2150625929

Logistyka - nauka

zasiedlającymi błonę. Transport substancji w sieci kanałów odbywa się poprzez dyfuzję oraz konwekcję, natomiast w skupiskach mikroorganizmów jest zdeterminowany dyfuzją. Cała struktura przestrzenna błony biologicznej jest wynikiem oddziaływania czynników wewnętrznych i zewnętrznych, takich jak obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń, obciążenie hydrauliczne, skład gatunkowy, intensywność mieszania i napowietrzania, skład dopływających ścieków [9]. Ponadto błona biologiczna wykazuje strukturę heterogeniczną, co oznacza występowanie różnic w gęstości biomasy [6],

Wewnętrzna sieć kanałów umożliwia wymianę produktów przemiany materii pomiędzy grupami bakterii, które są odpowiedzialne za różne procesy cząstkowe podczas przemian związków azotu i fosforu. Pozwala to na zachodzenie skróconych szlaków przemian tych związków, a także równoczesne przeprowadzanie procesów utleniania i redukcji w zależności od rozmieszczenia przestrzennego bakterii w profilu błony biologicznej.

Budowa morfologiczna błony biologicznej umożliwia występowanie warunków tlenowo-beztlenowych w jej powierzchniowych warstwach, a także warunków anoksyczno-beztlenowych (ale nigdy tlenowych) w głębszych warstwach. Jest to podyktowane różną głębokością wnikania tlenu oraz jego zużywaniem przez mikroorganizmy. Gdy zapotrzebowanie na tlen jest wysokie, tylko frakcja komórek na powierzchni ma warunki tlenowe. Bakterie heterotroficzne z uwagi na wyższą szybkość wzrostu, stanowią zewnętrzną warstwę unieruchomionej biomasy, a bakterie autotroficzne wewnętrzne warstwy. Z tego powodu procesy utleniające w głębszych warstwach mogą mieć miejsce, gdy tlen nie jest zużywany w całości w warstwach heterotroficznych [10]. Pozwala to, przy odpowiedniej strategii pracy reaktora, na równoczesne zachodzenie wszystkich klasycznych procesów przemian azotu i fosforu tj. amonifikacji, autotroficznej nitryfikacji, hetreotroficznej denitryfikacji, defosfatacji biologicznej opartej na zmiennych warunkach tlenowo-beztlenowych i organizmach o zwiększonej wewnątrzkomórkowej kumulacji polifosforanów. Poza wymienionymi procesami warunki tlenowo-anoksyczno-beztlenowe występujące w profilu błony sprzyjają wykształceniu grup bakterii przeprowadzających procesy specyficzne jak denitryfikacja defosfatacyjna. Aktywność denitryfikacyjna bakterii o zwiększonym wewnątrzkomórkowym magazynowaniu fosforanów przejawia się wykorzystywaniem jako akceptorów elektronów oprócz tlenu również azotu azotanowego (III) i (V) [4].

Różna budowa błony biologicznej w stosunku do kłaczków osadu czynnego i występowanie specyficznych szlaków przemian azotu i fosforu może przyczynić się do zmniejszenia kosztów oczyszczania ścieków związanych m.in. z napowietrzaniem czy wprowadzaniem zewnętrznego źródła węgla organicznego w celu zapewnienia odpowiedniego stosunku C:N:P. Ponadto matryca zewnątrzkomórkowych polimerów stanowi dobry czynnik buforujący w odpowiedzi na zmieniające się warunki środowiska takie jak odczyn, obecność substancji toksycznych, różnice w ładunkach dopływających zanieczyszczeń [12], Stanowi to istotną zaletę tego typu rozwiązań, które mogą obsługiwać obszary o znacznej nierównomierności dopływających ścieków m.in. na terenach wiejskich, czy oczyszczać ścieki przemysłowe zapewniając jednocześnie zintegrowane usuwanie związków węgla, azotu i fosforu.

Sekwencyjny reaktor porcjowy z błoną biologiczną

Sekwencyjne reaktory porcjowe z błoną biologiczną łączą zalety sekwencyjnych reaktorów porcjowych i biomasy w formie błony biologicznej.

Jednym z kluczowych czynników wpływających na efekty oczyszczania ścieków jest zastosowane wypełnienie, zapewniające odpowiedni rozwój błony biologicznej i kontakt mikroorganizmów z dopływającymi zanieczyszczeniami.

Powierzchnię dla wzrostu mikroorganizmów w sekwencyjnych reaktorach porcjowych z błoną biologiczną stanowią różne wypełnienia. W zależności od rodzaju i formy podłoża wprowadzonego do reaktora można wyróżnić reaktory ze złożem stałym, ruchomym lub okresowo zanurzonym.

Logistyka 4/2014