MixLife BioChip 30, O Melhor Transportador MBBR Para Tratamento Biológico De Águas Residuais
Como Funciona A MixLife BioChip 30
A funcionalidade da mídia, bem como a eficiência da MixLife BioChip 30 podem ser melhor explicadas orientando nas condições características do processo MBBR (MBBR = reator de biofilme de leito móvel). Um pré-requisito crucial para a remoção biológica de componentes de efluentes no processo MBBR é a imobilização dos microrganismos na superfície dos elementos transportadores. Aqui, a eficiência da remoção biológica é determinada pela área de superfície “ativa” do transportador. Isso vem acompanhado dos seguintes requisitos de transporte: Em primeiro lugar, deve haver uma área de superfície efetiva protegida suficiente para permitir que os microrganismos sobrevivam e se reproduzam nessas áreas; e em segundo lugar, é necessário realizar um máximo de transferência de massa (substrato, oxigênio, produtos metabólicos) entre micro-organismos e águas residuais. À primeira vista, o cumprimento simultâneo de ambos os requisitos parece ser uma contradição processual, mas isso pode ser refutado da seguinte forma:
Em primeiro lugar, o erro de maximizar a área de superfície volumétrica (em m²/m³ de elementos transportadores). É claro que é possível produzir meios carreadores possuindo uma porosidade extremamente alta, mas também é fato que esses poros devem ser acessíveis aos microrganismos como um habitat potencial. É fácil entender que isso dificilmente é possível para cavidades dentro de um transportador. Se, como é comum, a eficiência da transformação está correlacionada com a porosidade, isso representa uma distorção fatal das relações reais.
Isso é diferente no caso da MixLife BioChip 30: aqui, um transportador relativamente fino e principalmente aberto fornece uma área de superfície extremamente grande na qual os microrganismos podem formar colônias em poros protegidos, enquanto ainda permanecem em contato intensivo com o fluido circundante (águas residuais). Consequentemente, os micro-organismos podem ser abastecidos com nutrientes de forma otimizada e os produtos metabólicos são eficientemente removidos deles; isso explica pelo menos parcialmente a eficácia e a alta eficiência de biodegradação da MixLife BioChip 30.
Expresso em números: A superfície ativa da MixLife BioChip 30 é de até 5.500 m²/m³.
Próximo ponto: Limitação da biodegradação por biofilmes “espessos” devido ao entupimento e impurezas “não biológicas”. Mesmo nos casos em que uma alta densidade populacional microbiana pode ser estabelecida em um portador; se a estrutura e/ou geometria do carreador for inadequada, a transferência de massa para as camadas “mais profundas” do biofilme está sendo reduzida. Consequentemente, a eficiência de biodegradação do sistema biológico imobilizado é continuamente reduzida durante a operação.
As imagens n. 3 e 5 mostram como isso pode se parecer com vários tipos de mídias e geometrias de transportadores. As consequências resultantes das mídias entupidas são facilmente percebíveis. No entanto, a contramedida é muito simples. O formato especial da MixLife BioChip 30 permite que as forças de cisalhamento hidráulicas que atuam na superfície externa se intensifiquem, e um processo de autolimpeza é iniciado que renova constantemente a superfície ativa do transportador. Este processo evita efetivamente a limitação da eficiência de biodegradação que pode ser causada por obstáculos à transferência de massa.
Problemas com a distribuição e mistura do transportador são evitados pela forma parabólica. Para otimizar a transferência de massa, a MixLife BioChip 30 tem a forma de um disco parabólico. Embora tenha, portanto, um perfil de movimento incontrolável este último provou ser extremamente positivo neste caso. Além do aumento do nível de turbulência que leva diretamente a um aumento na transferência de massa, a mobilidade dos elementos transportadores individuais é efetivamente aumentada no cluster. Isso resulta em uma distribuição homogênea dos transportadores dentro de todo o volume do tanque de reação, enquanto a formação de quaisquer “zonas mortas” é efetivamente reduzida.
