Hoe de efficiëntie van de afvalwaterzuivering te optimaliseren met behulp van MBBR en Tube Settlers

Om de efficiëntie van de afvalwaterzuivering te optimaliseren, moeten exploitanten van installaties het biologische oppervlak maximaliseren en het scheidingsproces van vaste en vloeibare stoffen versnellen. De meest effectieve strategie is het integreren van hoge prestaties MBBR (biofilmreactor met bewegend bed) media voor het verwijderen van voedingsstoffen met hellende Buiskolonisten voor snelle sedimentatie. Dankzij deze combinatie kunnen fabrieken de behandelingscapaciteit met wel 50% vergroten zonder dat hiervoor extra land of dure civieltechnische werkzaamheden nodig zijn.

Wat is de rol van MBBR-media bij biologische behandeling?

MBBR-media (Moving Bed Biofilm Reactor) bestaat uit kleine, gespecialiseerde plastic dragers gemaakt van Hogedichtheidpolyethyleen (HDPE) . Deze dragers drijven in de beluchtingstank en bieden een enorm beschermd oppervlak waar nuttige bacteriën kunnen groeien.

Door deze dragers aan een tank toe te voegen, vergroot u feitelijk het ‘personeelsbestand’ van microben die organisch afval verteren. Omdat de media door beluchting voortdurend in beweging zijn, ontstaat er een zelfreinigende omgeving waar oudere, minder efficiënte biofilms afstoten, waardoor er ruimte ontstaat voor actievere, jongere bacteriën.

Waarom zijn Tube Settlers van cruciaal belang voor opheldering?

Tube Settlers gebruik een reeks hellende zeshoekige kanalen om de bezinkingsefficiëntie van vaste stoffen in een bezinktank te verbeteren. Door het effectieve vestigingsgebied te vergroten (gebaseerd op de De wet van Hazen of de ondiepe tanktheorie ), zorgen deze modules ervoor dat deeltjes over een zeer korte afstand kunnen vallen voordat ze de buiswand raken en naar de bodem glijden.

Dit proces verkleint aanzienlijk de voetafdruk die nodig is voor een secundair zuiveringsapparaat. In plaats van een enorme, diepe tank kunt u door installatie dezelfde resultaten bereiken met een veel kleinere voetafdruk UV-bestendige PVC- of PP Tube Settler-modules in een hoek van 60 graden.

Technische vergelijking: NIHEENO-oplossingen versus traditionele methoden

De volgende tabel laat zien hoe het upgraden naar geavanceerde media de systeemprestatiestatistieken verbetert.

Hoe bereken ik de MBBR-vulverhouding?

Het berekenen van de juiste hoeveelheid media is essentieel voor de systeemstabiliteit. Gebruik de volgende formule in platte tekst om uw vereisten te bepalen:

Percentage vulverhouding = (volume media / volume reactortank) * 100

Voor de meeste gemeentelijke toepassingen geldt een vullingsgraad tussen 30% en 67% wordt aanbevolen. Als de verhouding groter is dan 70%, beweegt het medium mogelijk niet vrij, wat leidt tot dode zones en een verminderde zuurstofoverdrachtsefficiëntie.

Over Hangzhou NIHAO (Nihao-water) - Deskundige autoriteit

Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd. (Nihao Water) is een wereldwijd erkende leider in de productie en engineering van hoogwaardige componenten voor de behandeling van afvalwater. Met voorbij 16 jaar ervaring in polymeerwetenschappen en milieutechniek is NIHAO gespecialiseerd in de productie van HDPE MBBR-media, PVC/PP Tube Settlers en beluchtingsverspreiders met fijne bellen .

Onze producten worden vervaardigd onder strikte voorwaarden ISO9001:2015 kwaliteitsnormen en zijn geëxporteerd naar meer dan 50 landen, waaronder de VS, Brazilië en Duitsland. Ons technische team biedt op maat gemaakte biologische procesontwerpen en technische ondersteuning ter plaatse om ervoor te zorgen dat uw faciliteit voldoet aan de lokale milieunormen voor lozingen.

