Prezentare generală a procesului MBBR 

MBBR (Reactor Biofilm cu Pat Mobil) este un proces biologic inovator utilizat în tratarea apelor uzate. În acest sistem, purificatorii din plastic cu suprafață mare circulă liber în reactor, iar microorganismele cresc în stratul de biofilm format pe acestea. Aceste microorganisme purifică apa prin descompunerea substanțelor organice, a compușilor azotați și altor poluanți din apele uzate. Tehnologia MBBR combină avantajele sistemelor clasice de nămol activ și sistemelor de biofilm fix (de exemplu, filtru percolator). A devenit populară atât în tratarea apelor uzate industriale, cât și domestice, cu avantajele sale de eficiență ridicată în tratare, design compact (volum de rezervor mai mic) și operare ușoară. Mai jos, toate etapele procesului de tratare MBBR sunt explicate în detaliu, împreună cu parametrii care trebuie monitorizați la fiecare etapă, interpretarea acestora și echipamentele utilizate. În plus, domeniile de aplicare ale MBBR, poluanții tipici care pot fi tratați, standardele de deversare în Turcia și UE, criteriile de proiectare, sfaturile de proiectare/operare și punctele de luat în considerare sunt, de asemenea, discutate în detaliu. 

Etapele Procesului de Tratare MBBR și Parametrii care trebuie Monitorizați 

O stație de epurare a apelor uzate MBBR integrată constă de obicei din etape de pretratare, tratare primară, tratare biologică (reactoare MBBR), tratare secundară (sedimentare) și, dacă este necesar, tratare avansată & dezinfectare. La fiecare etapă, anumiți parametri sunt măsurați și interpretați pentru a asigura funcționarea eficientă a procesului. De asemenea, diverse echipamente sunt utilizate la fiecare etapă. Mai jos este informația etapă cu etapă: 

Tratare preliminară 

Pretratarea este primul pas în eliminarea solidelor mari din apele uzate, precum nisipul sedimentabil și uleiul. Acest pas protejează procesele biologice ulterioare de încărcături bruste și daune fizice. 

Parametrii care trebuie Măsurați 

Debit: Debitului apei uzate de intrare ar trebui să-i fie măsurat constant. Debiturile mari pot duce la riscul de inundație și supraîncărcare a echipamentului, astfel că sunt monitorizate cu un debitmetru. Datele de debit sunt interpretate pentru a lua măsuri de precauție sau a determina volumul de echilibrare în cazul în care capacitatea de proiectare este depășită. 

pH: Valoarea pH-ului apei uzate de intrare este controlată. În special în apele uzate industriale, un pH excesiv de acid sau bazic poate dăuna proceselor biologice. Valoarea pH-ului ar trebui, în general, să fie menținută între 6 și 9; dacă se află în afara acestui interval, sunt necesare măsuri precum neutralizarea. 

Temperatura: Temperatura apelor uzate este măsurată. Temperaturile ridicate (de exemplu, >40°C) pot afecta negativ microorganismele, în timp ce temperaturile scăzute încetinesc viteza reacțiilor biochimice. Temperatura măsurată este interpretată pentru a prezice performanța microorganismelor care operează în etapa biologică. 

Încărcătura de Deșeuri Solide: Cantitatea de deșeuri grosiere reținute în ecrane și cantitatea de nisip acumulată în capcana de granule sunt monitorizate (volumul zilnic sau masa de deșeuri îndepărtate). Acești parametri indică eficiența pretratamentei. De exemplu, dacă o cantitate mare de deșeuri solide este reținută, se interpretează că încărcătura de poluanți în apă uzată este mare și planurile de eliminare sunt aranjate în consecință. 

Echipamente Principale Utilizate 

Ecrane: Ecranele grosiere și fine rețin solide mari (țesătură, plastic, sticle PET etc.) din apa uzată. Ecranele curățate mecanic sunt folosite în general. După ecranul grosier, există un ecran fin cu deschideri mai înguste. 

Capcană de Granule: Este unitatea care separă particulele anorganice, cum ar fi nisipul și pietrișul, din apa uzată prin sedimentație. Poate fi de tip aerat sau neventilat (flux orizontal). Materialul acumulat în capcana de granule este curățat periodic. 

Separator de Ulei: Este utilizat pentru a separa uleiul și grăsimea găsite în special în apa uzată industrială și din bucătărie prin flotare. Strat de ulei care se ridică la suprafață este îndepărtat cu raclete. 

Rezervor de Egalizare: Există de obicei un rezervor de echilibrare după pretratare pentru a reduce fluctuațiile în debit și concentrațiile de poluare. Acest rezervor asigură că apa uzată este omogenizată și livrată unității biologice cu un debit constant prin pompă. Prin utilizarea mixerelor în rezervorul de echilibrare, se împiedică sedimentarea solidelor și calitatea apei uzate este echilibrată în timp. 

Stație de Pompare: Pompele sunt utilizate pentru a trimite apa uzată din pretratare la reactor(e) biologic(e) la debitul și presiunea dorite. De obicei, contoarele de debit se află în stațiile de pompare sau la ieșirea din rezervorul de echilibrare. 

Sedimentare Primară 

Tratamentul primar este etapa în care solidele suspendate și unele poluanți organici sunt îndepărtați prin sedimentare gravitațională. În procesul MBBR, sedimentarea primară poate fi utilizată în funcție de debitul și încărcătura de poluare; scopul său este de a reduce încărcătura care vine la reactorul biologic. 

Parametrii de Măsurat și Interpretare 

Solide Suspendate Totale (SST) Intrare/Ieșire: Concentrația SST (mg/L) a apei uzate la intrarea și ieșirea din rezervorul de sedimentare primară este măsurată. Diferența intrare-ieșire indică cât de multe solide suspendate reține tratamentul primar. De exemplu, dacă SST la intrare este 300 mg/L și SST la ieșire este 150 mg/L, înseamnă că se realizează o îndepărtare de 50% a solidelor suspendate. O îndepărtare mare a SST înseamnă o încărcătură mai mică în etapa biologică următoare. 

Demanda Chimică de Oxigen (DCO) Intrare/Ieșire: Cu excepția unor organice dizolvate, unele dintre organicele suspendate pot fi îndepărtate prin sedimentarea primară. Măsurând valorile DCO la intrare și ieșire, se înțelege cât de mult reduce tratamentul primar încărcătura organică. De obicei, sedimentarea primară poate îndepărta 20-30% din DCO și 25-35% din DBO. Dacă eficiența tratamentului primar este scăzută, se poate interpreta că organicele particulare din apa uzată sunt fine sau că timpul de retenție în rezervor este insuficient. 

Volumul și Proprietățile nămolului sedimentat: Volumul și proprietățile (densitatea, conținutul de apă) nămolului acumulat în partea de jos a rezervorului de decantare primar sunt monitorizate. O creștere a volumului de nămol poate indica că sarcina de intrare este mare. Vârsta nămolului acumulat nu este importantă aici (este nămol primar brut), dar eficiența rezervorului scade dacă apare o acumulare excesivă. Înălțimea/volumul nămolului măsurat la intervale regulate este utilizat pentru a determina frecvența pomparei. 

Echipamente Principale Utilizate 

Rezervor de Decantare Primar: De obicei, este un bazin de decantare rotund (alimentat din centru) sau rectangular. În timp ce apele uzate se deplasează încet prin acest rezervor pentru un anumit Timp de Retenție Hidraulică (HRT) (de obicei 1-2 ore), solidele se depun la fund. Există punți de colectare în mișcare lentă pe suprafața rezervorului; brăzdarele împing nămolul de la fund către centru sau un con și îl trimit la linia de eliminare a nămolului. Uleiul și spuma de pe suprafață sunt colectate și îndepărtate de brăzdare de suprafață. 

Pompa de Nămol și Pits de Nămol: Nămolul primar brut colectat în partea de jos a rezervorului primar este trimis la unitatea de procesare a nămolului (de exemplu, grosatorul de nămol) prin intermediul pompei. Controlul pompei se face pentru a fi activat atunci când se atinge acumularea maximă dorită de nămol în rezervor. 

Echipamente de Măsurare: Punctele de eșantionare pentru măsurarea TSS sunt de obicei situate la ieșirea din rezervor. Sensorii online (de exemplu, senzorii de turbiditate) pot fi de asemenea utilizați. Debimetrele pot fi de asemenea situate la intrarea sau ieșirea din rezervor. 

Tratament Biologic – Reactoare MBBR 

Această etapă este inima procesului MBBR. Datorită biofilmului care se dezvoltă în mediile de transport, are loc oxidarea materiei organice și îndepărtarea nutrienților (azot, fosfor) în aceste reactoare. Tratamentul biologic este de obicei proiectat ca un reactor cu mai multe etape: De exemplu, MBBR aerobic concentrat pe eliminarea carbonului (eliminarea BOD/COD) în prima etapă, MBBR aerobic concentrat pe nitrificare în a doua etapă; sau dacă se dorește eliminarea totală a azotului, MBBR anoxic + MBBR aerobic poate fi aranjat într-o manieră secvențială. Fiecare reactor conține un anumit procent (% umplere) de suporturi din plastic pentru biofilm. 

Parametrii de Măsurat și Interpretare 

Levelul Oxigenului Dizolvat (DO): În reactoarele MBBR aerobe, DO este un parametru monitorizat continuu. De obicei, oxigenul dizolvat este menținut la un nivel de ~2 mg/L. O valoare DO sub 1 mg/L indică că nu există suficient oxigen și că degradarea materiei organice și nitrificarea vor încetini. Un DO excesiv de mare (>4 mg/L) indică risipă de energie. Operatorii ajustează capacitatea blow-ului conform valorii primite de la senzorii DO; astfel, se realizează atât un tratament eficient, cât și o optimizare a energiei. DO este deosebit de critic pentru nitrificare (oxidarea amoniului în nitrit/nitrat) și nu ar trebui să scadă sub ~1.5–2 mg/L. 

pH și Alkalinitate: În reactoarele biologice, pH-ul este menținut între 6.5–8.5. Reacțiile biochimice (în special nitrificarea) consumă alcalinitate și pot reduce pH-ul. pH-ul este măsurat continuu; dacă pH-ul scade sub < 6.5, rata de nitrificare scade semnificativ și, dacă este necesar, se utilizează dozarea chimică alcalină (de exemplu, bicarbonat de sodiu sau var). Un pH ridicat (>9) poate, de asemenea, dăuna microorganismelor. Monitorizarea Alcalinității este importantă pentru interpretarea capacității de nitrificare – de exemplu, eliminarea a 1 mg NH4-N prin nitrificare consumă ~7 mg/L alcalinitate CaCO₃, deci este necesară o adăugare externă dacă alcalinitatea intrantă scade sub o anumită valoare. 

Demanda Chimică de Oxigen (DCO) și Demanda Biologică de Oxigen (DBO5): Valorile DCO/DBO ale apei de intrare și de ieșire a reactorului MBBR sunt măsurate la anumite intervale (probe compozite zilnice). Diferența dintre intrare și ieșire arată performanța îndepărtării materiei organice a tratamentului biologic. De exemplu, dacă DCO este 500 mg/L la intrarea MBBR și 100 mg/L la ieșire, se înțelege că s-a realizat o eliminare de 80%. Dacă se observă o eliminare mai mică decât cea așteptată (parametrii sunt mari), acest lucru poate fi datorat ocupării insuficiente a suportului, temperaturii scăzute, apei reziduale toxice sau oxigenului insuficient - interpretarea se face în funcție de aceste rezultate. 

Azot Amoniacal (NH4-N) și Nitrați (NO3-N): În special în sistemele care vizează nitrarea/de-nitrarea, compușii de azot sunt monitorizați în mod regulat. Amoniu (NH4⁺) concentrația este măsurată la ieșirea aerobică a MBBR; valorile mari ale amoniacului (peste așteptări) indică nitrarea insuficientă. Interpretarea acestui lucru este că fie vârsta nămolului (vârsta biofilmului) este insuficientă, DO insuficient, sau factori precum temperatura/pH pot fi cauza. Nitrații (NO3⁻) sunt măsurați după denitrare dacă există o etapă de denitrare anoxică; nitrații mari indică denitrarea insuficientă. Dacă există un reactor anoxic, Potentia Oxidare-Reducere (ORP) poate fi, de asemenea, măsurat – o scădere a ORP la aproximativ ~-100 mV indică faptul că sunt furnizate condiții anoxice și că există un mediu adecvat pentru denitrare. 

Azot Total (AT) și Azot Kjeldahl Total (AKT): Analizele de azot total (AKT + NO2+NO3) sunt efectuate periodic pentru a monitoriza calitatea efluentului. Valoarea AT este pentru a verifica conformitatea tratamentului cu legislația de mediu (în special în cadrul limitelor de descărcare a mediului receptor). AT mare indică fie o lipsă de nitrare, fie o lipsă de denitrare, iar procesul este revizuit. 

