مبادئ عملية MBBR ومؤشرات تقييم الحشو
بقلم: كيت نانا
تاريخ النشر: 6 مايو 2025
علامات المنشور: MBBR: مبادئ عملية MBBR ومؤشرات تقييم الحشو
مبادئ تقنية MBBR
تعمل عملية مفاعل الأغشية الحيوية ذات السرير المتحرك (MBBR) بإضافة كمية معينة من المواد الحاملة المعلقة إلى المفاعل، مما يزيد من الكتلة الحيوية والتنوع الميكروبي، وبالتالي يُحسّن كفاءة المعالجة. ولأن كثافة المادة المالئة قريبة من كثافة الماء، فإنها تختلط تمامًا بالماء أثناء التهوية، مما يُهيئ بيئة نمو ميكروبية تتكون من مراحل غازية وسائلة وصلبة. تُؤدي قوى التصادم والقص بين المواد الحاملة في الماء إلى تفتيت فقاعات الهواء إلى أحجام أصغر، مما يُعزز استخدام الأكسجين.
بالإضافة إلى ذلك، يُكوّن كل ناقل مجتمعات ميكروبية مختلفة على سطحيه الداخلي والخارجي. تنمو البكتيريا اللاهوائية أو الاختيارية في الداخل، بينما تزدهر البكتيريا الهوائية في الخارج، مما يجعل كل ناقل مفاعلًا مصغّرًا. يسمح هذا بالنترتة ونزع النترتة في آن واحد، مما يُحسّن أداء المعالجة بشكل عام.
تجمع عملية MBBR بين مزايا الأسِرّة المميعة التقليدية وطرق الأكسدة التلامسية البيولوجية، مما يجعلها نهجًا مبتكرًا وفعالًا لمعالجة مياه الصرف الصحي. تحافظ التهوية وقوى الرفع الهيدروليكية على الناقلات في حالة مميعة، مما يُشكّل الحمأة المنشطة المعلقة والأغشية الحيوية الملتصقة. هذا يُحسّن استغلال مساحة المفاعل إلى أقصى حد، مستفيدًا من نقاط قوة أنظمة النمو الملتصقة والمعلقة مع تعويض محدوديتها. على عكس الحشوات التقليدية، تتفاعل الناقلات المعلقة بشكل متكرر مع مياه الصرف الصحي، مما يُكسبها اسم " الأغشية الحيوية المتحركة".
مؤشرات التقييم لحشوات MBBR
1. قدرة التصاق الأغشية الحيوية
- إن قدرة الغشاء الحيوي على الالتصاق هي المعيار الأكثر أهمية لتقييم جودة الحشو.
- كمية ارتباط الغشاء الحيوي = مساحة السطح المحمية (المتعلقة بتصميم الحشو وظروف التشغيل) × ارتباط الغشاء الحيوي لكل وحدة مساحة (المتعلقة بخصائص الحشو).
2. أداء الحشو
- يعد أداء الحشو العامل الأكثر أهمية في تقييم قدرة الالتصاق بالأغشية الحيوية.
-(1) خصائص السطح
1. ملمس السطح: بشكل عام، تعمل خشونة السطح العالية على تسريع تكوين الأغشية الحيوية.
2. شحنة السطح: بما أن الكائنات الحية الدقيقة عادة ما تكون مشحونة سلبًا، فإن سطح الحشو المشحون إيجابيًا يعزز نمو الميكروبات.
3. محبة للماء: الكائنات الحية الدقيقة محبة للماء، لذلك فإن الحشوات المحبة للماء تسهل التصاق الأغشية الحيوية.
- (2) الأداء الهيدروليكي
1. المسامية: يفضل أن تكون المسامية أعلى بالنسبة للحشوات.
2. الشكل والحجم: يؤثر على أنماط تدفق الماء والهواء.
- (3) أداء السيولة: مرتبط بكثافة الحشو. يتراوح نطاق الكثافة الأمثل بين 0.97 و1.03، مما يسمح بالسيولة بأقل قدر من التهوية أو التحريك.
التعرف على الأغشية الحيوية الناضجة
- التفتيش البصري:
- يشير التوزيع الموحد للأغشية الحيوية على سطح الناقل، والذي يكون أكثر كثافة بالقرب من السطح وأقل مرونة على مسافة أبعد، إلى جانب اللون الداكن، إلى نضج الأغشية الحيوية.
- الفحص المجهري:
- بنية كثيفة من الغشاء الحيوي مع أنواع ميكروبية متنوعة، تهيمن عليها الهدبيات غير المتحركة (على سبيل المثال، Vorticella، Epistylis)، ووجود عدد صغير من الروتيفر والهدبيات الحرة يشير إلى نضج الغشاء الحيوي.
