane näide MBBR Tegevuses olev näide pärineb piimatööstusest, mis maadles laktoosi, rasvu ja valke täis kõrge tugevusega reoveega. Nende vana aktiivmudasüsteem ei tulnud toime järskude tootmismuutuste ja sagedaste puhastustsüklitega, mis põhjustasid KHT hüppeid, lõhnaprobleeme ja liiga palju setteid. Selle lahendamiseks kavandas Decycle aktiivmudapuhastussüsteemi, mis kasutas umbes 50% ulatuses kandeainet, andes bakteritele palju kasvupinda. Nad seadsid hüdraulilise peetumisaja umbes 10 tunnile, et bakteritel oleks piisavalt aega orgaaniliste ainete seedimiseks ilma tohutu paagi vajaduseta. Peenemullidega õhutamine hoidis kandeaineid liikumas ja varustas stabiilse hapnikuga, luues biokilele stabiilse keskkonna. Mõne nädala jooksul saavutas tehas kuni 95% KHT eemaldamise, vähendas setteid ja kõrvaldas enamiku lõhnaprobleeme. Süsteem tuli ka äkiliste tõusudega toime ilma häireteta, osutudes palju usaldusväärsemaks kui vana süsteem. See näitab, kuidas hästi disainitud aktiivmudapuhastussüsteem suudab muuta kõrge tugevusega reoveeprobleemid tõhusaks ja vähese hooldusega puhastuseks.