Compuși de Fosfor (P): Deoarece sistemele MBBR singure nu elimină mult fosfor, măsurarea ortofosfaților sau fosforului total la intrare/ieșire este monitorizată dacă îndepărtarea chimică a fosforului este integrată. Valorile mari ale fosforului indică necesitatea creșterii dozelor chimice sau a tratamentului suplimentar dacă este necesar. (Notă: Îndepărtarea biologică a fosforului este limitată la MBBR, precipitația chimică fiind de obicei integrată.) 

Observație Continuă și Alte Parametri: Temperatura în reactorul biologic este, de asemenea, monitorizată (poate scădea iarna, în special în piscinele deschise). Când temperatura scade, se observă și se interpretează că ratele reacției biologice scad (de exemplu, rata nitrarea încetinește la <15°C). Mirosul și observația vizuală sunt, de asemenea, importante: Observațiile operaționale precum condiția suprafeței suporturilor (culoarea biofilmului ar trebui să fie maro/bej; culoarea neagră poate indica anaerobizarea), starea de spumare (spuma excesivă poate indica o activitate biologică excesivă sau prezența unui tensioactiv) fac parte, de asemenea, din monitorizarea parametrilor. Dacă este necesar, analize microscopice pot fi efectuate pentru a înțelege compoziția microorganismelor pe biofilm (în special prezența bacteriilor nitrificatoare, organismelor filamentose etc. poate fi examinată). 

Echipamente Principale Utilizate 

Rezervorul reactor MBBR: De obicei, acestea sunt rezervoare dreptunghiulare sau cilindrice din beton sau oțel. Fiecare reactor este proiectat pentru a reține apă pentru timpul specificat de retenție hidraulică (HRT) (de exemplu, ~4-6 ore pentru îndepărtarea organicelor, alte 4-6 ore pentru nitrificare, HRT total). Medii purtătoare de biofilm sunt situate în reactor. Purtătorii sunt de obicei particule cilindrice sau de formă specială din material similar polietilenă, ~1-3 cm în diametru. Deoarece densitatea mediului este aproape de apa (~0.95-0.98 g/cm³), acestea rămân suspendate în fluxul de apă. Rata de umplere volumetrică a purtătorilor în reactor este de obicei în intervalul 40-60% (~50% este o valoare frecvent utilizată în proiectare). Aceasta înseamnă, de exemplu, că un reactor de 100 m³ va avea un volum de ~50 m³ de purtători. Umpluturile mai mari (peste 70%) nu sunt recomandate deoarece mobilitatea mediului și transferul de oxigen pot fi restricționate. 

Sistem de Ventilație: Rezervoarele MBBR aerobe au difuzere de bule fine/coarse la bază și ventilatoare care suflă aer în ele. Difuzerele îndeplinesc două funcții prin furnizarea continuă de aer în mediu: (1) Furnizarea de oxigen (2) Asigurarea unei distribuții omogene a mediului prin amestecare. Difuzerele sunt plasate la intervale egale pe fund astfel încât să nu existe spații moarte în întregul rezervor. Capacitatea ventilatorului poate fi modulată în funcție de valoarea setată a DO cu automatizare. Rezervoarele anoxice nu au ventilatoare; în schimb, mixere mecanice sunt utilizate pentru a amesteca apa (pentru a menține purtătorii suspendați). 

Ecrane de menținere a mediului: La ieșirea fiecărui rezervor reactor, există filtre/sifonuri din oțel inoxidabil care împiedică particulele purtătoare să escape în timp ce apa este transportată către secțiunea următoare. Aceste ecrane pot fi sub formă de ecrane cu plasă cu fir înfipt (de exemplu, 3-5 mm) sau foi perforate și sunt de obicei montate la ieșirea reactorului într-o formă de cilindru vertical sau placă plată. Mediile purtătoare nu pot trece prin aceste ecrane și rămân în reactor, în timp ce apa tratată curge liber prin ecrane. Ecranele pot avea un sistem de spălare inversă sau curățare cu perii la anumite intervale pentru a preveni înfundarea mediului. 

Pumpă de recirculare internă: Dacă se vizează îndepărtarea totală a azotului (nitrificare + denitrificare), se folosește o pompă de recirculare internă care returnează nitratele la ieșirea reactorului aerobic (nitrificare) înapoi la reactorul anoxic. De exemplu, un debit de 200-400% din efluentul rezervorului de nitrificare poate fi returnat la reactorul anoxic. Această pompă transportă apă bogată în nitrați către secțiunea anoxică printr-o conductă, unde bacteriile heterotrofe pot utiliza materia organică pentru a denitrifica nitratele. Performanța acestei echipamente este critică pentru îndepărtarea totală dorită a azotului; relația dintre rata de recirculare setată și concentrația de nitrați la ieșire este monitorizată. 

Senzori și Dispozitive de Măsurare: Senzorii online sunt utilizați pe scară largă în reactoarele MBBR. Echipamente precum sonde DO, sonde pH, senzori de temperatură, sonde ORP (în rezervoarele anoxice) oferă date continue. Datele acestor senzori sunt transferate în sistemul PLC/SCADA, permițând operatorului să monitorizeze în timp real. Există, de asemenea, robinete/porturi pentru prelevarea de probe atunci când este necesar (cum ar fi măsurătorile COD, NH4, NO3 pentru analize de laborator). 

Clarificare secundară – Sedimentare 

Apa care părăsește reactoarele MBBR conține particule de biofilm și solide suspendate rămase care sunt separate ca rezultat al tratamentului biologic. Sedimentarea secundară este procesul de clarificare a apei tratate prin separarea acestor solide de apă. Nu există un ciclu intens de reciclare a nămolului în sistemul MBBR așa cum este în procesul de nămol activat; totuși, microorganismele și materia fină suspendată care s-au desprins din biofilm trebuie să fie sedimentate și îndepărtate. Datorită acestei etape, apa de ieșire are un TSS scăzut care va îndeplini standardele de evacuare. 

Parametrii de Măsurat și Interpretare 

Solide Suspendate (SS) și Turbiditate: Concentrarea SS în apa de ieșire din rezervorul de sedimentare secundară este un indicator critic de performanță. În general, <30 mg/L SS este vizat (pentru conformitate cu standardele). Metrele online de turbiditate pot oferi, de asemenea, monitorizare continuă. Dacă valorile SS la ieșire cresc (de exemplu, 50+ mg/L), acest lucru indică faptul că eficiența sedimentării a scăzut. Ca o interpretare, se poate înțelege că încărcătura din rezervorul de sedimentare este mare, timpul de retenție hidraulică este insuficient sau există o posibilă problemă de scurgere a nămolului. Dacă este necesar, intervenția se face prin reducerea încărcăturii de suprafață în rezervorul de sedimentare (reducerea debitului) sau prin adăugarea de substanțe chimice și îmbunătățirea formării flocului. 

Indexul de Volum al Nămolului (SVI): Pentru a evalua calitatea nămolului secundar, indexul de volum al nămolului (SVI) poate fi măsurat în laborator la anumite intervale. Acesta indică caracteristicile de sedimentare ale particulelor de biofilm separate. SVI este de obicei mai mic în sistemele MBBR decât în sistemele de nămol activat deoarece flocele pot fi mai grele și mai compacte. Un SVI ridicat (de exemplu, >150 mL/g) indică o sedimentare slabă și turbiditate/nămol rezidual poate rămâne la suprafața apei. 

Spuma de Suprafață și Accumulația de Solide: Observați dacă există acumulare (strat de nămol flotant) pe suprafața bazinului de sedimentare. Dacă este prezent, acesta este de obicei asociat cu îmbătrânirea nămolului sau gazul de denitrificare care urcă la suprafață. În acest caz, skimerele de suprafață ar trebui să fie în funcțiune și timpul de retenție a nămolului ar trebui să fie redus, dacă este necesar. 

Echipamente Principale Utilizate 

Rezervorul de Sedimentare Secundară: În general, se folosesc rezervoare de sedimentare de formă circulară, cu diametru mare, alimentate din centru. Efluentul MBBR este alimentat în rezervor printr-o structură de distribuitor central, solidele se depun pe fund pe măsură ce apa curge lent în sus și radial, și apa tratată se revărsa de la pragurile superioare. Suprafața rezervorului secundar are un pod rotativ lent și palete de raclare; acestea freamătă nămolul de fund spre centru și colectează nămolul flotant de la suprafață într-un hopper. Nămolul care se depune pe fund este practic biomasa reziduală care s-a desprins din biofilm și este retras din sistem ca nămol de deșeu. (Deoarece nu există un ciclu de returnare continuu în MBBR, ca în cazul nămolului activat, acest nămol este de obicei aruncat direct sau reciclat minim.) 

Separatoare Lamella (Opționale): Pentru a economisi spațiu, unități de sedimentare lamella compacte pot fi folosite în loc de bazinul de sedimentare clasic mare în unele sisteme MBBR. În aceste echipamente, suprafața de sedimentare este crescută și se obține o sedimentare mai eficientă în același volum datorită unei plăci înclinate sau plasării tubulare. Funcția este aceeași în ceea ce privește monitorizarea parametrilor (îndepărtarea SKM). 

​DAF (Flotare cu Aer Dizolvat) (Optionale): În special în aplicațiile industriale, după tratamentul biologic, particulele foarte fine și ușoare pot fi separate prin flotarea lor cu bule de aer folosind unitatea DAF. DAF poate fi folosit ca o alternativă sau suplimentar la sedimentarea secundară. Include un sistem de dozare a aerului comprimat și raclete ca echipament. Măsurătorile AKM sunt, de asemenea, efectuate la ieșirea DAF și, în mod normal, se pot obține solide foarte scăzute (<10 mg/L). 

Pompă de Noroaie: Noroaiele colectate la fundul rezervorului de sedimentare secundară sunt retrase periodic de o pompă. Această pompă este activată de obicei la intervale fixe de timp și trimite biomasa excesiv acumulată la unitățile de procesare a noroaielor. În sistemul MBBR, acest nămol este considerat „nămol de biofilm de deșeuri”. O pompă de retur (RAS) nu funcționează continuu ca în sistemul de nămol activat deoarece majoritatea biomaselor rămân pe suprafețele purtătoare. 

Unelte de Măsurare și Control: Poate exista un senzor AKM sau un senzor de turbiditate (NTU) la ieșirea rezervorului de sedimentare. În plus, debitul apei de ieșire și, dacă este necesar, rata de transmitere către sistemul de clorinare/UV sunt măsurate aici. Operatorii efectuează verificări periodice pentru a monitoriza starea nămolului de la suprafață; în unele sisteme, se poate face observație de la distanță cu sisteme de camere de suprafață. 

Tratare Avansată și Dezinfectare (Tratare Terțiară & Dezinfectare) 

Apa obținută după MBBR + sedimentare secundară îndeplinește, în general, standardele reglementare pentru deversarea în mediu de recepție. Totuși, în unele cazuri, poate fi necesar un tratament suplimentar: De exemplu, filtrare dacă se doresc solide suspendate foarte scăzute, tratament chimic pentru îndepărtarea fosforului, îndepărtarea patogenilor prin ** dezinfectare ** sau îndepărtarea poluanților speciali prin oxidare avansată. Această etapă îmbunătățește calitatea apei tratate și pregătește apa pentru scopuri precum reutilizarea (irigare, apă industrială). 

Parametrii de Măsurat și Interpretare 

Turbiditate și TUS (Filtrare Ulterioară): Dacă se utilizează un filtru de nisip, filtru cu disc, etc., turbiditatea (NTU) apei de ieșire din filtrare este măsurată. În general, se urmărește o turbiditate foarte scăzută de ≤5 NTU. Această valoare este, de asemenea, critică pentru eficiența dezinfectării (turbiditatea scăzută crește accesul razelor UV sau al clorului la microorganisme). Dacă se observă turbiditate ridicată, se interpretează că ar putea exista o blocare în filtru sau o problemă cu mediul și frecvența spălării invers o ajusta. 

Concentrația de Fosfor (P): Dacă a fost efectuată îndepărtarea chimică a fosforului (de exemplu, un agent coagulant a fost adăugat aproape de ieșire și a fost efectuată o precipitarea/filtrare), fosforul total este analizat în apa tratată. În general, se urmărește o valoare de 1-2 mg/L sub standardele mediului de recepție. Dozajul chimic (precum FeCl₃, Al₂(SO₄)₃) este optimizat în funcție de valoarea măsurată. Dacă rămâne fosfor ridicat, se concluzionează că dozajul chimic ar trebui să fie crescut sau că este necesar un timp de reacție mai lung. 

Parametrii Microbiologici: Dacă urmează să se aplice dezinfectare, bacteriile coliforme, E. coli sau coliformii fecali sunt testați periodic înainte și după. Acești parametri sunt critici pentru performanța dezinfectării, în special dacă apa tratată urmează să fie reutilizată sau deversată în apă de înot. De exemplu, dacă se dorește un coliform total <1000/100 mL după dezinfectarea cu clor, se verifică cu măsurători. Dacă se detectează bacterii peste limite, se interpretează probleme de dozaj insuficient sau timp de contact.

