Anwendung von MBBR-Füllstoffen in extremen Umgebungen: Herausforderungen und Chancen

Die MBBR-Technologie (Moving Bed Biofilm Reactor) ist als effiziente biologische Abwasserbehandlungstechnologie aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile weltweit weit verbreitet. Allerdings war die Frage, ob die Leistung von MBBR-Füllstoffen in einigen extremen Umgebungen wie hohem Salzgehalt, hohem pH-Wert, niedriger Temperatur usw. stabil ist und ob sie Schadstoffe wirksam entfernen können, schon immer ein heißes Forschungsthema.

Auswirkungen extremer Umgebungen auf MBBR-Füllstoffe

Umgebung mit hohem Salzgehalt:

Hemmung der mikrobiellen Aktivität: Eine Umgebung mit hohem Salzgehalt zerstört die Struktur der Zellmembranen, hemmt das Wachstum und die Stoffwechselaktivität von Mikroorganismen und beeinträchtigt die Bildung von Biofilmen.

Korrosion von Füllstoffmaterialien: Bestimmte Salzionen können Füllstoffmaterialien angreifen, die spezifische Oberfläche und Porosität von Füllstoffen verringern und somit die Anhaftung und das Wachstum von Biofilmen beeinträchtigen.

Umgebung mit hohem pH-Wert:

Veränderungen in mikrobiellen Gemeinschaften: Ein extremer pH-Wert verändert die Gemeinschaftsstruktur von Mikroorganismen. Nur säure- und alkalibeständige Mikroorganismen können überleben, was die Effizienz des biologischen Abbaus einschränkt.

Änderungen der Eigenschaften des Füllstoffmaterials: Umgebungen mit hohem pH-Wert können zu Änderungen der physikalischen Eigenschaften des Füllstoffmaterials wie Auflösung, Ausdehnung oder Kontraktion führen und so die Leistung des Füllstoffs beeinträchtigen.

Umgebung mit niedrigen Temperaturen:

Reduzierte Stoffwechselrate von Mikroorganismen: Niedrige Temperaturen verringern die Stoffwechselrate von Mikroorganismen und beeinflussen die Abbaurate organischer Stoffe.

Langsame Biofilmbildung: Unter niedrigen Temperaturbedingungen ist die Bildungsrate des Biofilms langsam, was sich auf den Start und den stabilen Betrieb des Systems auswirkt.

Anpassungsfähigkeit von MBBR-Füllstoffen in extremen Umgebungen

Entwicklung salztoleranter Füllstoffe: Forscher haben eine Vielzahl salztoleranter Füllstoffe entwickelt, wie z. B. modifizierte Polymerfüllstoffe, Keramikfüllstoffe usw., die die Stabilität von Füllstoffen in Umgebungen mit hohem Salzgehalt verbessern.

Screening säure- und alkaliresistenter Mikroorganismen: Durch Screening und Domestizierung können säure- und alkaliresistente Mikrobenstämme gewonnen werden, um stabile Biofilme aufzubauen.

Optimierung von Niedertemperatur-Bioreaktoren: Durch die Optimierung der Struktur und Prozessparameter des Reaktors, wie z. B. die Erhöhung des Belüftungsvolumens und die Erhöhung der hydraulischen Scherkraft, kann die Effizienz biologischer Reaktionen unter Niedertemperaturbedingungen verbessert werden.

Anwendungsaussichten von MBBR-Füllstoffen in extremen Umgebungen

Behandlung hochkonzentrierter organischer Abwässer: Die MBBR-Technologie bietet Vorteile bei der Behandlung hochkonzentrierter organischer Abwässer, insbesondere in einigen extremen Umgebungen, wie z. B. der industriellen Abwasserbehandlung mit hohem Salzgehalt und hohem pH-Wert.

Bioremediation in extremen Umgebungen: Die MBBR-Technologie kann zur biologischen Sanierung von kontaminiertem Boden und Wasser eingesetzt werden, insbesondere in einigen extremen Umgebungen, wie z. B. salzhaltigem und alkalischem Land, saurem Minenabwasser usw.

Verschmutzungskontrolle in Polar- und Tiefseeumgebungen: Die MBBR-Technologie hat potenziellen Anwendungswert bei der Verschmutzungskontrolle in extremen Umgebungen wie Polar- und Tiefseeumgebungen.

Weitere Forschungsrichtungen

Forschung und Entwicklung neuer, extrem umgebungsbeständiger Füllstoffe: Entwicklung neuer Füllstoffmaterialien mit größerer spezifischer Oberfläche, stärkerer mechanischer Festigkeit und höherer Korrosionsbeständigkeit.

Forschung zu mikrobiellen Gemeinschaften in extremen Umgebungen: Eingehende Untersuchung der ökologischen Eigenschaften von Mikroorganismen in extremen Umgebungen, Screening und Kultivierung effizienter Mikrobenstämme.

Optimierung des MBBR-Prozesses: Optimieren Sie die MBBR-Prozessparameter für verschiedene extreme Umgebungen, um die Stabilität und Effizienz des Systems zu verbessern.

Anwendung der Kopplung mit anderen Technologien: Koppeln Sie die MBBR-Technologie mit anderen Technologien wie Membrantrenntechnologie, elektrochemischer Technologie usw., um die Behandlungseffizienz zu verbessern und Kosten zu senken.