CCI20130725134

136

8. Oczyszczanie ścieków w złożach biologicznych stężenie

Rys 8.6. Limitowanie transportu substratów w biofilmie:

A - profil stężenia substratu w warstwie dyfuzyjnej i w biofilmie dla zerowej aktywności mikroorganizmów (transport substratu = 0);

B - profil stężenia substratu warstwie dyfuzyjnej i w biofilmie przy braku ograniczeń dyfuzyjnego transportu substratu do biofilmu (biofilm jest w pełni penetrowany przez substrat);

C - profil stężenia substratu warstwie dyfuzyjnej i w biofilmie przy istnieniu ograniczeń dyfuzyjnego transportu substratu do biofilmu (biofilm nie jest w pełni penetrowany przez substrat)

filmu. Oznacza to, że w przeciwieństwie do biomasy swobodnie zawieszonej, kinetyka procesów zachodzących w biofilmie nie zależy bezpośrednio od stężenia substratów. Transport substratu do mikroorganizmów zasiedlających biofilm odbywa się w dwóch etapach. Pierwszym etapem jest transport substratu ze ścieków do powierzchni błony biologicznej przez stacjonarną warstwę dyfuzyjną. Następnym etapem jest już transport substratu do wnętrza biofilmu i konwersja substratu przez mikroorganizmy. Na rysunku 8.6 przedstawiono możliwe warianty limitowania transportu substancji do wnętrza biofilmu. O zasięgu wnikania substratów w głąb błony biologicznej decyduje szybkość dyfuzji substratów ze ścieków do błony oraz szybkość zużywania tych substratów przez mikroorganizmy osiadłe w błonie biologicznej.

Charakterystyczną cechą „grubego” biofilmu jest całkowite wyczerpanie substratu na pewnej głębokości (stężenie 5 = 0). Biomasa znajdująca się w głębszej warstwie biofilmu nie ma dostępu do substratu i nie bierze udziału w jego konwersji („C” na rys. 8.6). W takiej sytuacji występuje ograniczenie dyfuzyjnego transportu substratu do biofilmu (wzrost grubości biofilmu nie powoduje zwiększenia szybkości usuwania substratu). W przypadku „płytkich" biofilmów o mniejszej grubości stężenie substratu jest wyższe od zera w każdej warstwie błony biologicznej („B”). W tych warunkach nie występuje ograniczenie dyfuzyjnego transportu substratu do biofilmu, a wzrost jego grubości powoduje zwiększenie szybkości usuwania substratu. Szczególnym przypadkiem jest stałe stężenie substratu w warstwie dyfuzyjnej i w biofilmie („A” na rys. 8.6), które występuje przy braku aktywności mikroorganizmów zasiedlających biofilm (transport substratu do biofilmu = 0). Zbliżony rozkład substratu może wystąpić w bardzo „płytkim” biofilmie, który jest omywany przez silny strumień stężonych ścieków (mała ilość mikroograniz-mów, mała grubość warstwy dyfuzyjnej, wysokie stężenie substratu w ściekach).