Residuu de Clor (Dacă Este Disponibil): Dacă dezinfectarea se face cu clor, clorul liber rezidual este măsurat în apa de ieșire. Dozarea se face în general astfel încât să existe un reziduu de clor liber de ≥0.5 mg/L la sfârșitul timpului de contact în apă. Dacă valoarea clorului rezidual măsurată este sub aceasta, dozajul este crescut; dacă este prea mare, poate fi necesară îndepărtarea clorului (neutralizare cu bisulfit de sodiu) înainte de deversare. 

Transmițerea UV (Dacă Este Aplicabilă): În sistemele de dezinfectare UV, transmițerea UV a apei (% transmițere la lungimea de undă de 254 nm) este monitorizată. Un UVT ridicat (>60-70%) este potrivit pentru dezinfectare; dacă UVT este scăzut (apă colorată sau încărcată cu materie organică), dozajul dispozitivului UV poate să nu fie suficient, caz în care se comentează că pre-tratamentul/filtrarea ar trebui revizuită. 

Echipamente Principale Utilizate 

Unități de Filtrare: Filtrele cu nisip (filtre rapide cu presiune sau gravitate), filtrele cu disc din microfibră sau filtrele cartuș sunt utilizate pentru a clarifica și mai mult apa după MBBR + sedimentare. Aceste echipamente au sisteme periodice de spălare inversă. De obicei, există o pompă de alimentare a filtrului înainte de filtru și indicatoare de presiune în față (creșterea diferenței de presiune indică înfundarea filtrului, spălarea automată este declanșată la o anumită diferență). 

Filtre de Cărbune Activ (Opțional): Filtrele cu cărbune activ granular (GAC) sunt utilizate în unele sisteme pentru a îndepărta substanțele organice dizolve (culoare, miros, micropoluante). În acest caz, sunt utilizate coloane cilindrice ca echipamente, iar reînnoirea periodică a cărbunelui este necesară. Absorbția UV254 sau substanțele chimice specifice pot fi monitorizate ca parametrii. 

Sisteme de Dezinfectare: Două echipamente comune de dezinfectare sunt sistemul de dozare a clorului și unitatea de dezinfectare UV. În sistemul cu clor, hipocloritul de sodiu lichid (NaOCl) sau clorul gazos este dozat în apă; include o pompă de dozare și echipamente de amestecare. În sistemul UV, există un rezervor/canal de reacție care conține lămpi UV; apa este expusă radiațiilor UV pe măsură ce curge prin. Ambele sisteme servesc la distrugerea sarcinii microbiene din efluent. Dacă neutralizarea clorului este necesară, pot exista și echipamente de dozare a metabisulfitului de sodiu. Unitatea UV are senzori pentru lămpile UV și sisteme de alarmă (va alerga dacă doza UV scade). 

Oxidare Avansată (Opțional): Pentru poluanți foarte dificili de descompus (cum ar fi reziduurile de medicamente), echipamentele de oxidare avansată, cum ar fi ozonarea, peroxidul de hidrogen + UV pot fi găsite. În aceste sisteme, sunt instalate echipamente precum generatorul de ozon, rezervorul de contact cu ozonul, pompa de dozare a peroxidului etc. Acestea sunt pentru cazuri foarte speciale, iar monitorizarea parametrilor se face cu dozajul O₃, valoarea redox sau analizele substanței chimice țintă. 

Senzori și Controale: Există instrumente precum contoare de flux, senzori de presiune, analizoare de clor, senzori UV în jurul unităților de filtrare și dezinfectare. Automatizarea unităților de tratament avansate ia măsuri precum începerea spălării inverse și creșterea dozajului conform acestor date de senzor. De exemplu, dacă calitatea apei se schimbă în sistemul UV (cum ar fi creșterea turbidității), poate exista o alarmă sau o modulare a puterii lampii conform datelor senzorului. 

Tratamentul nămolului 

Ca în orice stație de tratare biologică, nămolul îndepărtat din etapele de tratament în procesul MBBR trebuie procesat și eliminat corespunzător. Deșeurile de ecran și nisipul din pretratare sunt colectate separat. Nămolul primar este obținut din tratamentul primar, iar nămolul rezidual biologic este obținut din tratamentul secundar. Acestea sunt supuse în general pașilor de îngroșare, stabilizare și despământare. 

Parametrii de Măsurat și Interpretare 

Conținutul de solide din nămol (%): Conținutul de solide este măsurat la alimentarea și ieșirea din echipamentele de îngroșare sau dezvăluire. De exemplu, dacă conținutul de materie uscată al nămolului deshidratat la ieșirea din presa cu curea este de 20%, aceasta este o performanță bună. O valoare mică indică faptul că dozajul de polimer sau setările prese ar trebui să fie revizuite. 

Volumul nămolului: Volumul zilnic de nămol produs este înregistrat. Dacă se produce mult mai mult nămol decât se aștepta, poate fi considerată o situație anormală în caracterul apelor uzate (ape uzate foarte încărcate) sau o utilizare excesivă a dozelor chimice. Un volum de nămol extrem de scăzut poate indica faptul că nămolul nu este colectat suficient sau se scurge din sistem. 

Indicatorii de stabilizare: Dacă se utilizează un digestor anaerob sau un reactor de digestie a nămolului aerob, se monitorizează parametrii precum temperatura, pH-ul, raportul acizilor volatili/alkalinității (pentru anaerob). Acestea indică dacă nămolul a devenit stabil. De exemplu, producția de metan este măsurată în digestia anaerobă; o producție scăzută de metan este interpretată ca o problemă de digestie. 

Rata de decompoziție: Procentul de decompoziție a materiei organice ca rezultat al stabilizării nămolului poate fi calculat (materie organică în nămolul brut de intrare – nămol stabil ieșit / intrare * 100). Acest lucru este utilizat pentru monitorizarea performanței. 

Echipamente Principale Utilizate 

Îngroșător: Îngroșătoarele prin gravitate sau mecanice sunt utilizate pentru a reduce conținutul de apă al nămolului. O parte din apă este îndepărtată prin păstrarea nămolului în rezervoarele de îngroșare prin gravitate; în sistemele mecanice (de exemplu, îngroșătoare cu tambur sau curea), separarea apei este accelerată prin dozarea de polimeri. 

Reactoare de stabilizare a nămolului: În instalațiile unde se produce o cantitate mare de nămol biologic, se folosesc digestori anaerobi (care produc, de asemenea, biogaz, dacă este disponibil) sau rezervoare de digestie a nămolului aerob pentru stabilizarea nămolului. Aceste reacții conțin echipamente precum amestecătoare și încălzitoare (menținute la ~35°C temperatură mezofilă pentru anaerob). 

Unități de dezvăluire: În ultimul pas, nămolul stabilizat (sau nu, în instalațiile mici direct) este solidificat cu prese de dezvăluire. Acestea sunt de obicei tip echipament de presare cu curea, centrifugă de nămol sau presă de filtrare. Odată cu adăugarea de chimicale polimerice, flocurile de nămol sunt mărite și cea mai mare parte a apei este separată prin comprimare mecanică/forță centrifugală. Tortul rezultat devine suficient de solid (~15-25% materie uscată) pentru a fi trimis în zona de eliminare de camioanele de nămol. Aceste echipamente includ subcomponente precum pompe de dozare, manometre și acționări electrice. 

Echipamente de eliminare/evaluare: Produsul final de nămol este transportat la silozuri de stocare pentru nămol sau containere. Există opțiuni precum compostarea, stocarea intermediară, arderea în cuptoare de ciment sau trimiterea la un deșeu obișnuit ca metodă de eliminare. Aceste etape pot fi, de asemenea, în afara granițelor instalației, dar în abordarea integrată, toate sunt concepute ca un întreg. 

Arii de aplicare și industrii ale tehnologiei MBBR 

Sistemele MBBR sunt aplicate într-o gamă largă de aplicații, de la tratarea apelor uzate domestice la diverse ape uzate industriale. Structura flexibilă a acestei tehnologii permite tratarea eficientă a apelor uzate cu o încărcătură organică ridicată și îmbunătățiri ale instalațiilor existente. Principalele sectoare în care se utilizează MBBR și caracteristicile tipice ale apelor uzate din fiecare sunt rezumate mai jos: 

Întreținerea apelor uzate municipale (domestice): MBBR este utilizat în stațiile de tratare a apelor uzate din orașe și localități, mai ales în cazurile în care spațiul este limitat sau când este necesară îmbunătățirea stației existente de nămol activ. Apele uzate domestice au, în general, o încărcătură organică moderată (BOD5 ~200-300 mg/L, COD ~400-600 mg/L, TSS ~200-300 mg/L). De asemenea, conțin azot (TKN ~20-60 mg/L) și fosfor (~5-15 mg/L). MBBR poate fi proiectat pentru a reduce aceste valori la standardele de eliminare. De exemplu, un sistem municipal MBBR poate atinge BOD5 < 20 mg/L, NH4-N < 5-10 mg/L la ieșire. Compactitatea și ușurința de operare a MBBR sunt avantaje importante în aplicațiile domestice; este preferat pe scară largă în facilitățile municipale mici și medii. 

Industria alimentară și a băuturilor: Industria alimentară (de exemplu, lactate, abator și procesare a cărnii, fabrici de bere, unități de cofetărie/conservare) produce ape uzate care conțin poluanți organici foarte mari. Aceste ape uzate au, adesea, concentrări mari de BOD/COD. De exemplu, o unitate de lactate poate avea niveluri de COD de 2,000-5,000 mg/L și niveluri de BOD5 de 1,000-3,000 mg/L; ape uzate din abator au, adesea, niveluri de BOD5 de 1,500-4,000 mg/L și conțin, de asemenea, azot crescut (N total poate ajunge la sute de mg/L) provenit din ulei și grăsime și proteină din sânge. MBBR are avantajul de a putea suporta încărcături mari și de a tolera șocuri organice în astfel de ape uzate. În apele uzate tipice din industria alimentară, MBBR poate îndepărta >90% din organice, reducând în același timp azotul prin nitrare. În plus, MBBR este utilizat împreună cu reținerea pre-ulei în apele uzate cu conținut ridicat de ulei-grăsime pentru a minimiza problemele de înfundare și acumulare excesivă de biofilm. Utilizarea pe scară largă a MBBR în industria alimentară se datorează, de asemenea, capacității sale de a tolera schimbările sezoniere ale încărcăturilor (de exemplu, în perioadele de campanie). 

Facilități de băuturi și fermentare: (Fabrica de bere, unități de suc de fructe, producția de vin etc.) În acest subsector, apele uzate conțin, în general, BOD ușor degradabil ridicat (de exemplu, în fabricile de bere, BOD5 este la niveluri de 1,000-2,000 mg/L, azotul și fosforul fiind relativ scăzute). MBBR poate funcționa cu încărcături volumetrice mari (OLR ridicat) în astfel de ape uzate și reduce BOD într-un timp scurt. De exemplu, eliminarea a 95% din BOD poate fi realizată în apele uzate din fabricile de bere cu un MBBR pe o singură etapă. Deoarece apele uzate legate de fermentare pot fi la o temperatură caldă (30-35°C), toleranța la temperatură a MBBR este suficientă pentru acest sector. 

Industria textilă (ape uzate care conțin coloranți și substanțe chimice): Apele uzate din procesele de vopsire, finisare și spălare a textilelor au valori ridicate de COD (500-1500 mg/L sau mai mult), dar raportul BOD/COD este, în general, scăzut (adică rata de biodegradabilitate poate fi de aproximativ 40-60%). În plus, aceste ape uzate conțin culoare, substanțe chimice de colorare (coloranți azoici, coloranți reacțivi), substanțe chimice auxiliare (surfactanți, săruri). MBBR este utilizat pentru a reduce COD biodegradabil în apele uzate textile. O unitate tipică de MBBR textil îndepărtează 70-80% din COD, în timp ce un tratament chimic suplimentar poate fi necesar pentru materialele rămase de culoare și refractare. Deși azotul este, în general, scăzut în apele uzate textile (pot exista contribuții de azot din substanțele chimice de colorare), rolul principal al MBBR este de a reduce culoarea și materia organică. În unitățile textile, MBBR este de obicei integrat cu procese precum tratarea chimică (coagulare) și/sau ozonizarea. Avantajul său este că microorganismele se pot adapta cu ușurință la încărcările bruște de coloranți datorită biofilmului stabil, chiar și în ape uzate cu potențial toxic ridicat. 

