Ajakiri „Nature“ avaldab artikli MBBR-tehnoloogia uuest läbimurdest: kuidas uudne „V-kujuline andmekandja“ lahendab ummistusprobleemi ja annab uue elu suure tihedusega meediaturule.

Hiljuti avaldas Lõuna-Korea Ulsani Riikliku Teadus- ja Tehnoloogiainstituudi (UNIST) uurimisrühm ajakirjas *Nature Communications* uue uuringu MBBR-i (liikuva kihiga biokilereaktori) kandjate struktuurilise optimeerimise kohta. Teadlased pakkusid välja V-kujulise kandjate konstruktsiooni, mida tuntakse kui „hüdrotopoloogilise strateegiat“ ja mis võimaldab biokile kasvuprotsessi aktiivselt kontrollida, muutes kandjate sisemisi vedeliku liikumisteid. Tööstusharu spetsialistide jaoks, kes on pikka aega jälginud MBBR-i biokandjate tehnoloogia arengut, on see uuring pälvinud tähelepanu mitte ainult kandjate kuju muutuse, vaid ka seetõttu, et see püüab lahendada pikaajalist inseneriprobleemi: ummistumist ja massiülekande efektiivsuse vähenemist, mis on põhjustatud biokile liigsest paksenemisest. Traditsioonilistes MBBR-süsteemides kinnituvad mikroorganismid tööaja pikenedes pidevalt kandjate pinnale ja moodustavad biokilesid. Pärast teatud kasutusperioodi need biokiled paksenevad. Kuigi süsteemi mikroobse biomassi koguhulk suureneb – mis teoreetiliselt peaks parandama üldist efektiivsust –, väheneb hapniku ja saasteainete difusiooni efektiivsus biokilesse tegelikult.

Sarnase probleemiga puutusime kokku oma toiduainete töötlemise reovee puhastamise projektis Kagu-Aasias; pärast mitmeaastast töötamist muutus biokile kogunemine kanderaamide sisse sageli väga märgatavaks. Paljudes reoveepuhastites tuleb MBBR-kanderaamid ja mikropoorsed aeraatorid pärast mitmeaastast töötamist sageli loputada või välja vahetada, mis on suur ettevõtmine. Huvitaval kombel on pikaajaline biokile haldamine klientide aruteludes muutunud tavalisemaks teemaks kui ainult kanderaami pindala. Uurimisrühma sõnul muudab uudne V-kujuline struktuur vee vooluteed kanderaamis, tekitades erinevates tsoonides erineva hüdraulilise nihkepinge. Kui biokile kasvab üle, soodustab suurem lokaalne nihkepinge vananenud biokile eraldumist; vastupidi, piirkondades, kus on vaja säilitada aktiivset biomassi, säilib suhteliselt stabiilne kinnituskeskkond. Teadlased kirjeldavad seda mehhanismi kui biokile kontrollimeetodit, millel on "isereguleeruvad" omadused. Eksperimentaalsete tulemuste põhjal näitab see disain märkimisväärset potentsiaali biokile stabiilsuse säilitamiseks ja sisemise ummistumise vältimiseks. Siiski jääb ebaselgeks, kas see suudab säilitada samaväärse jõudluse reovee omaduste drastiliste kõikumiste tingimustes; turu aktsepteerimiseks on vaja täiendavat valideerimist praktiliste projektide kaudu.

Meie tööstusharu arengu seisukohast saadab see uuring tähelepanuväärse signaali: MBBR-kandjate tulevane konkurentsifookus võib nihkuda pelgalt eripinna suurendamisest suurema rõhuasetuse panemisele hüdrodünaamilisele disainile ja biokile haldamise võimalustele. Viimase kümnendi jooksul on enamiku MBBR-kandjate toodete optimeerimispüüdlused keskendunud sellistele näitajatele nagu efektiivne pindala, biokile moodustumise kiirus ja materjali tugevus. See uuring viitab aga sellele, et biokile paksuse aktiivne kontrollimine konstruktsioonilise disaini kaudu võib saada järgmise põlvkonna kandjatega seotud teadus- ja arendustegevuse võtmesuunaks. MBBR-kandjate tootjate jaoks tähendab see ka seda, et tulevased süsteemiprojektid panevad suuremat rõhku kandja ja õhustussüsteemi vahelisele sünergiale. Üks praktiline küsimus jääb aga vastuseta: kas selliseid keerulisi sisegeomeetriaid saab toota mastaapselt ja kulutõhusalt? Oleme täheldanud, et viimastel aastatel on üha rohkem kliente retsirkulatsiooniga vesiviljelussüsteemidest (RAS), tööstusliku reovee puhastamise projektidest ja suure koormusega munitsipaalreovee puhastusprojektidest hakanud keskenduma tööstabiilsusele suurema pakkimistiheduse korral. Pakkimistiheduse jätkuva suurenemisega muutuvad traditsiooniliste kandjatega seotud massiülekande ja ummistumisega seotud probleemid selgemaks. V-kujulise laengukandja uurimistöö väärtus seisneb mitte ainult uue konstruktsioonilise disaini pakkumises, vaid ka uue tehnilise lähenemisviisi pakkumises suure tihedusega MBBR-süsteemide edasiseks arendamiseks.