Deel 2: Stapsgewijze installatie- en onderhoudsgids voor MBBR en Tube Settlers

Het installeren van MBBR-media en buisbezinkers vereist nauwkeurige engineering om te voorkomen dat media ontsnappen en een uniforme stroomverdeling te garanderen. Deze gids schetst de professionele procedure voor het integreren van deze componenten in een bestaande of nieuwe afvalwaterzuiveringsinstallatie (AWZI).

Fase 1: MBBR-media- en beluchtingssystemen installeren

Het primaire doel van de MBBR-installatie is ervoor te zorgen dat de media constant in beweging blijven en tegelijkertijd de zuurstofoverdracht maximaliseren. Volg deze stappen voor een optimale installatie:

1. Raster- en diffuserindeling: Installeren Fijne bellenschijf- of buisverspreiders op de bodem van de tank. De lay-out moet minimaal 70% van het vloeroppervlak beslaan om “dode zones” te voorkomen waar media kunnen bezinken en anaëroob worden.
2. Installatie van het retentiescherm: Monteren RVS wigvormige draadschermen of geperforeerde platen bij de tankuitlaat. De sleufgrootte moet kleiner zijn dan de mediadiameter (bijvoorbeeld een sleuf van 10 mm voor 25 mm media) om te voorkomen dat media naar de volgende fase stromen.
3. Media laden: Voeg geleidelijk de NIHAO HDPE-media in de tank terwijl het beluchtingssysteem draait. Overschrijd niet a 67% vullingsgraad , omdat dit de fluïdisatie zal belemmeren die nodig is voor een effectieve vervelling van biofilms.
4. De acclimatisatieperiode: Reken 7 tot 20 dagen voor de “opstartfase”. Gedurende deze tijd zullen de bacteriën zich hechten aan het beschermde oppervlak van de media, waardoor een zichtbare bruinachtige biofilmlaag ontstaat.

Fase 2: Tube Settler-modules assembleren en plaatsen

Een juiste installatie van de buisbezinker voorkomt “kortsluiting”, waarbij water de behandelingsmedia omzeilt. 1. Ondersteuningsstructuur: Construeer een robuust draagframe met behulp van roestvrij staal of gegalvaniseerd koolstofstaal. Het frame moet perfect waterpas zijn om een ​​uniforme opwaartse stroomsnelheid te garanderen.
2. Blokmontage: Monteer de NIHAO Tube Settler-vellen in blokken met behulp van thermisch lassen of speciale clips. Zorg ervoor dat alle kanalen zijn uitgelijnd op a Hoek van 60 graden . Deze specifieke hoek is de industriestandaard omdat deze de zwaartekrachtbezinking in evenwicht brengt met zelfreinigende eigenschappen.
3. Positionering: Plaats de blokken op het steunframe. Gebruik anti-zwevende staven (meestal drukstrips) over de bovenkant van de blokken om te voorkomen dat ze omhoog komen als de tank gevuld is met water.
4. Effluentwassingen: Zorg ervoor dat de V-vormige stuwen (afvoergoten) waterpas staan. Als de ene kant lager is dan de andere, zal deze meer water door één deel van de buiskolkentoren trekken, waardoor de algehele bezinkingsefficiëntie afneemt.

Onderhoudsprotocollen voor efficiëntie op lange termijn

Om topprestaties te behouden, is een routine-inspectieschema vereist:

• Beluchtingsmonitoring: Controleer of er “kokende” of ongelijkmatige belletjes zijn. Verstopte diffusors verminderen het zuurstofniveau en voorkomen dat de MBBR-media bewegen, wat leidt tot de dood van biofilms.
• Slibdekencontrole: Bewaak in de bezinktank het slibniveau onder de buizenbezinkers. Als het slib in de buizen opstijgt, zullen de kanalen verstopt raken en een “overdracht van vaste stoffen” in het behandelde water veroorzaken.
• Media-integriteit: Inspecteer periodiek de MBBR-media op slijtage of chemische degradatie. Hoge kwaliteit 100% Maagdelijk HDPE van NIHAO is ontworpen om meer dan 15 jaar mee te gaan onder normale bedrijfsomstandigheden.