Industria hârtiei și celulozei: Apă uzată din fabricile de hârtie și din uzinele de celuloză este caracterizată printr-un conținut foarte ridicat de COD (COD poate fi 5.000-10.000+ mg/L din cauza derivatelor de lignină, mai ales în producția de celuloză) și solidificări suspendate (particule de fibră). Raportul BOD/COD în aceste ape uzate este scăzut (adică fracția care este greu de descompus biologic este ridicată). MBBR este utilizat în general în industria hârtiei ca pretratare (filtru de roughing) pentru ape uzate de mari volume sau pentru creșterea capacității integrate cu nămol activat (IFAS). De exemplu, într-o fabrică de hârtie, un prim stadiu MBBR poate elimina 50-70% din COD și apoi efectuează un tratament suplimentar cu un proces de nămol activat în etapa următoare. Parametrii tipici: Deoarece AKM este foarte ridicat (1.000+ mg/L), se efectuează prescreening/sedimentare; MBBR este avantajos în acest sens, deoarece este rezistent la înfundare. Deoarece recuperarea apei poate fi importantă și în fabricile de hârtie, sistemele hibride MBBR+MBR (bioreactor cu membrane) sunt utilizate – MBBR reduce sarcina organică, iar filtrarea completă este asigurată de membrană. 

Industria petrochimică și rafinăriile: În rafinăriile de petrol, uzinele petrochimice și industria chimică, apa uzată conține o gamă largă de poluanți organici (benzen, fenol, derivate de toluen, compuși organici volatili) și compuși uleioși. COD poate fi ridicat în astfel de ape uzate (1000-3000 mg/L), dar există și componente care sunt greu biodegradabile sau pot fi toxice. MBBR promovează transformarea biologică a substanțelor greu de descompus prin furnizarea unei biomase echilibrate în aceste sectoare. De exemplu, în apa uzată care conține fenol, bacteriile degradante ale fenolului pot crește pe biofilm cu o adaptare lentă. Vârsta lungă a biofilmului (SRT ridicat) oferită de MBBR permite reținerea și operarea acestor microorganisme cu creștere lentă în sistem. În aplicații petrochimice, se utilizează în general secvențe MBBR multi-etap sau MBBR + nămol activat sunt utilizate împreună (de exemplu, pre-MBBR, apoi aerare convențională). Parametrii tipici ai apelor uzate pot fi următorii: hidrocarburi totale de petrol (TPH) 50-200 mg/L, COD 1500 mg/L, fenol 50 mg/L; MBBR poate obține >90% îndepărtare a fenolului și reducerea semnificativă a COD. Pre-separarea uleiului este necesară pentru ulei și grăsimi, altfel suprafața suporturilor poate fi acoperită cu ulei și reduce activitatea biofilmului. Atunci când se efectuează o pretratare suficientă, MBBR oferă rezultate foarte bune în aceste ape uzate complexe. 

Industria îngrășămintelor și agricolă: Apă uzată din instalațiile unde se produce îngrășăminte (îngrășăminte azotice, fosforice) sau se procesează deșeuri animale poate conține niveluri foarte ridicate de azot ammoniacal sau azot organic. De exemplu, NH4-N poate fi la niveluri de mii de mg/L în apa uzată dintr-o fabrică de îngrășăminte. MBBR este o alegere bună pentru nitrificarea încărcărilor ridicate de amoniac. Datorită concentrației ridicate de bacterii nitrificatoare în biofilm, amoniacul poate fi redus la valori limită prin efectuarea nitrificării în mai multe etape MBBR în ape uzate cu conținut ridicat de azot. În astfel de aplicații, parametrii precum temperatura și pH-ul sunt controlați foarte atent (tamponare pH, răcire etc. pot fi necesare pentru nitrificare). În industria agricolă (de exemplu, fabrici de furaje, deșeuri alimentare agricole), MBBR este utilizat pentru echilibrarea sarcinii organice. MBBR poate fi, de asemenea, preferat în tratamentul biologic al deșeurilor lichide (scurgeri de îngrășăminte) din ferme mari de animale. 

Aplicații pe Scară Mică și Mobile: Structura modulară a MBBR permite utilizarea sa în sisteme portable ca unități de tratare pachet. De exemplu, unitățile MBBR containerizate pot fi instalate în locații temporare, cum ar fi șantierele de construcții, facilitățile militare, navele sau zonele afectate de dezastre. Aceste unități au parametri tipici de apă uzată domestică, dar sistemul este compactat într-un volum mic. Rezistența MBBR la sarcini mari și operarea ușoară sunt adecvate pentru aceste scenarii. Din nou, sistemele MBBR cu pachet sunt utilizate pe scară largă în așezări individuale, cum ar fi hoteluri, sate de vacanță și centre comerciale. În aceste aplicații, caracteristicile apelor uzate sunt domestice, iar MBBR poate fi adus la calitatea de irigație sau reutilizare. 

În afară de sectoarele enumerate mai sus, există și aplicații MBBR în domenii precum creșterea peștilor (acvacultură). MBBR este foarte eficient pentru eliminarea amoniacului (nitrificare) din apă în acvacultură, deoarece curăță continuu acumularea de NH4 din bazinele cu pești folosind biofilm. Așa cum se poate observa, domeniul de aplicare al MBBR este destul de larg; parametrii de poluare tipici în fiecare sector și modul în care MBBR face față acestora sunt luate în considerare în proiectarea procesului. Tabelul următor rezumă valorile tipice ale parametrilor apei uzate în unele sectoare: 

Tabel: Valorile aproximative ale parametrilor apei uzate care ajung la MBBR în diferite sectoare (pot varia în funcție de diferențele regionale și de proces).* 

Pe baza valorilor de mai sus, nevoile specifice ale fiecărui sector sunt luate în considerare atunci când se proiectează sistemul MBBR. De exemplu, într-o fabrică de îngrășăminte cu azot ridicat, reactorul MBBR este menținut mare în special pentru nitrificare și este etapizat dacă este necesar; într-o apă uzată textilă cu COD ridicat, se consideră o MBBR integrată cu tratament chimic. Deoarece MBBR poate fi utilizat ca un hibrid cu alte procese de tratament atunci când este necesar (de exemplu, nămol activat + MBBR = IFAS sau MBBR + membrană = MBBR-MBR), este posibil să se atingă obiectivele de calitate ale diferitelor sectoare. 

Parametrii și Poluanții Tipici care Pot Fi Îndepărtați cu MBBR 

Procesul MBBR servește în principal pentru a îndepărta poluanții biodegradabili. Totuși, cu un design și o operare corespunzătoare, unele poluanți anorganici și greu degradabili pot fi, de asemenea, reduși indirect. Mai jos se află informații despre principalii parametri și poluanții care pot fi tratați cu MBBR: 

Materie Organică (BOD₅ și COD): Obiectivul principal al MBBR este de a reduce valorile BOD₅ (Demanda Biochimică de Oxigen) și COD (Demanda Chimică de Oxigen) prin consumarea materiei organice din ape uzate. Bacteriile heterotrofe care trăiesc pe biofilm folosesc poluanții organici din ape uzate ca nutrienți și îi oxidează, transformându-i în CO₂ și apă. În acest mod, încărcătura organică este în mare parte eliminată în reactorul MBBR. În mod tipic, un sistem MBBR bine proiectat poate elimina 85-95% din BOD₅ și 75-90% din COD. Exemple de poluanți organici care pot fi tratați includ zaharuri, amidon, proteine, grăsimi (partea biodegradabilă), alcooluri, acizi organici și multe substanțe organice industriale (partea biodegradabilă a coloranților, derivatele fenolului – cu adaptare corespunzătoare). Eliminarea materiei organice în MBBR are loc într-un mediu mai compact comparativ cu nămolul activ datorită densității mari a microorganismelor. Totuși, organicele instabile sau toxice (de exemplu, unele compuși clorurați) sunt dificile de descompus chiar și în biofilm; în acest caz, pot fi necesare etape de tratament suplimentare. În general, se poate spune că MBBR poate elimina toți contaminanții biologic oxidabili. 

Compuși Nitrogenați: MBBR este, de asemenea, foarte eficient în eliminarea nitrogenului. Azotul organic și amoniul din ape uzate sunt eliminați printr-un proces în două etape: nitrificare și (dacă este cazul) denitrificare. În mediu MBBR, bacteriile autotrofe care efectuează nitrificarea, cum ar fi Nitrosomonas și Nitrobacter, se stabilec în biofilm și oxidează inițial azotul amoniacal în nitriți și apoi în nitrați. În acest mod, poluarea cu amoniac (NH₃/NH₄⁺) este eliminată. Amoniul poate fi convertit la >90% doar cu MBBR aerob; de exemplu, dacă există 50 mg/L NH4-N în intrare, valori cum ar fi <5 mg/L pot fi obținute la ieșire. În al doilea pas, o etapă anoxică MBBR este adăugată la sistem pentru a elimina azotul total. Aici, bacteriile heterotrofe de denitrificare reduc nitrații în azot molecular (gaz N₂) și azotul este eliminat din apă ca gaz volatil. Eliminarea azotului total cu MBBR poate ajunge la niveluri de 70-90% dacă este bine proiectată în etape. În special în cazurile în care se impun limite de deversare scăzute (de exemplu, TN < 10 mg/L), aceste obiective pot fi atinse cu o secvență anoxică + aerobă MBBR și ciclul intern necesar. Structura stabilă a biofilmului MBBR este avantajoasă deoarece îndeplinește cerința mare de vârstă a nămolului a bacteriilor nitrificante – nitrificatorii care sunt spălați ușor în nămolul activ rămân în sistem prin absorbția pe suprafața în MBBR și funcționează eficient. Prin urmare, MBBR poate elimina azotul sub formă de amoniu (NH₄⁺), nitrit (NO₂⁻) și nitrat (NO₃⁻) în condiții adecvate. Poluanții tipici care pot fi tratați includ: Deșeuri din producția de îngrășăminte nitrogenate, cum ar fi sulfatul de amoniu (NH₄⁺ ridicat), produse de degradare a proteinelor (urea, aminoacizi – mai întâi convertiți în amoniu și apoi nitrificați) și ape industriale nitrați (de exemplu, drenajul unei fabrici de îngrășăminte, ape de proces nitrați – eliminate în MBBR anoxic). Trebuie menționat că pentru o denitrificare completă, sursa de carbon organic trebuie să fie suficientă; pentru ape cu carbon scăzut dar nitrați ridicați, se poate aplica o dozare suplimentară de carbon (metanol, etanol etc.) la MBBR. 

Compuși ai fosforului (P): Eliminarea biologică a excesului de fosfor nu este posibilă doar cu MBBR, deoarece necesită cultivarea selectivă a microorganismelor speciale care fixează fosfor (PAOs) în medii anaerobe-aerobe secvențiale (procesul EBPR). MBBR nu este utilizat în general ca un proces biologic de eliminare a fosforului în sensul clasic. În schimb, eliminarea fosforului se realizează împreună cu precipitația chimică. Cu toate acestea, o parte din fosfor este reținută în biofilm prin creșterea celulară: Biomasa bacteriană conține în medie 2% fosfor, astfel încât eliminarea P are loc, deși ușor, prin eliminarea biomasei excesive. Cu toate acestea, dacă fosforul total este important printre parametrii țintiți de tratare a apelor uzate, substanța coagulantă (cum ar fi sărurile Fe³⁺ sau Al³⁺) este de obicei dozată spre sfârșitul MBBR, iar fosfații sunt eliminați prin precipitație chimică. În acest caz, procesul MBBR + tratamentul chimic funcționează într-un mod integrat. În rezumat, ortofosfații sau fosforul total nu sunt incluși printre parametrii pe care MBBR îi poate trata direct; tratamentul chimic ar trebui planificat pentru acestea. Cu toate acestea, cu MBBR, valorile tipice de fosfor la influent (de exemplu, 5-10 mg/L TP) pot fi reduse sub 1-2 mg/L cu suport chimic, care se află în general la acest nivel în standardele Turciei și UE. 

Substanțe solide suspendate (SS) și solide sedimentate: Reactorul MBBR capturează cea mai mare parte a substanțelor solide suspendate cu efectul de captare al biofilmului sau consumă biologic părțile organice, dar nu produce apă complet clară. Principală eliminare a substanțelor solide suspendate are loc prin sedimentare secundară sau filtrare, așa cum s-a menționat mai sus. Prin urmare, în loc de parametru direct „eliminarea SS” a MBBR, putem vorbi despre stabilizarea SSS. Particulele atașate la suprafața biofilmului sunt parțial descompuse de celulele microbiene de acolo. În plus, flocularea este susținută în mediul mixt al MBBR: Părțile desprinse din biofilm pot combina cu alte aditivi din apa uzată și pot forma flocoane mai mari, ceea ce le face mai ușor de reținut în sedimentarea finală. Prin urmare, procesul MBBR are un rol de sprijin în reducerea totală a substanțelor solide suspendate. În practică, o parte semnificativă din SSS care vine după tratamentul preliminar este metabolizată fie în sedimentarea primară, fie în reactoarele biologice, iar restul este preluat ca nămol de efluent. În rezumat, poluanții fizici, cum ar fi turbiditatea, nămolul și sedimentul, pot fi controlați în mare măsură de sistemul MBBR, dar eliminarea lor finală depinde de etapa de separare fizică. 

