Hondakin-uren tratamenduko "heroi ikusezina" - Betegarri biologikoa

Inoiz galdetu al diozu zeure buruari nolaHondakin-uren araztegiakHondakin-ur nahasiak ur garbi bihurtu? Mikroorganismoen ekarpenez gain, isilean laguntzen duen material bat ere badago: betegarri biologikoa. Uretan dagoen "apartamentu ekologiko" baten antzekoa da, mikroorganismoentzako habitata eskaintzen duena eta hondakin-urak arazteko eraginkortasuna bikoizten duena. Gaur, "heroi ikusezin" hau aztertuko dugu!

I. Zer da betegarri biologikoa?

Definizioa:Biobetegarria biofilm hondakin-uren tratamendu-prozesuan oinarrizko euskarri-materiala da, normalean gainazal handiko substantzia solido porotsua. Mikroorganismoak xurgatu ditzake biofilmak sortzeko eta kutsatzaileak kentzeko biodegradazio eta adsorzio fisikoaren bidez.
Funtzio nagusiak:
Mikroorganismoei atxikitzeko eta bolumen-unitateko biomasa handitzeko leku bat eman.
Mikroorganismoen bizi-denbora luzatu eta kutsatzaile konplexuen (hala nola, amoniako nitrogenoa eta materia organikoa) kentze-eraginkortasuna hobetu.

1. irudia: Betegarri biologikoaren biofilmaren eraketa prozesua

II. Betegarri biologikoen ezaugarriak

1. Errendimendu hidraulikoaren optimizazio diseinua
Betegarri biologikoen fluidoen mekanika-propietateak lau dimentsiotan islatzen dira batez ere: azalera espezifikoa, poroen egitura, morfologia geometrikoa eta paketatze-dentsitatea. Azalera espezifiko handia da erreaktorean biomasa-kontzentrazio altua mantentzeko oinarrizko baldintza, eta biomasa-mailak zuzenean zehazten du sistemaren kutsatzaileen degradazio-eraginkortasuna. Hala ere, azalera espezifikoaren igoerak, aldi berean, fluidoen erresistentzia handituko du, eta ondorioz, aireztapen-energia-kontsumoa handituko da.

Porositatearen tamainak zuzenean eragiten du erreaktorearen bolumen-erabilera eraginkorrari. Porositate handiago batek hondakin-uren benetako egoitza-denbora luzatu dezake, fluxu-erresistentzia murriztu, buxadura eta fluxu-laburraren arriskua murriztu, eta betegarri biologikoaren eta azpiegituren kostuak murriztu.

2. Egonkortasun kimikoaren eskakizunak
Biobetegarriak korrosioarekiko erresistentea izan behar du eta hondakin-uren osagaien eta metabolito mikrobianoen higadura jasan behar du. Materiala bera geldoa izan behar da bigarren mailako kutsadura eragiten duten substantzia kaltegarriak disolbatzea saihesteko, eta ez du jarduera mikrobianoa inhibitzen duten produktu kimikorik izan behar. Maila fisikoak erresistentzia mekanikoaren eskakizunak bete behar ditu, sistemaren karga murrizteko propietate arinagoak mantenduz.

3. Biofilmaren atxikimendua sustatzen duten mekanismoak
Biofilmaren eraketaren eraginkortasuna biobetegarriaren propietate fisiko-kimikoen araberakoa da:

Ezaugarri fisikoak:Gainazalaren zimurtasuna eta egitura mikroporotsua faktore gakoak dira. Gainazal zakarrek biofilmaren eraketa prozesua bizkortu dezakete, eta egitura mikroporotsuek, berriz, mikrobioen atxikipena hobetzen dute kapilaritatearen bidez.

Ezaugarri kimikoak:Gainazaleko karga-ezaugarriek eta propietate hidrofiliko eta hidrofobikoek paper garrantzitsua betetzen dute. Bakterioen gainazala normalean karga negatiboa izaten du, eta biobetegarriaren gainazaleko potentzial positiboak zelulen atxikimendua sustatu dezake adsorzio elektrostatikoaren bidez. Gainazal hidrofilikoek biofilmaren eraketa-zikloa nabarmen laburtu dezakete.

4. Materialen propietate mekanikoak
Arintasunaren eta erresistentzia handiaren arteko oreka aurkitu behar da. Biobetegarri idealak ur-fluxuaren inpaktuari aurre egiteko nahikoa konpresio-erresistentzia izan beharko luke, eta, aldi berean, dentsitate baxua mantendu beharko luke sistemaren energia-kontsumoa murrizteko.

5. Kontu ekonomikoak
Biobetegarrien kostua biofilm prozesuko inbertsio osoaren % 30-40 izaten da normalean, beraz, ezinbestekoa da kostu-eraginkorrak diren materialak aukeratzea. Jatorri sorta zabaleko eta prozesatze erosoko lehengaiak lehenetsi behar dira kostuen optimizazioa lortzeko, errendimendua bermatuz.

III. Biobetegarrien “bazkide onenaren” teknologia

1.MBBR(Ohe Mugikorreko Biofilm Erreaktorea)
Ezaugarriak:Betegarri biologikoa askatasunez isurtzen da igerilekuan, eta ez da atzerantz garbitu beharrik.
Aplikagarria:Hondakin-uren kontzentrazio handiko hondakin-uren araztegi zaharrak berritzea.

2. irudia. MBBR prozesuko betegarri biologikoaren aplikazio praktikoa

2. Kontaktu biologikoko oxidazio-urmael
Ezaugarriak:Betegarri biologikoak urmaelean finkatzen dira eta aldizka garbitu behar dira.
Aplikagarria:etxeko hondakin-urak, kontzentrazio txikiko industriako hondakin-urak.

3. irudia Betegarri biologikoen aplikazio praktikoa kontaktu biologikoko oxidazio prozesuan

IV. Laburpena: Aukeratu betegarri biologiko egokia hondakin-hondakinen tratamendua eraginkorragoa izan dadin

Betegarri biologikoa hondakin-uren tratamenduaren "oinarri ekologikoa" da. Material eta prozesu egokiak aukeratzeak tratamenduaren efektua asko hobetu dezake. Etorkizunean, ingurumenaren babes-eskakizunak hobetzearekin batera, betegarri biologiko berriak, hala nola grafenoa eta zeolita, ikerketa-gune bihurtuko dira.

Betegarri biologikoen balio teknikoa ez da uraren arazketan bertan islatzen bakarrik, baizik eta materialen berrikuntzaren eta prozesuaren arteko loturaren bidez, hondakin-uren tratamendua karbono gutxiko eta baliabideetan oinarritutako garapenerantz sustatzen du, eta ezinbesteko laguntza tekniko bihurtzen da ur-ingurumenaren gobernantza-sistema modernoan.