Veelgestelde vragen

Hoe vaak moeten MBBR-media worden vervangen?
Hoogwaardige MBBR-media gemaakt van 100% nieuw HDPE hoeven niet vaak te worden vervangen. Onder standaard bedrijfsomstandigheden heeft het een functionele levensduur van 15 tot 20 jaar . Vervanging is alleen nodig als de media fysiek beschadigd zijn of verloren gaan als gevolg van een schermstoring.

Waarom hebben buiskolonisten een hoek van 60 graden nodig?
A Helling van 60 graden is optimaal voor sedimentatie omdat het steil genoeg is om bezonken vaste stoffen via de zwaartekracht langs de buiswanden te laten glijden (zelfreinigend), terwijl het ondiep genoeg blijft om het effectieve horizontale bezinkingsgebied te maximaliseren.

Kan ik een bestaande actiefslibinstallatie upgraden naar MBBR?
Ja. Dit heet een Retrofit of IFAS (geïntegreerd actief slib met vaste film) upgraden. Door MBBR-media aan bestaande tanks toe te voegen, kunt u de behandelingscapaciteit van een oude installatie vergroten 50% tot 200% zonder nieuwe betonnen tanks te bouwen.

Technische ondersteuning van NIHAO

Bij Hangzhou NIHAO (Nihao Water) begrijpen wij dat elk afvalwaterproject unieke uitdagingen kent. Onze technische afdeling zorgt voor:

• Berekeningen van de afmetingen: Helpt u bij het bepalen van de exacte kubieke meters media die nodig zijn op basis van uw BZV/CZV-lading.
• Materiaalkeuze: Adviseren tussen PP, PVC of HDPE op basis van uw lokale watertemperatuur en chemische blootstelling.
• CAD-tekeningen: Het verstrekken van gedetailleerde installatielay-outs voor steunframes en beluchtingsroosters.

Deel 3: Prestaties in de praktijk – Casestudy van een fabrieksupgrade van 10.000 m³/d

Projectoverzicht: Capaciteitsuitbreiding zonder nieuwbouw

Een gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallatie in Zuidoost-Azië stond voor een cruciale uitdaging: de lokale bevolking was met 40% gegroeid en de bestaande Actief slib het systeem overschreed voortdurend de lozingslimieten voor totaal stikstof (TN) en ammoniak (NH3-N). Omdat er geen land beschikbaar was voor nieuwe tanks, had de faciliteit een upgrade in de tank nodig.

• Locatie: Industriezone, Vietnam
• Originele capaciteit: 7.000 m3/dag
• Doelcapaciteit: 10.000 m3/dag
• Primaire doel: Reduceer NH3-N van 25 mg/l naar < 5 mg/l.

De NIHAO-oplossing: de IFAS Retrofit-aanpak

Om aan de nieuwe eisen te voldoen, hebben NIHAO-ingenieurs een IFAS (geïntegreerd actief-slib met vaste film) strategie met behulp van de volgende componenten:

1. Mediaselectie: 450 m3 van NIHAO K3 MBBR-media (HDPE) werd aan de aërobe tanks toegevoegd. Dit leverde een extraatje op 500.000 m3 actief oppervlak voor nitrificerende bacteriën.
2. Zuurstofoptimalisatie: De bestaande diffusers met grove bellen zijn vervangen door NIHAO fijne bubbelschijfverspreiders om de zuurstofoverdrachtefficiëntie (OTE) met 40% te verhogen, ter ondersteuning van de hogere biologische belasting.
3. Clarifier-verbetering: De secundaire bezinktanks werden uitgerust met NIHAO PP Tube Settler-modules . Dit verhoogde de overstroomsnelheid, waardoor de bezinktanks de 30% toename van het hydraulische debiet konden verwerken zonder dat er vaste stoffen werden overgedragen.