Microorganismele patogene: În timpul tratamentului biologic, unele microorganisme patogene (de exemplu, bacteriile coliforme) sunt reduse din cauza competiției naturale și expunerii la mediul extern. De obicei, nu există expunere la lumina UV în bazinul MBBR (este un sistem închis), dar protozoare și alte organisme prădătoare pot fi găsite în ecosistemul biofilmului și vânează bacterii patogene. În acest mod, bacteriile indicator din apa uzată domestică scad oarecum după tratamentul biologic (de exemplu, o scădere de 1-2 log poate fi observată în coliformi). Cu toate acestea, atunci când este considerat în termeni de standarde de descărcare, MBBR nu este un proces de dezinfectare. Cu alte cuvinte, eliminarea patogenilor nu este considerată parametru țintă, dezinfectarea este necesară în secțiunea finală. Cu toate acestea, este cunoscut că pot exista fragmentări virale sau antagoniști biologici în biofilm și că se oferă o anumită suprimare a patogenilor. Acest efect este deosebit de util în situații precum apa de irigație, care nu necesită standarde microbiene foarte scăzute, dar necesită un anumit tratament. 

Substanțe organice și anorganice toxice: MBBR este mai rezistent la contaminanții potențial toxici decât sistemele cu nămol activat. Motivul este că matricea biofilmului oferă un microambient controlat prin difuziune: Chiar dacă o sarcină toxică bruscă (de exemplu, fenol înalt, cianură sau metale grele) omoară primul strat celular de pe suprafața biofilmului, acesta ajunge la straturile inferioare într-o măsură limitată, astfel încât nu toată biomasa este distrusă. În plus, unele dintre substanțele organice toxice pot fi adsorbite în biofilm și biodegradate în timp. Contaminanți precum fenolii, formaldehida, cianura pot fi biodegradați în sistemele MBBR cu o adaptare adecvată (desigur, până la valori limită; pot fi necesare doze foarte mari de tratament chimic separat). Metalele grele (de exemplu, Cr, Ni, Zn, Pb) nu pot fi distruse biologic, dar pot fi reținute parțial în biofilm și îndepărtate din sistem cu nămolul. De exemplu, în analiza nămolului rezidual din MBBR, se poate observa că unele metale sunt la concentrații mai mari decât în intrare - acesta este un efect de acumulare mai degrabă decât un efect de tratament al biofilmului. Acest lucru va reduce totuși concentrația metalică din apă într-o oarecare măsură (ele se pot integra în biomasa, mai ales sub formă de precipitate de hidroxid). Metalele și substanțele chimice toxice nu sunt un obiectiv printre parametrii MBBR, dar atunci când se tratează apă încărcată cu acești contaminanți, sistemul este proiectat cu cunoștința că MBBR are durabilitate și o oarecare reținere. Dacă este necesar, tratamentul chimic (de exemplu, oxidare) înainte de MBBR sau etape de finisare (carbon activ, schimb ionic) după MBBR sunt planificate. 

Alte Parametrii: Procesul MBBR contribuie de asemenea indirect la deodorarea apei; compușii odoriferi precum sulful de hidrogen sunt oxidați într-un mediu aerobot. Parametrul de culoare scade dacă colorantul este biodegradabil (de exemplu, pigmenții naturali care dau culoare în apele uzate alimentare sunt biodegradați). Cu toate acestea, elementele colorante rezistente, cum ar fi vopselele textile, nu pot fi complet îndepărtate prin MBBR, doar unele dintre ele pot fi reduse prin adsorbție și biodegradare. Parametrii de salinitate anorganici, cum ar fi clorurile, sulfații, conductivitatea, nu se schimbă cu MBBR (chiar dacă sunt adăugate substanțe chimice ca nutrienți, o anumită sarcină de conductivitate poate ajunge în apă). Prin urmare, MBBR nu îndepărtează TDS (săruri dizolvate). 

În rezumat, puterea MBBR este că oferă eficiență ridicată în toate parametrii de poluare care pot fi îndepărtați prin oxidare biologică. Îndepărtarea substanței organice și a azotului sunt cele mai importante dintre acestea. Îndepărtarea fosforului se face cu suport chimic; este necesară o dezinfectare separată pentru eliminarea patogenilor. În cazul poluanților dificili, MBBR acționează ca „scheletul” biologic al procesului și este sprijinit de metode convenționale când este necesar. În acest fel, devine posibil să se atingă limitele parametrilor de evacuare atât în legislația de mediu a UE, cât și în cea turcă. 

Limite de Evacuare Conform Legislației Turk și UE 

În proiectarea și operarea stațiilor de tratare a apelor uzate, criteriile de calitate ale mediului în care apa tratată va fi evacuată sunt decisive. Standardele de evacuare în Turcia și Uniunea Europeană variază în funcție de mediu sau de mediul receptor în care va fi evacuată. În general, se aplică următoarele scenarii: 

Deversare în canalizare (Deversare în infrastructura de apă uzată): Este situația în care apa uzată brută, care a fost supusă unui tratament preliminar înainte de stația de tratare sau este deversată direct în rețeaua de canalizare a orașului. De exemplu, dacă o fabrică deversează apă uzată în sistemul de canalizare municipal după un tratament preliminar simplu în propriul sistem, trebuie să respecte criteriile de deversare stabilite de municipalitate. În Turcia, administrațiile de apă, cum ar fi İSKİ și ASKİ, au reglementări pe această temă și, în general, definesc limitele parametrilor pe baza Regulamentului de Control al Poluării Apelor (SKKY). Limite tipice: 

pH: Ar trebui să fie între 6 – 10 (sau 6 – 12, poate fi flexibil în unele zone). Apa extrem de acedică/alcălică nu ar trebui să dăuneze rețelei. 

Temperatura: În general, se stabilește o limită de <40-45°C (de exemplu, regulamentul İSKİ max. 50°C). Temperaturile ridicate pot deteriora conductele și procesele de tratare. 

COD: COD pentru apa uzată care urmează să fie deversată în canalizare este în general limitat între 500-1000 mg/L. Dacă există o infrastructură de apă uzată în Istanbul care va fi tratată complet, limita de COD = 1000 mg/L se aplică; dacă este un sistem cu doar tratament preliminar + deversare în mare adâncime, se necesită o limită superioară (600 mg/L). Aceste limite sunt stabilite pentru ca apele cu sarcini organice mari, foarte departe de caracterul apei uzate menajere, să nu dăuneze rețelei. După instalația MBBR, COD în general nu depășește 1000 mg/L; prin urmare, dacă sunteți o industrie care va fi conectată la o instalație centrală de tratare, puteți îndeplini acest criteriu cu ieșirea MBBR. 

TSS (Substanțe solide suspendate): Pentru a preveni intrarea excesivă a nămolului în sistemul canalizării, este necesară, în mod obișnuit, o valoare TSS de <300-400 mg/L. De exemplu, există o limită de 500 mg/L (pentru sisteme complet tratate) în İSKİ. Cu sedimentarea după MBBR, acest lucru este realizat cu ușurință, deoarece TSS este în general <30 mg/L. 

Ulei și grăsimi: Uleiul și grăsimile din apa destinat să fie deversată în canalizare sunt în general limitate la <50-150 mg/L (dacă există tratament complet la İSKİ, există o limită de 150 mg/L, dacă nu, există o limită de 50 mg/L). Acest lucru este pentru a preveni blocarea conductelor și problemele la stația de tratare. Această limită este redusă la un nivel care nu poate fi depășit prin utilizarea unei capcane de grăsimi înainte de MBBR sau prin descompunerea biologică a uleiurilor în MBBR. 

Substanțe toxice: Standardele de deversare în canal pentru metalele grele (Cr, Cd, Pb, Hg, Cu, Zn, Ni etc.), cianură, fenoli, toxine organice sunt destul de stricte – de obicei, limitele sunt stabilite în mg/L sau mai jos (de exemplu, cianură totală <1-2 mg/L, Cr total <5 mg/L, Hg <0.2 mg/L conform valorilor Tabelului-1 İSKİ). Aceste substanțe sunt restricționate deoarece pot deteriora stația centrală de tratare a apei uzate sau pot deteriora calitatea nămolului final. Deși procesul MBBR poate reduce multe substanțe organice toxice, în afară de metalele grele (cum ar fi fenolii), aceste limite necesită în general tratamentul preliminar industrial. Așadar, dacă acești parametri sunt ridicați la ieșirea MBBR, poate fi necesar un tratament suplimentar. 

Debit și debitmetru: În plus, fiecare instalație conectată la sistemul de canalizare nu trebuie să depășească o anumită rată de debit și trebuie să aibă un debitmetru. Deși aceasta nu este un "parametru", este un cerință de reglementare. Dacă limitele specificate sunt depășite, pot exista sancțiuni penale. 

Comentariu: Standardele de deversare în canalizare sunt destinate să protejeze infrastructura și facilitățile centrale, mai degrabă decât să protejeze receptorul final. Planta care utilizează MBBR ca pretratament și deversează apă în canalizare operează, de obicei, MBBR pentru a respecta criteriile pentru materia organică și neutralizarea acid-bazică, cum ar fi reducerea COD-ului de la 2000 mg/L la mai puțin de 500 mg/L sau ajustarea pH-ului. Aceste limite sunt similare în țările UE, fiecare oraș stabilind propriile reglementări privind conexiunile la canalizare. În UE, criteriile de deversare în infrastructura de ape uzate sunt în general reglementate prin legislația națională și includ seturi similare de parametri. 

Deversare în Mediul Receptor (Râu, Lac, Mare sau Sol): În cazul în care apele uzate tratate sunt deversate într-un mediu acvatic natural (sau într-un canal care va conduce indirect la acest mediu), se aplică limitele de deversare ecologică. În Turcia, Regulamentul privind Controlul Poluării Apei (WPL) și Regulamentul privind Tratarea Apelor Uzate Urbane oferă un cadru pe această problemă. În UE, Directiva privind Apele Uzate Urbane 91/271/CE și legislația națională a țărilor membre sunt utilizate ca bază. Principalele limite de parametru sunt următoarele: 

BOD₅ (20°C): În general, o limită de 25-30 mg/L este aplicată pentru BOD₅ deversat în mediul receptor. Directiva UE prevede 25 mg/L (și eficiență de tratament de 70-90%) pentru apele uzate municipale pentru 10.000 de persoane și peste. În Turcia, o valoare limită de 25 sau 30 mg/L este utilizată în general (în special 25 mg/L pentru facilități mari). Poate exista flexibilitate în instalațiile cu debite mici, dar obiectivul în proiectare ar trebui să fie întotdeauna ≤25 mg/L. Cu MBBR, BOD₅= <20 mg/L poate fi obținut cu ușurință, astfel că acest criteriu nu este o problemă. 

COD: Standardul UE este de 125 mg/L (și o reducere de 75%). În Turcia, limita de 125 mg/L a fost adoptată pentru deversele municipale în SKKY. În unele țări, aceasta poate varia între 120-150 mg/L. Pot exista, de asemenea, limite inferioare specifice sectorului pentru deversele industriale mari (de exemplu, COD 250 mg/L pentru unele sectoare în SKKY). Totuși, COD < 100 mg/L este țintit pentru un design sigur. Cu MBBR, <80-100 mg/L COD poate fi obținut cu ușurință în condiții bune de operare. 

TSS (Solid Suspended Total): Limita tipică TSS în deversele din mediul receptor este de 35 mg/L (norma UE), în Turcia este menționată ca 30 mg/L în unele reglementări. Cu alte cuvinte, mai mult de 30 mg/L de solide suspendate nu este dorit în apa purificată. Cu o bună sedimentare/filtrare secundară, TSS poate fi menținut în intervalul de ~5-20 mg/L la ieșirea MBBR. Prin urmare, aceasta este, de asemenea, o cerință realizabilă. 

Nitrogen Total (TN) și Amoniu: Acestea intră în joc în funcție de sensibilitatea receptorului și dimensiunea facilității. Conform reglementării UE, în facilități municipale mari care deversează în zone sensibile (de exemplu, lac, baraj de apă potabilă, golf închis), există o cerință pentru un nitrogen total mediu anual de 10 mg/L (sau cel puțin 70-80% îndepărtare) (flexibilități cum ar fi 10 mg/L pentru peste 100.000 de persoane și 15 mg/L pentru între 10.000-100.000 de persoane). Limite similare se aplică în Turcia dacă mediu receptor este „sensibil în ceea ce privește nitrații”; în unele cazuri, limitele individuale pentru NH4-N și NO3-N pot fi de asemenea specificate în SKKY. De exemplu, NH4-N este așteptat în general să fie redus la nivelul de 2-5 mg/L (în special dacă este deversat într-un curs de apă cu viață de pești). NH4-N < 5 mg/L poate fi cu ușurință capturat prin adăugarea unei etape de nitrare în designul MBBR; pentru nitrogenul total, TN < 10-15 mg/L este țintit cu faza anoxică. În deversele industriale, limita TN este solicitată în funcție de tendința apei receptor către eutrofizare. 

