Un rapport de remplissage plus élevé est-il toujours meilleur pour les transporteurs MBBR? Ratio de remplissage de 30 à 70%

Non, un rapport de remplissage plus élevé pour les médias MBBR n'est pas toujours meilleur et nécessite un équilibre scientifique basé sur des scénarios spécifiques.

Le rapport de remplissage des porteurs dans le système MBBR est généralement de 30% ~ 50% comme base, et la limite ne dépasse pas 70%.

I. Problèmes potentiels avec des ratios de remplissage élevés

1. Fluidisation aggravée

   • Accumulation de porteurs : Le dépassement du rapport de remplissage de 60% conduit souvent à l'empilement des transporteurs, à la création de "zones mortes" anaérobies et à la réduction de l'activité de biofilm.
   • Augmentation de la consommation d'énergie : Une intensité d'aération ou de mélange plus élevée est nécessaire pour maintenir la fluidisation. Par exemple, l'augmentation du ratio de remplissage de 50% à 70% peut augmenter les coûts d'énergie d'aération de plus de 30%.

2. Déclin de l'activité du biofilm

   • Limitations de transfert de masse : Réduction de la contrainte de cisaillement hydraulique sous des rapports de remplissage élevés ralentit le renouvellement du biofilm, conduisant à des biofilms trop épais (> 300 μm) avec des couches internes inactives.
   • Compétition dissoute de l'oxygène (DO) : Dans les processus d'élimination de l'azote, les rapports de remplissage excessifs dans les zones aérobies intensifient la concurrence entre les nitrifiants et les bactéries hétérotrophiques, altérant l'élimination de l'azote.

3. Réduction de la rentabilité

   • Diminuer les avantages marginaux : Au-delà de 50%, les transporteurs supplémentaires donnent une amélioration minimale de l'efficacité d'élimination des polluants, tandis que les coûts (transporteurs, aération, maintenance) augmentent fortement.
   • Défis opérationnels : Les rapports de remplissage élevés augmentent les risques de colmatage des aérateurs ou des écrans, nécessitant une maintenance fréquente.

Ii Ratios de remplissage optimaux pour différents scénarios

1. Traitement des eaux usées domestiques

• Eaux usées conventionnelles (DCO <500 mg / L) : 30% ~ 50% suffisent (par exemple, 85% d'élimination de la DCO à 50%).
• Eaux usées à haute amonie : Inférieur à 30% ~ 40% pour assurer un DO suffisant pour les nitrifiants.

2. Traitement des eaux usées industrielles

• Eaux usées à haute voix / toxique : Garder <30% (par exemple, 32% ont obtenu une élimination optimale de l'ammoniac dans le traitement de la saumure de l'osmose inverse).
• Eaux usées élevées (COD> 2000 mg / L) : Augmenter à 50% ~ 60% mais optimiser les systèmes d'aération.

3. Modernisation des projets

• Couplé aux processus MBR / AO : 40% ~ 50% équilibre l'amélioration de la biomasse et le contrôle de l'encrassement de la membrane.

Iii. Cas de compromis en génie pratique

1. Une usine de déchets pétrochimiques
   • L'augmentation du ratio de remplissage de 30% à 50% a amélioré l'élimination de la DCO de seulement 5%, mais les coûts d'aération ont bondi de 40%. Le choix final était de 35%.
2. Une plante municipale pour éliminer l'azote
   • L'efficacité d'élimination de l'ammoniac a baissé lorsque le rapport de remplissage de la zone aérobie dépassait 40% (en raison d'une carence en DA). L'optimisation pour 35% a obtenu la conformité.

Iv. Conclusion: Équilibrage dynamique des ratios de remplissage

• Efficacité ≠ Maximiser les rapports de remplissage : Balance «Rétention de la biomasse», «efficacité de transfert de masse» et «coûts opérationnels».
• Principes clés :
  1. Orienté vers l'objectif : Ajustez les cibles spécifiques (par exemple, élimination de l'azote / phosphore par rapport à la dégradation des organiques).
  2. Fluidisation comme référence : Assurez-vous que ≥ 80% des porteurs restent fluidisés.
  3. Analyse coûts-avantages : Optimiser les ratios économiquement.

Recommandation : Valider les ratios de remplissage à travers Test de pilote → essais à échelle pilote → Mise en œuvre à grande échelle Pour éviter que la défaillance du système de poursuivre aveuglément des ratios élevés.

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