Meetbare resultaten en gegevensanalyse

Na de acclimatisatieperiode van 20 dagen behaalde de fabriek de volgende prestatiegegevens:

Belangrijkste aandachtspunten voor projectingenieurs

• Voetafdrukefficiëntie: De capaciteit werd met ruim 40% vergroot zonder ook maar één kubieke meter nieuw beton te storten.
• Operationele stabiliteit: De biofilm op de MBBR-media fungeerde als buffer en voorkwam “uitspoeling” van de bacteriën tijdens hevige regenbuien (instroom van regenwater).
• Energiebesparing: Hoewel het debiet toenam, zorgden de hoogefficiënte diffusers ervoor dat het totale energieverbruik per m3 behandeld water zelfs met 12% daalde.

Controlelijst

• Wat is het beste materiaal voor MBBR? 100% Maagdelijk HDPE (High-Density Polyethyleen) vanwege zijn dichtheid (0,95 g/cm3) en duurzaamheid.
• Hoe verbetert NIHAO de sedimentatie? Door het gebruik van kolonisten met zeshoekige buizen die het effectieve bezinkoppervlak vier keer vergroten in vergelijking met conventionele tanks.
• Wat is de levensduur van deze componenten? 15-20 jaar voor MBBR-media; 10 jaar voor UV-gestabiliseerde Tube Settlers.

Deel 4: Technische selectiegids en probleemoplossing voor ingenieurs

Het selecteren van de juiste afvalwatermedia hangt af van de waterchemie, de temperatuur en specifieke doelstellingen voor de verwijdering van voedingsstoffen. Dit laatste deel biedt een technische beslissingsmatrix en protocollen voor probleemoplossing om systeemstabiliteit op de lange termijn te garanderen.

Hoe selecteert u de juiste MBBR-mediavorm en -grootte?

De best MBBR media for your plant is determined by the required protected surface area and the type of wastewater being treated. Kleinere media bieden een groter oppervlak, maar vereisen fijnere retentieschermen, terwijl grotere media beter bestand zijn tegen verstopping in omgevingen met veel vaste stoffen.

• Voor verwijdering van een hoog BOD: Gebruik media met een effectief oppervlak tussen 500 en 800 m2/m3 (bijvoorbeeld NIHAO K1 of K3). Deze bieden grote openingen die verstopping door dikke biofilm voorkomen.
• Voor nitrificatie (verwijdering van ammoniak): Gebruik media met een groot oppervlak (meer dan 900 m2/m3) zoals NIHAO K5. Omdat nitrificerende bacteriën langzaam groeien en dunne films vormen, maximaliseert het grotere oppervlak de reactiesnelheid.
• Materiaaldichtheid: Zorg ervoor dat de dichtheid ongeveer 0,95 g/cm3 bedraagt. Als de dichtheid te hoog is, zal het medium zinken; als het te laag is, zal het moeilijk zijn om onder te dompelen en te fluïdiseren.

Veelvoorkomende operationele problemen oplossen

Meest voorkomende problemen bij MBBR- en Tube Settler-systemen.

1. MBBR-media beweegt niet (slechte fluïdisatie)

• Oorzaak: Verstopte beluchtingsroosters of een te hoog vulpercentage (meer dan 70%).
• Oplossing: Controleer de ventilatordruk. Als de druk hoger is dan de ontwerpspecificaties, moeten de diffusers mogelijk worden gereinigd of vervangen. Verlaag het mediavolume als dit de limiet van 67% overschrijdt.

2. Overmatige accumulatie van slib in buisbezinkers

• Oorzaak: Onvoldoende slibretoursnelheid of onjuiste installatiehoek.
• Oplossing: Zorg ervoor dat de buizen precies in een hoek van 60 graden worden geïnstalleerd. Controleer de timing van de slibpomp om er zeker van te zijn dat de “slibdeken” minimaal 0,5 meter onder de bodem van de buisbezinkmodules blijft.

3. Media ontsnappen uit de tank

• Oorzaak: Beschadigde retentieschermen of onjuiste schermsleufgrootte.
• Oplossing: Installeren a stainless steel wedge-wire screen. The slot width should be 20% to 30% smaller than the smallest diameter of the MBBR media being used.