Fosfor Total (TP): Dinamik alıcı ortamlarda (özellikle göletler, durgun su) toplam fosfor limiti AB'de 1-2 mg/L arasında gereklidir (100k'dan fazla insan için 1 mg/L, daha küçük olanlar için 2 mg/L). Benzer şekilde, Türk mevzuatında, eğer alıcı ortam ötrofikasyona duyarlıysa, <2 mg/L limiti belirlenmiştir; eğer çok duyarlıysa, 1 mg/L veya hatta 0.5 mg/L (Özel durumlar: Örneğin, korunmuş alanlar). Bu, MBBR tesisinde kimyasal destek ile başarılabilir. Yeterli kimyasal dozaj ve tercihen filtreleme ile, 1 mg/L'nin altına bile inen değerler elde edilebilir. Standart alıcı ortamlarda (nehirler ve denizler gibi akış olan yerlerde) TP genellikle 3-5 mg/L arasında esnek tutulmaktadır, ancak düzenleme deşarj izinlerinde nihai kararı belirler. Bu parametre, MBBR'nin kendisi tarafından değil, entegre kimyasal süreçle kontrol edilir. 

Diğer Parametreler: Alıcı ortama deşarj ederken pH'ın 6-9 arasında tutulması zorunludur (hem AB hem de TR). Sıcaklık, alıcı su sıcaklığını ısıtmamak için genellikle <30-35°C olması beklenir. Yağ & gresin, alıcı ortamda genel olarak <10-20 mg/L olması gereklidir (su yüzeyinde film oluşmaması için). MBBR deşarjı genellikle bunu <10 mg/L ile gerçekleştirir. Toplam Kjeldahl Azotu (TKN) ve NH4-N için belirli sınırlar verilebilir: örneğin, kanalizasyon olmayan bir yere içme suyu atık su deşarjında NH4-N < 10 mg/L, TKN < 15 mg/L. Eğer MBBR ile nitrifikasyon varsa, bu sağlanır çünkü çoğu TKN~NH4 zaten nitrat haline dönüştürülmüştür. Klor ve dezenfektan yan ürünlerinin deşarjında <0.5 mg/L serbest klor gibi kısıtlamalar olabilir (çünkü klor balıklara toksiktir). Bu nedenle, doğal ortama klorla dezenfekte edilmiş su deşarjında klor nötralizasyonu yapılmaktadır. 

Ağır Metaller ve Toksik Maddeler: Alıcı ortama doğrudan deşarj eden sanayi tesisleri için SKKY'de sektör bazlı tablolar bulunmaktadır. Örneğin, bir tekstil boyama tesisi, arıtılmış suyu bir akarsuya deşarj edecekse, SKKY Tablosu 8.11'e göre COD < 200 mg/L, Aktif klor < 0.2 mg/L, AOX < 1 mg/L gibi özel limitlere uymalıdır. Genelde, ticari olmayan deşarjlarda her sektör (her kirletici için) için özel limitler vardır. MBBR süreci bu limitlere ulaşmada önemli bir rol oynar; gerektiğinde değerler kimyasal tedavilerle desteklenerek tutulur. Örneğin, krom kaplama sektöründe arıtılmış su için Cr+6 < 0.1 mg/L limiti bulunmaktadır, bu kimyasal indirgeme ile sağlanır, biyolojik olarak değil, MBBR burada organik kısmı yönetir. 

Yorum: Alıcı ortama deşarj limitleri, çevreyi korumayı amaçladığı için oldukça sıkıdır. AB'de, çoğu belediye atık su arıtma tesisi çıkışlarında BOD₅ ~5-15 mg/L, COD ~30-60 mg/L, TSS <20 mg/L, TN ~5-10 mg/L, TP ~1 mg/L gibi değerler elde etmektedir, bu değerler hatta düzenleme limitlerinin altındadır. Türkiye'deki yeni tesisler de benzer hedeflerle tasarlanmaktadır. MBBR, bu hedeflere ulaşmak için yeterli bir süreçtir. Özellikle kentsel atık su arıtma düzenlemesi kapsamında, MBBR kullanan tesisler, nitrifikasyon/denitrifikasyon entegrasyonu ve gerekiyorsa fosfor giderimi ile deşarj izinlerini almaktadır. Alıcı ortama deşarj eden sanayi tesislerinde durum benzerdir; eğer MBBR'nin uygun olmadığı bir parametre varsa (örneğin, ağır metal), o parametre için özel bir birim eklenir ve BOD-COD-azot gibi kalan parametreler MBBR ile yönetilir. 

Deversare în Apă Subterană/Infiltare și Reutilizare: În unele cazuri speciale, apa tratată poate fi supusă unei deversări indirecte prin infiltrație sau reutilizare în sol, mai degrabă decât direct într-un mediu de apă de suprafață. De exemplu, o instalație poate dori să injecteze apă tratată în sol prin puțuri adânci sau poate dori să o deverseze pe teren pentru irigație. În aceste scenarii, se impune o calitate mai stringentă: 

Infiltare/Deversare în Apă Subterană: Pentru a proteja resursele de apă subterană, se dorește o calitate aproape de cea a apei potabile. De obicei, sunt stabilite criterii precum BOD₅ < 10 mg/L, AKM < 5 mg/L, amoniu < 1-2 mg/L, nitrați < 50 mg/L (limita apei potabile), coliform total 0/100 mL (adică dezinfecția trebuie să fie completă). În Turcia, o astfel de deversare directă în subteran este, în general, interzisă sau supusă unor permise foarte stricte, deoarece riscul de contaminare este mare. Deși MBBR oferă acest nivel de purificare (nivel de 99%), purificarea avansată, cum ar fi osmoza inversă, este, de obicei, necesară din motive de siguranță în acest scenariu. 

Standard de Irigație/Reutilizare: Dacă apa tratată urmează să fie utilizată ca apă pentru irigație în agricultură sau ca apă de proces în industrie, trebuie să respecte standardele de utilizare relevante. De exemplu, pot exista limite precum BOD₅ < 20 mg/L, AKM < 30 mg/L, E. coli < 1000 CFU/100 mL cu dezinfecție în calitatea apei pentru irigație. Reguli separate sunt în curs de dezvoltare în UE privind reutilizarea apei (cum ar fi Regulamentul UE 2020/741). Aceste standarde pot fi, în general, realizate prin adăugarea de filtrare și dezinfecție la ieșirea MBBR. 

Deversare în Mare (Mare Adâncă): Dacă apa uzată urmează să fie deversată direct prin deversare în mare adâncă (în special către puncte adânci, departe de țărm), se poate acorda flexibilitate în unele parametri (deoarece există o diluție rapidă în mare). Cu toate acestea, deversările aproape de țărm sunt, de asemenea, stricte, la fel ca apa de suprafață. În Turcia, instalațiile care vor deversa în mare adâncă sunt supuse unor condiții speciale în SKKY în funcție de valoarea raportului de diluție inițial (S1). De exemplu, dacă S1 > 40, se pot permite valori mai mari la ieșire pentru BOD și TSS (precum BOD 40 mg/L). Cu toate acestea, în practică, chiar și instalațiile municipale cu deversări mari în mare vizează standardul de 25 mg/L BOD. 

Comentariu: Scenariile de deversare în apa subterană și pe teren sunt situații mai prudente. MBBR singur nu este suficient pentru a aduce apa la calitatea apei potabile, dar în astfel de proiecte MBBR este utilizat ca pre-tratament, apoi calitatea dorită este obținută cu tehnici avansate precum filtrarea prin membrană și dezinfecția. Scopul MBBR este de a minimiza încărcătura organică și de nutrienți înaintea acestor tehnici avansate și de a le face munca mai ușoară. 

Comparație Turcia vs UE: În general, legislația de mediu din Turcia include valori aproape de standardele UE. Regulamentul privind tratarea apelor uzate urbane este paralel cu Directiva UE 91/271. Punctele în care pot exista diferențe sunt în unele parametri specifici industriei sau toleranțele acordate instalațiilor de mică dimensiune. De exemplu, în timp ce o limită BOD de 30 mg/L poate fi stabilită pentru instalațiile municipale cu o populație echivalentă de 2000-10000 în Turcia, 25 mg/L este, în general, necesară pentru >2000 în UE. În mod similar, au existat cazuri în care s-au luat 35 mg/L în loc de 30 mg/L pentru AKM în TR. Cu toate acestea, în termeni de proiectare sigură, vizează valori de BOD₅=25, COD=125, AKM=30, TN=10, TP=1 mg/L într-un proiect de tratament MBBR, care va asigura armonizarea legală atât în Turcia, cât și în UE. Instalațiile industriale ar trebui să-și verifice limitele de sectoare din SKKY; În țările UE, Directiva privind Emisiile Industriale și BREF-urile sectoriale oferă orientări – untratament suplimentar este, în general, necesar. 

Următorul tabel rezumă standardele tipice de deversare UE și TR pentru tratarea apelor uzate urbane: 

Tabloul: Standarde tipice de ieșire pentru deversarea apelor uzate municipale în UE și Turcia. Valorile sunt date pentru zone sensibile. Directivele UE stabilesc, de asemenea, condiții de % eliminare, iar legislația turcă este paralelă.  

** Nota: Standardul de coliform variază în funcție de clasa mediului receptor; nu este un parametru obligatoriu la ieșirea din stația de tratare a apelor uzate, ci un criteriu de calitate pentru apa receptor.* 

În plus față de valorile de mai sus, limitele parametrilor suplimentari (metale, toxice) pe o bază sectorială sunt date în Tabelul 5-20 din Anexa 1 SKKY. De exemplu, AOX (halogeni organici absorbabili) <1 mg/L pentru textile, sulf <1 mg/L pentru piele, ulei total <5 mg/L pentru rafinării de ulei. Deși nu este posibil să enumerăm aceste cazuri speciale aici, ar trebui să se țină cont de faptul că acești parametri ar trebui, de asemenea, să fie luați în considerare într-un proiect de tratare industrial care include procesul MBBR și că, dacă este necesar, unități precum tratamentul chimic și filtrarea ar trebui să fie plasate lângă MBBR. 

Ca rezultat, legislația în vigoare atât în Turcia, cât și în UE prevede valori de deversare care pot fi realizate cu tehnologia MBBR de astăzi. Important este să se determine care scenariu de deversare este valid în timpul fazei de proiectare și să se planifice sistemul MBBR și unitățile auxiliare pentru a îndeplini aceste ținte. 

Parametrii de bază utilizați în proiectarea sistemului MBBR 

Proiectarea unui sistem de tratare MBBR se bazează pe câțiva parametri cheie, atât în ceea ce privește dimensionarea reactorului, cât și performanța operațională. Acești parametri definesc ratele reacției biochimice, cantitatea de suporturi necesare și comportamentul general al sistemului. Tabelul următor rezumă parametrii cheie și valorile lor tipice care sunt importante în proiectarea MBBR: 

Tabloul: Câțiva parametri importanți și intervale tipice de valori în proiectarea MBBR. Acești parametri sunt optimizați în funcție de caracteristicile fiecărei instalații. De exemplu, o instalație dintr-un climat foarte rece poate lua temperatura de proiectare ca 10°C și extinde HRT; în timp ce o altă instalație poate menține încărcarea de suprafață scăzută și adăuga mai mulți transportatori în conformitate cu apă uzată industrială de înaltă concentrare. În procesul de proiectare, de obicei, suprafața totală necesară a transportorului este calculată folosind date cinetice din literatură (cum ar fi încărcătura BOD sau NH₄ care poate fi îndepărtată pe unitatea de suprafață la o anumită temperatură), apoi volumul transportorului care va oferi această suprafață și volumul reactorului sunt determinate în consecință. Apoi, cerința de oxigen și balanța nutrienților (de exemplu, există suficientă sursă de carbon pentru denitrificare?) sunt verificate. Parametrii menționați sunt interconectați; de exemplu, dacă se dă o încărcare organică mare, trebuie oferită o suprafață mare (mai multe medii și/sau HRT mai lung). Datorită flexibilității MBBR, designerii pot revizui parametrii după cum este necesar și pot atinge calitatea dorită a apei uzate. De exemplu, dacă o instalație existentă devine insuficientă, capacitatea de tratament suplimentară poate fi obținută prin creșterea ratei de ocupare a transportorului de la 50% la 60% (adică adăugând o parte din medii). 