Resultados Operacionais:
Naturalmente, quaisquer considerações teóricas exigem a verificação dos benefícios projetados dentro de um prazo de construção de confiança. Até agora, podemos contar com oito anos de experiência operacional com o MixLife BioChip 30 e seus modelos anteriores, durante este tempo, foi possível, em alguns casos, operar sistemas em paralelo para comparar a MixLife BioChip 30 com mídia de transporte “convencional”. No entanto, com base nos exemplos de casos selecionados, é possível documentar de forma significativa a eficiência da MixLife BioChip. Consideramos importante salientar que os resultados aqui listados são de natureza fundamental, permitindo transferi-los para outros tipos de águas residuais e aplicações de tratamento.Relacionado à comparação direta da eficiência de biodegradação, a modernização de uma etapa de alta carga nos proporcionou resultados valiosos no tratamento do efluente de uma fábrica de papel. Neste caso, a principal tarefa foi aumentar a capacidade do sistema de 25.000 kg DQO/d para 50.000 kg DQO/d, e manter a produção de papel funcionando durante toda a fase de obras civis. Por esta razão, foi escolhido o seguinte procedimento: Inicialmente, o reator de alta carga existente preenchido com carreadores convencionais foi mantido em operação, enquanto um segundo tanque similar foi erguido em paralelo. Após a instalação dos equipamentos mecânicos (Figuras 6 e 7), cerca de 7% do volume de carreadores do reator antigo na forma de carreadores MixLife BioChip foram colocados no novo reator de alta carga para obter uma orientação inicial; subsequentemente, ambos os estágios de alta carga foram alimentados com a vazão de volume de água residual semelhante. Com base nos resultados positivos obtidos aqui, o volume do BioChip foi aumentado em uma segunda etapa para 11% em relação ao volume do transportador “convencional” que normalmente seria necessário. A figura nº. 8 mostra os resultados que foram obtidos posteriormente. É claramente óbvio que o reator MixLife BioChip agora atingiu a mesma eficiência de remoção que o reator antigo, portanto, não havia necessidade de aumentar ainda mais o volume do BioChip. Em comparação direta com a mídia transportadora convencional, o aumento na eficiência de degradação pelo fator de quase 10 vezes alcançado pela MixLife BioChip foi comprovado de forma clara e impressionante.
Com base nessas descobertas e nos resultados operacionais estáveis do novo estágio de alta carga MixLife BioChip, o antigo reator foi colocado fora de operação e modificado. Agora, ambas as etapas são operadas com a tecnologia MixLife BioChip e atingem de forma confiável os parâmetros necessários de efluente tratado. No que diz respeito ao alcance de toda a modernização, vale a pena mencionar para completar que pelo menos 1.000 m³/h de águas residuais serão tratadas aqui no futuro, estando também prevista uma modernização da fase de lodo ativado de baixa carga.
Como segundo exemplo e mais uma prova da eficiência da MixLife BioChip também na eliminação de nitrogênio, seu uso na etapa de nitrificação de uma estação de tratamento de efluentes de coqueria será descrito a seguir. Os efluentes de coqueria não são apenas considerados difíceis de tratar, eles podem ser biologicamente purificados apenas por meio de múltiplos sistemas de estágios biológicos. Aqui, requisitos específicos de taxa de biodegradação devem ser atendidos; isso se aplica especialmente ao levar em consideração os tamanhos dos reatores que precisam permanecer dentro das dimensões implementáveis e controláveis. Plantas desse tipo que usam transportadores MixLife BioChip estão em operação contínua há mais de quatro anos. Convertidos em equivalentes populacionais, os maiores têm capacidade de nitrificação em torno de 100.000 PE e 55.000 PE. A superioridade do BioChip também pode ser observada aqui. Taxas de remoção de 4-5 kg NH4-N por m³ de volume do transportador são alcançadas de forma confiável em um nível constante, mesmo que os reatores MixLife sejam menores por um fator de 5 do que os tanques de lodo ativado que geralmente são necessários.
Resumo e Perspectiva:
A MixLife BioChip 30 provou ser muito adaptável no que diz respeito ao seu uso em diferentes tipos de águas residuais. Isso se aplica também à eliminação de compostos orgânicos (medidos como DQO) e compostos de nitrogênio (por exemplo, amônia).
As propriedades aqui mencionadas, bem como os resultados operacionais precisos da MixLife BioChip 30 por si só, ilustram a superioridade deste transportador em comparação com seus concorrentes “convencionais”. Isso também se aplica aos componentes do sistema suplementar (sistema de aeração e retenção do transportador) que suportam de maneira ideal as vantagens específicas do MixLife BioChip 30.
As perspectivas para o futuro é a determinação de que é necessário manter disponíveis certas reservas de capacidade sendo a tarefa central ativá-las sem alterações estruturais, mas “apenas” adicionando mais mídia, se necessário. Obviamente, isso é limitado por aspectos processuais que, em uma primeira abordagem, podem ser reduzidos à fração de preenchimento máxima possível do meio de transporte. Consequentemente, é facilmente compreensível que o sistema MixLife BioChip 30 possa manter disponível uma capacidade de reserva que é quase 10 vezes maior do que seria possível com estações de tratamento de águas residuais convencionais.
Notavelmente, os operadores de estações de tratamento de águas residuais existentes podem ficar entusiasmados com isso: muitas vezes eles têm que enfrentar o problema de que as atualizações operacionais são aprovadas apenas se a carga de contaminante descarregada permanecer inalterada. Ao usar o sistema MixLife BioChip 30, essas plantas podem ser atualizadas com relativa facilidade, rapidez e economia. Isso também se aplica a estações de tratamento localizadas longe, pois os custos de transporte do meio transportador são normalmente reduzidos também pelo fator 10 em comparação com os meios convencionais.