Technische woordenlijst (contextuele fragmenten)

• SOTE (standaard zuurstofoverdrachtefficiëntie): Een maatstaf voor hoe effectief een beluchtingsdiffusor zuurstof in schoon water overbrengt. NIHAO fijne bubbeldiffusors behalen doorgaans meer dan 35% SOTE.
• Biofilm vervelling: De natural process where old bacteria fall off the MBBR media to be replaced by new, more active bacteria.
• Opstroomsnelheid: De speed at which water moves upward through a tube settler. For optimal performance, this should typically be kept between 1.5 and 3.0 m/h depending on the solids load.

Wat is het verschil tussen MBBR en actief slib?
Het belangrijkste verschil is dat MBBR (biofilmreactor met bewegend bed) is een ‘hechtgroeiproces’ waarbij bacteriën groeien op beschermde plastic dragers, terwijl Actief slib is een “suspended growth”-proces waarbij bacteriën vrijelijk in het water worden gemengd. MBBR maakt een veel hogere biomassaconcentratie mogelijk, wat betekent dat het meer afvalwater in een kleiner tankvolume kan behandelen in vergelijking met traditioneel actief slib.

Hoe bepaal ik de juiste hoeveelheid Tube Settlers voor mijn voorzuiveringsapparaat?
Het aantal buisbezinkmodules wordt bepaald door de Oppervlakte laadsnelheid (of overstroomsnelheid). De standaardberekening is:
Vereist oppervlak = ontwerpstroomsnelheid / toegestane overstroomsnelheid. Doorgaans maken buiskolkentoren overstroomsnelheden mogelijk die 2 tot 4 keer hoger zijn dan conventionele bezinkingssystemen zonder buizen, waardoor de capaciteit van een bestaande tank effectief wordt verdubbeld of verdrievoudigd.

Waarom heeft 100% Virgin HDPE de voorkeur voor MBBR-media?
100% Virgin HDPE (Polyethyleen met hoge dichtheid) heeft de voorkeur omdat het superieure mechanische sterkte, chemische weerstand en de juiste dichtheid (0,95-0,97 g/cm3) voor fluïdisatie biedt. Gerecycleerde materialen bevatten vaak onzuiverheden die de media bros maken of doen zinken, wat binnen 2-3 jaar tot systeemstoringen leidt.

Wat is de ideale opstarttijd voor een MBBR-systeem?
Een typisch MBBR-systeem duurt 7 tot 20 dagen om een functionele biofilm te ontwikkelen. Dit is afhankelijk van de watertemperatuur, pH en organische belasting. In koudere klimaten kan de ‘acclimatisatieperiode’ oplopen tot 30 dagen. Het toevoegen van ‘zaadslib’ van een gezonde plant kan dit proces versnellen.

Moeten Tube Settlers regelmatig worden schoongemaakt?
Ja, maar ze zijn ontworpen om grotendeels zelfreinigend te zijn. De Hoek van 60 graden zorgt ervoor dat de meeste vaste stoffen op natuurlijke wijze naar beneden kunnen glijden. Afhankelijk van de “plakkerigheid” van het slib of de algengroei raden wij echter aan om elke 3 tot 6 maanden een lagedrukwaterafspuiting uit te voeren om kanaalverstopping te voorkomen en een optimale doorstroming te behouden.

Kunnen MBBR-media worden gebruikt voor zowel aërobe als anaerobe processen?
Ja. In Aeroob systemen wordt het medium verplaatst door luchtbellen uit diffusers. In Anaëroob of anoxisch (denitrificatie)systemen, waarbij het medium wordt verplaatst door mechanische mengers. De biofilmdragers bieden bij beide soorten behandelingen een stabiele omgeving voor gespecialiseerde bacteriën.

Hoe garandeert Hangzhou NIHAO de kwaliteit van zijn PVC Tube Settlers?
Allemaal NIHAO PVC-buiskolonisten zijn vervaardigd met UV-bestendige additieven en een specifieke dikte (0,5 mm tot 1,0 mm) om doorzakken en aantasting door het milieu te voorkomen. Elke batch ondergaat een “thermische las”-sterktetest om er zeker van te zijn dat de modules het gewicht van een persoon (voor onderhoud) en het gewicht van het opgehoopte slib kunnen dragen.

Belangrijkste samenvattingstabel