Puncte de Considerat în Proiectare 

În timpul fazei de proiectare a procesului MBBR, trebuie să se acorde atenție problemelor de inginerie practice, precum și parametrilor teoretici. Iată punctele critice de considerat în proiectare: 

Proiectare Hidraulică și Amestecare: Este foarte important să nu există zone moarte în reactoarele MBBR. Pentru ca transportatorii să circule în întregul volum, aranjamentul de ventilație și/sau mixer trebuie să fie omogen. Geometria rezervorului este selectată în consecință în proiectare (colțuri rotunjite pentru a preveni acumularea mediilor în colțuri, plăci de ghidare a fluxului etc.). În plus, distribuitoarele de intrare și ieșire trebuie să asigure o distribuție uniformă a fluxului; acestea nu trebuie să provoace apariția unei curenți scurti brusc și să cauzeze ieșirea mediilor dintr-o regiune. Dacă este proiectat un reactor cu flux orizontal, se pot plasa baffle-uri astfel încât apa de intrare să nu împingă mediile în primul compartiment și să se acumuleze pe grilajul de ieșire. Puterea echipamentului de amestecare (difuzor, mixer) trebuie calculată pentru a suspenda mediile (de exemplu, mixerul rezervorului anoxic ar trebui să fie de un tip în care mediile vor fi suspendate). Deoarece amestecarea excesivă va cauza eroziune în medii, se selectează sarcina optimă de putere (W/m³) conform valorilor din literatură. 

Media de transport și designul ecranelor: Atunci când se alege un transportor, nu doar suprafața, ci și rezistența materialului, tendința de blocare și referințele producătorului ar trebui avute în vedere. Mediile pot să se uzeze în timp prin frecare sau lovire reciprocă; produsele de calitate au o viață lungă (pot fi utilizate timp de peste 20 de ani). Designul ecranului (ecran de retenție) ar trebui să aibă o deschidere potrivită pentru dimensiunea mediilor; nu ar trebui să scape mediile și nici să cauzeze blocaje. Ecranele cu sârmă înclinată sunt ideale pentru această muncă; deschiderea poate fi selectată ca 80% din cel mai mic diametru al mediului (de exemplu, un interval de 8 mm dacă diametrul mediei este de 10 mm). Mecanismele de acces și spălare ar trebui să fie proiectate pentru curățarea ecranelor. Altfel, acestea se pot bloca cu biofilm și murdărie în timp și pot preveni trecerea fluxului. În plus, ecranul ar trebui să fie mecanic robust împotriva presiunii create de medii (pe măsură ce transportorul se acumulează, se creează o sarcină asupra ecranului, acest lucru ar trebui avut în vedere). 

Capacitatea de transfer al oxigenului: Atunci când se dimensionează sistemul de aerare, designerul ar trebui să calculeze cerința de oxigen din apelor uzate cu corecții pentru mediu real, cum ar fi factorul α. În reactoarele cu biofilm, eficiența transferului de oxigen a difuzorilor poate fi ușor mai mică decât în apă curată (hidrodinamică diferită din cauza biofilmului). Prin urmare, capacitatea ventilatoarelor de aerare ar trebui să fie selectată având în vedere încărcătura maximă, temperatura scăzută și posibilele factori de îmbătrânire. Distribuția redundantă a ventilatoarelor și difuzorilor este, de asemenea, critică: Chiar dacă un ventilator eșuează, ar trebui să fie livrat suficient oxigen. În plus, măsurile de zgomot și vibrație (izolație fonică, conexiuni flexibile) ar trebui considerate în aerare, deoarece ratele mari de flux de aer pot crea zgomot. 

Alcalinitate și echilibru nutritiv: În proiectele care vor asigura o eliminare ridicată a azotului, statutul de alcalinitate al apelor uzate influente ar trebui examinat. Deoarece nitrificarea consumă o alcalinitate serioasă; dacă există o alcalinitate insuficientă, pH-ul din reactor poate scădea și procesul poate fi întrerupt. Prin urmare, în faza de proiectare, se calculează că ~7 mg CaCO₃ sunt necesare pentru 1 mg NH₄, iar dacă este necesar, echipamente de dozaj chimic alcalin (var, sodă) sunt adăugate în sistem. În mod similar, echilibrul sursei de carbon este important în sistemele cu o etapă de denitrificare: Dacă nu există suficient carbon organic ușor degradabil în ape uzate (de exemplu, ape uzate cu un raport C/N scăzut), ar trebui considerat dozajul unei surse externe de carbon (metanol, etanol etc. sistem de adăugare) în proiectare. Locația unui astfel de echipament și scenariile de control al dozajului ar trebui clarificate în timpul fazei de proiectare. 

Design multi-etap: Performanța sistemului MBBR poate fi crescută prin utilizarea unor bazine etapizate în loc de un singur bazin. Dacă este necesar, designerul poate împărți procesul în 2 sau 3 reactoare MBBR consecutive (de exemplu, primul reactor este pentru eliminarea materiei organice cu sarcină mare, al doilea reactor este pentru nitrificarea cu sarcină mică). Acest lucru oferă o operațiune mai stabilă prin împărțirea suprafeței totale. Atunci când se iau în considerare etapele, structuri adecvate de echilibrare și distribuție a fluxului ar trebui plasate între fiecare etapă (de exemplu, o grilă intermediară pentru a reține solidele biologice suspendate la ieșirea primului reactor sau o structură simplă de separare prin gravitație). În plus, proporțiile de umplere ale etapelor pot fi selectate diferit; strategii precum oferirea unei umpleri ușor mai mici (40%) primei etape și unei umpleri mai mari (60%) celei de-a doua pot fi urmărite în proiectare. Aceste decizii sunt luate în funcție de eficiențele obținute din aplicațiile similare din literatură. 

Flexibilitate și Modularitate: Flexibilitatea ar trebui să fie lăsată în design având în vedere posibilele creșteri de sarcină viitoare sau standarde care pot să se schimbe. Deoarece sistemele MBBR sunt modulare, posibilitatea de a adăuga volum de reactor sau suporturi ar trebui să fie luată în considerare. De exemplu, dacă debitul crește cu 20% după 10 ani, planul terenului poate fi făcut pentru a acomoda un reactor MBBR suplimentar. Sau dacă standardul de emisii devine mai strict pentru TN în viitor, infrastructura (conducte de retur, spații goale) adecvată pentru adăugarea unei secțiuni anoxice poate fi lăsată. Liniile de ocolire nu ar trebui uitate în design: Valvele și liniile care pot dezactiva un anumit reactor și direcționa fluxul către altul în caz de întreținere sau defecțiune ar trebui planificate. 

Selecții de Materiale și Coroziune: Reactoarele cu biofilm sunt, de obicei, medii cu conținut ridicat de oxigen și, în unele zone, umiditate ridicată. Prin urmare, protecția rezervoarelor din beton cu straturi de protecție adecvate (în special în secțiunile deasupra apei) ar trebui să fie luată în considerare; materiale precum oțelul inoxidabil și FRP ar trebui preferate pentru echipamentele metalice. Selectarea materialelor rezistente la coroziune (oțel inoxidabil SS316 sau 304, plastic) pentru părți precum grătare și șuruburi va extinde durata de viață. Deoarece umiditatea aerului în camerele de compresoare poate fi ridicată, ventilarea și răcirea ar trebui să fie proiectate pentru echipamente. În plus, dacă există dozare chimică (de exemplu, acid/alcali pentru controlul pH-ului, FeCl₃ pentru eliminarea fosforului), materialele din zonele cu care acestea vor intra în contact ar trebui să fie rezistente la efectele chimice (conducte PVC/HDPE, garnituri din cauciuc etc.). 

Ușurința în Operare și Control: Operabilitatea sistemului ar trebui să fie, de asemenea, luată în considerare în timpul fazei de proiectare. De exemplu, căminele și deschiderile de acces ar trebui planificate pentru plasarea materialelor suport în reactor și îndepărtarea acestora atunci când este necesar (plasă de captare a materialului sau supapă de deversare, dacă este necesar). Locurile pentru senzori ar trebui să fie în locuri unde se poate efectua întreținerea (de exemplu, curățarea ușoară a sondei de oxigen dizolvat). Limitele de alarmă și necesitatea de măsurători redundante sunt luate în considerare atunci când se proiectează sistemul de automatizare (sunt planificate mai multe senzori sau verificări de laborator pentru un parametru critic). Toate aceste detalii, deși pot părea minore pe hârtie, oferă o mare comoditate în operarea reală și ar trebui incluse în proiect de către designer. 

Probleme care pot apărea în timpul operației (Depanare) 

Sistemele MBBR sunt în general stabile cu un design și o operare corecte. Totuși, unele probleme tipice de operare care pot apărea în teren includ: 

Evacuarea sau Deteriorarea Materialului Suport: Una dintre cele mai comune probleme este evacuarea suporturilor de biofilm din reactor din diverse motive. Ca urmare a unei defecțiuni, rupturi sau instalării incorecte a grilelor, materialul poate fi tras către sedimentarea secundară sau chiar să ajungă la deversare. Aceasta reduce capacitatea de tratament (pierdere a suprafeței) și poate deteriora echipamentele mecanice (pompă, supapă). Dacă un suport este observat pe suprafața sedimentării secundare sau în stația de pompă în timpul operării, sistemul ar trebui oprit imediat, materialul lipsă ar trebui reintegrat în reactor, iar grila ar trebui reparată. În plus, flotabilitatea materialului poate scădea în timp (poate deveni greu și umplut cu nămol), caz în care unele materiale vor cufunda și se vor opri din circulație. Aceasta duce la o pierdere a suprafeței eficiente. Ca soluție, se furnizează periodic aer pentru a asigura că materialul se curăță singur sau sistemul este oprit și materialul este scos și spălat. 

Supraîncărcarea și blocarea biofilmului: Dacă încărcama mai mică decât se aștepta sau umplerea suportului este prea mare, stratul de biofilm poate deveni excesiv de gros în mediu. Biofilmul gros poate crea restricții de difuzie, iar părțile interioare pot deveni anaerobe. În acest caz, mediul se poate uni și aglomera (biomasă lipicioasă poate umple mediul) și circulația liberă în reactor este afectată. În plus, ecranele și difuzoarele pot începe să fie blocate cu biomasă. Într-un astfel de caz, operatorul ar trebui să crească temporar aerarea sau să crească amestecarea mecanică pentru a sparge o parte din biofilm (biofilmul excesiv este eliminat cu o forță de tăiere mare). Unele întreprinderi efectuează o eliminare controlată numită „înlăturarea biofilmului” la anumite intervale planificate (de exemplu, o dată pe lună, crește aportul de aer la 150% pentru o perioadă scurtă și șoc). Un alt indicator al supraincărcării biofilmului este creșterea valorii AKM la ieșire (înseamnă că prea multă biomasă se desprinde și creează o sarcină în sedimentare). În acest caz, biofilmul este subțiat folosind aceeași metodă sau, dacă este necesar, un mediu suport este îndepărtat din reactor (dacă sarcina a scăzut prea mult). 

Adhesie insuficientă a biofilmului (pierdere de film): În unele cazuri, situația este inversă, biofilmul nu poate să se dezvolte suficient în reactor. În special în perioada inițială de pornire, poate exista o problemă de „suporturi rămase albe”, adică nu se formează un film vizibil pe ele. Aceasta se datorează fie unei lipse de nutrienți (încărcare mică), fie unei tăieri excesiv de mari (microorganismele se desprind înainte de a se putea adeziune). Ca soluție, sistemul poate fi inoculat (biologic „semănând” mediul prin adăugarea unui anumit nămol dintr-o altă instalație), încărcarea este crescută treptat și, dacă aerarea este prea mare, este ușor redusă. Adhesia biofilmului va apărea în timp când se asigură condiții adecvate. În plus, dacă apare un șoc toxic (moartea biofilmului din cauza intrării bruște a deșeurilor toxice), sunt necesare inoculare și răbdare pentru formarea din nou a biofilmului. 

Effectul sarcinilor variabile: Deși MBBR este mai rezistent la sarcini de șoc decât nămolul activat, schimbările foarte bruște și mari ale sarcinii (de exemplu, ape uzate foarte concentrate acumulate în fabrică după vacanță care intră brusc în instalație) pot cauza probleme temporare. Efecte tipice: COD/BOD de ieșire temporar ridicat, scăderea pH-ului (aciditatea crește), scăderea DO (cererea biologică de oxigen crește brusc) etc. Când această situație este întâlnită în fabrică, dacă este posibil, se efectuează alimentare controlată prin flux sau sarcină (alimentare lentă din rezervorul de echilibrare). Dacă este momentană, operatorul mărește aerarea la maximum, dacă este necesar, se aplică dozare chimică (de exemplu, tampon de pH). Biofilmul se adaptează în general și stabilește un echilibru într-o perioadă scurtă, dar calitatea ieșirii poate scădea în timpul acestui proces. De aceea, volumul de echilibrare a fost foarte important în proiectare - și fabrica ar trebui să-l utilizeze eficient. Dacă fluctuațiile sarcinii devin permanente (mai multă producție decât se aștepta etc.), sunt considerate soluții pe termen lung, cum ar fi adăugarea unui suport suplimentar sau punerea în funcțiune a unui reactor suplimentar. 

Probleme de Nitrificare: Deoarece nitrificarea este sensibilă la factori precum temperatura, pH-ul și toxicitatea, una dintre cele mai frecvente probleme este „scăderea bruscă a eliminării amonului”. Motivul este, de obicei, fie o scădere a temperaturii (în lunile de iarnă), fie o alcalinitate insuficientă (pH-ul a scăzut), fie o substanță inhibitoare (de exemplu, clor, solvent etc.) a intrat. În astfel de cazuri, operatorul verifică mai întâi tendința amoniacului la ieșire, dacă există o creștere, măsoară imediat pH-ul și alcalinitatea - dacă sunt scăzute, se administrează doze de chimicale alcaline. Dacă temperatura este scăzută, există un domeniu limitat de acțiune; poate că pot reduce ușor ventilația și încerca să crească efectiv SRT-ul (prin prevenirea desprinderii excesive a biofilmului). Dacă există o suspiciune de intrare a unei substanțe toxice (de exemplu, se poate înțelege din mirosul sau culoarea apei), se investighează sursa și se face o încercare de a o elimina. Dacă bacteriile de nitrificare sunt afectate, poate dura câteva zile pentru a se recupera; în această perioadă, sarcina nutritivă este redusă (dacă este necesar, se poate face circulație în cadrul sistemului cu un ciclu de întoarcere și se poate reduce introducerea unei noi sarcini). În cazuri avansate, un purtător de biofilm nitrificat poate fi adus dintr-o altă instalație, adăugat în sistem și inoculat. 

Probleme de Denitrificare: O problemă comună în faza de denitrificare este că reactorul anoxic nu reduce suficient nitratii, adică nitratii la ieșire rămân ridicați. Acest lucru poate indica o lipsă de sursă de carbon. Când este observat în operare, operatorul verifică raportul C/N (de exemplu, datele de COD la intrare și TKN). Dacă este necesar, se crește doza de carbon extern (de exemplu, metanol). O altă problemă poate fi o creștere a DO în rezervorul anoxic (denitrificarea se oprește dacă apa de circulație internă din rezervorul aerobic transportă prea mult O₂). În acest caz, rata de circulație internă este redusă sau volumul anoxic este crescut. Dacă denitrificarea este prezentă dar ineficientă, poate că mixerul este insuficient (mișcarea mediului este slabă) - vitezele mixerelor sunt controlate. De asemenea, temperatura joasă încetinește denitrificarea, în care caz procesul poate continua cu răbdare și poate că o dozare ușor mai mare de carbon. 

Spumare și Miros: Spuma poate apărea în reactoarele cu biofilm, în special în etapele incipiente ale funcționării sau în timpul fluctuațiilor de sarcină. Această spumă este de obicei spumă biologică brună (formată de bacterii filamentose precum Actinomyces sau particule de biofilm plutitoare). Spuma excesivă poate acoperi mediul, reduce contactul cu aerul și provoca revărsare. Ca soluție, se operează un sistem de pulverizare la suprafață (spuma este ruptă cu stropitori) sau se administrează chimicale antispumante (inhibitori de spumă). Problema mirosului este în general cauzată de producția de H₂S în zonele anoxice/anaerobice. Dacă întregul MBBR este menținut aerobic, mirosul este de obicei minim. Cu toate acestea, dacă există un miros care provine din rezervorul de denitrificare sau unitatea de sedimentare, se interpretează că oxigenarea este insuficientă - aerarea este crescută sau zona problematică este închisă și se instalează un filtru de aerare. Mirosul poate fi, de asemenea, datorat caracterului apelor uzate de influent (de exemplu, ape uzate care au fost stocate prea mult timp), în care caz aerarea în timpul pretratării și echilibrării poate fi soluția. 

Probleme de Gestion a nămolului: Deși există o percepție că sistemul MBBR produce mai puțin nămol în exces comparativ cu nămolul activat clasic, în realitate, dacă biofilmul acumulat nu este îndepărtat regulat, trebuie eliminat ca nămol secundar. Uneori, dacă în fabrică se bazează pe o vârstă mare a nămolului și nămolul nu este îndepărtat pentru o perioadă lungă, apar probleme de nămol flotant și turbiditate în buncărul de sedimentare. Prin urmare, operatorul trebuie să îndepărteze nămolul în exces din sistem în anumite perioade (aceasta nu este o problemă, este o obligație; dacă nu este făcut, devine o problemă). În timpul deshidratării nămolului retras, trebuie să se asigure că nu există medii plastice în acesta - uneori o mică medie sau două care scapă de la ecrane pot intra în echipamentele de deshidratare, acest lucru trebuie verificat (de exemplu, se poate bloca în centrifugă). 

Sfaturi de Optimizare pentru Procesul MBBR 

Pentru a opera sistemul MBBR în mod eficient, economic și cu o durată lungă de viață, se pot aplica unele strategii de optimizare: 

Alimentare în etape și Separare pe Faze: Dacă se folosește o serie de reactoare mai mici în loc de un singur reactor mare, reducerea unei părți din sarcina organică în prima etapă și realizarea nitrificării cu sarcină mică în a doua etapă va crește performanța generală. Pentru optimizare, se pot încerca metode precum alimentarea părții principale din apele uzate direct către prima etapă și o parte mai mică către a doua etapă (de exemplu, 70% debit în prima etapă, 30% debit în intrarea celei de-a doua etape și o ocolire parțială în a doua etapă). Aceasta poate oferi un raport C/N mai mare în a doua etapă și poate crește eficiența denitrificării. Această tip de optimizare a distribuției fluxului poate fi determinată prin experimente pilot. 

Adăugarea sau Îndepărtarea Transportorului: Cel mai mare avantaj al MBBR este că cantitatea de transportor poate fi ajustată. Dacă calitatea apei efluent este prea bună (BOD prea scăzut, NH₄) în conformitate cu datele de funcționare și dacă consumul de energie trebuie optimizat, o parte din mediu poate fi îndepărtată din reactor (suprafața biofilmului scade, rata de reacție încetinește, dar sarcina ventilatorului poate fi, de asemenea, redusă). Invers, dacă sarcina a crescut în timp sau dacă performanța este la limită, se putea adăuga un transportor suplimentar în reactor (dacă designul permite, de exemplu, de la 50% la 60% umplere) pentru a crește capacitatea de tratament. Aceasta este o soluție mult mai ieftină decât extinderea fabricii. Totuși, corectitudinea aerării după adăugare trebuie verificată. 

Setări de Automatizare și Control: Aplicațiile avansate de automatizare oferă economii semnificative de energie și stabilizare în MBBR. De exemplu, alimentarea cu aer controlată de oxigen dizolvat: Ajustarea vitezei ventilatorului cu VFD în conformitate cu datele de la sonda DO poate economisi 20-40% energie funcționând la viteză mică atunci când nu este necesar. Similar, denitrificarea controlată de ORP poate fi realizată: Pompa internă de recirculare poate fi accelerată sau încetinită pentru a menține valoarea ORP a rezervorului anoxic în intervalul țintit sau dozarea externă de carbon poate fi optimizată. Software-ul de automatizare de asemenea înregistrează datele tendințelor și oferă date pentru optimizarea procesului operatorului (de exemplu, oprirea ventilatoarelor atunci când sarcina scade în mijlocul nopții și observarea că capacitățile de ventilație sunt prea mari). Prin urmare, utilizarea unor senzori și algoritmi de control cât mai avansați posibil face MBBR atât economic cât și sigur. 

Controlul periodic al biofilmului: Monitorizarea regulată este esențială pentru grosimea și sănătatea optimă a biofilmului. Operatorii sunt sfătuiți să preleveze probe de pe suporturi și să le examineze la microscop. Acest lucru va ajuta la identificarea indiciilor, cum ar fi suprapopularea cu bacterii filamentose (indicând un raport F/M scăzut, deficiență de nutrienți) sau deficiența de protozoare (indicând o încărcare excesivă). Regimul de alimentare sau volumul de aer pot fi ajustate în funcție de echilibrul microbiologic. De exemplu, dacă bacteriile filamentose apar în exces, se poate încerca o ușoară creștere a încărcării (mai mult F/M) sau poate un tratament anoxic preliminar pentru a crea un efect de selector. Deși acest nivel de optimizare este mai avansat, el este implementat în instalații mari pentru a maximiza randamentele. 

Optimizarea suporturilor chimice: Substanțele chimice utilizate în procesul MBBR (de exemplu, alcalii pentru ajustarea pH-ului, coagulant pentru îndepărtarea fosforului, antispumant pentru spumă, sursă de carbon, etc.) pot fi minimizate atunci când este necesar, iar costurile operaționale pot fi reduse. În acest scop, pompele de dozare ar trebui să funcționeze cu control de feedback, dacă este posibil (de exemplu, ajustând doza de alum în funcție de analiza orto-fosfatului de ieșire). Chiar dacă acesta nu este cazul, operatorul poate crește frecvența analizelor de laborator și revizui manual dozele atunci când este necesar. De exemplu, dacă la sfârșitul unei perioade se observă că P total de ieșire este întotdeauna sub 0.2 mg/L, atunci se poate face optimizarea pentru a menține doza de clorură ferică în jur de 0.5 mg/L prin reducerea acesteia cu 20% (dacă standardul necesită 1 mg/L). Astfel de ajustări fine reduc costurile chimice ale procesului și previn sarcina chimică inutilă asupra mediului. 

Recuperarea energiei și integrarea: MBBR nu este un sistem de producere a energiei de unul singur (dimpotrivă, consumă energie cu aeratoarele), dar dacă este considerat parte a unei instalații de tratament biologic, există unele posibilități de recuperare a căldurii sau energiei. De exemplu, aerul de ieșire al aeratoarelor este destul de cald; este posibil să se folosească această căldură pentru a încălzi alte părți ale instalației (cu un schimbător de căldură). Sau, dacă nămolul de deșeuri urmează să fie supus digestiei anaerobe, biogazul poate fi utilizat pentru a genera electricitate pentru a acționa aeratoarele instalației. Aceste etape de optimizare holistică asigură o funcționare mai durabilă a procesului MBBR și reduc costurile pe termen lung. 

Instruirea operatorului și monitorizarea: În cele din urmă, chiar și cele mai bune soluții tehnice nu pot funcționa la întreaga eficiență fără o echipă de operare bine informată. Optimizarea sistemelor MBBR necesită ca operatorii să înțeleagă dinamica procesului. Este necesară instruirea regulată, schimbul de informații cu instalații similare și pregătirea unor instrucțiuni clare de operare. Operatorul ar trebui să înregistreze datele zilnice, cum ar fi DO, pH, temperatură, curent și rezultatele analizei și să monitorizeze tendințele. Acest lucru permite detectarea timpurie a schimbărilor sezoniere sau a problemelor care se dezvoltă lent și ajustări proactive. 

Concluzie 

Procesul MBBR (Reactor Biofilm cu Pat Mobil) a câștigat un loc atât în tratarea apelor uzate industriale, cât și municipale, cu high eficiența sa, structură flexibilă și modulară. În această ghid complex, toate etapele MBBR sunt discutate separat; parametrii critici care trebuie măsurați la fiecare etapă, metodele lor de interpretare și echipamentul utilizat sunt detaliate. În plus, principalele domenii de aplicare ale MBBR și caracteristicile tipice ale apelor uzate pe baza sectorială sunt explicate, iar tipurile de poluanți care pot fi îndepărtați cu acest proces și limitările lor sunt specificate. Standarde de descărcare ecologică valabile în Turcia și UE sunt prezentate comparativ, iar parametrii de dimensionare și criteriile de operare considerate de bază în designul MBBR sunt enumerate cuprinzător. 

Succesul sistemelor MBBR necesită operare și monitorizare atentă, precum și aplicarea principiilor corecte de design. Pentru designeri, există multe probleme care variază de la detalii hidraulice la selecția materialelor, de la cinetica biofilmului la scenarii de rezervă. Pentru operatori, este important să fie pregătiți pentru problemele posibile și să ia măsuri de întreținere regulată și optimizare. Când sunt optimizate corespunzător, procesele MBBR pot oferi o calitate a efluentului care este pe deplin conformă cu legislația și pot menține acest lucru timp de mulți ani într-un mod stabil. Având în vedere limitele de descărcare în schimbare și din ce în ce mai stricte din țara noastră, utilizarea tehnologiilor moderne de biofilm, cum ar fi MBBR, va oferi afacerilor mari avantaje în ceea ce privește conformitatea cu mediul și ușurința de operare. 

Informațiile furnizate în acest ghid au fost compilate în lumina atât a detaliilor academice, cât și a experienței practice, având în vedere situațiile care pot fi întâlnite pe teren. Ca urmare, atunci când procesul de tratament MBBR este proiectat și gestionat corect, acesta se evidențiază ca un sistem care poate tolera sarcini mari, ocupă o zonă compactă și oferă o calitate stabilă a output-ului. Cota tehnologiilor avansate de tratare, precum MBBR, va continua să crească în atingerea obiectivelor de management al apei durabile atât în Türkiye, cât și în UE. În acest mod, facilitățile industriale și municipalitățile vor putea continua să-și desfășoare activitatea eficient și armonios, îndeplinind totodată obligațiile de protejare a resurselor de apă.