Filtrul biologic in miscare (Moving bed)
Sistemele MBBR (moving bed bio reactor) au fost inventate si folosite in Norvegia la sfarsitul anilor 80 si sunt utilizate si acum atat la epurarea apei cat si la filtrarile in acvacultura.
Filtrele biologice in miscare Moving Bed utilizeaza suporturi din material plastic (kaldnes K1,Helx,BioChips) cu o densitate aproape egala cu cea a apei, sunt din polietilena si mentiute in suspensie mobila in interiorul bioreactorului ( camera de filrare biologica). Aceste materiale au o inalta suprafata protejata si sunt proiectate pentru a maximiza suprafata activa a biofilmului in reactoare. Acest sistem utilizeaza intregul volum al biofilmului pentru cresterea biomasei. Sistemul poate fi implementat atat in moduri aerobice cat si anaerobice. In procesele aerobice miscarea purtatorilor de biofilm este cauzata de agitarea produsului (mediului de filtrare) de aerul suflat, in timp ce in anoxic sau anaeroba un amestecator asigura mediile de filtrare sa fie in miscare. Un avantaj important al reactorului biologic al patului mobil este posibilitatea de a modula fractia purtatoare a materialelor de umplutura in reactor in functie de incarcarea medie a materiei organice care urmeaza sa fie prelucrata, cu o indicatie sugerata de mai putin de 70% din volumul total.
In alegerea mediului de filtrare, deoarece biomasa creste in principal pe suprafata protejata din interiorul vectorilor (mediului de filtrare), este necesar sa se ia in considerare numai suprafata activa a acestor medii de filtarare si nu suprafata totala.
Pe langa mediile K1 in ultima vreme s-au dezvoltat medii de filtrare cu suprafete foarte mari ca BioChipsurile. Zona protejata a fost proiectata ca sa fie mediul ideal nu numai pentru bacterii ci si pentru microorgansime ca Vorticela care filtreaza de 10000 de ori volumul lor pe ora, elimina resturile de pana la 5 microni. Un amestec dintre K1 si Biochipsuri (25% din volum) ar fi ideal.
Oricare ar fi alegerea solutiei de suport pentru utilizare, este foarte important sa se mentina o grosime eficienta a biofilmului , tinand cont ca adancimea de penetrare a acestuia in substratul de plastic este mai mica de 100 de microni. Biofilmul ideal trebuie sa fie uniform distribuit pe suprafata suportului;pentru a obtine acest rezultat, turbulenta in reactor are o importanta mare, atat in ceea ce priveste transportul biofilmului pe substraturi, cat si pentru a mentine o grosime mica a acestuia datorita fortelor de frecare.Cu o ventilatie adecavata, o problema tipica a acestor medii poate fi rezolvata. Daca nu avem aceasta miscare puternica grosimea stratului de biofilm creste fara control si in acest caz oxigenul si amoniacul nu pot ajunge la straturile bacteriene inferioare. Iar cand oxigenul nu ajunge se creeaza zonele anaerobe unde speciile de bacterii anaerobe preiau controlul trecand la procesul de denitrificare.
Un volum corect de aer este de 5 ori mai mare decat volumul biofiltrului( exprimat in m³ de aer pe ora) cu o capacitate de rezerva de peste 50%. In timpul pornirii bioreactoarelor aerarea ar trebui sa fie mai usoara.
In ultima vreme foarte multe reactoare sunt cilindrice. Se recomanda ca sa nu se depaseasca raportul de 1.2 intre inaltime si diametru si nici sa nu fie sub 1. De ex inaltime 120cm si diametru de 100 cm. 120/100=1.2
Nitrificarea in aceste sisteme a fost foarte bine studiata si s-a ajuns la concluzia ca ratele de nitrificare sunt influentate de incarcatura organica, concentratia de oxygen dizolvat DO in reactor, concentratia de TAN, temperature si Ph.
In concluzie, cand bioreactoarele sunt construite in mod corespunzator, intreg volumul bioreactorului trebuie sa fie activ, fara niciun spatiu mort astfel incat materialul filtrant pe care-l folosim trebuie sa fie in continua miscare si aerat corespunzator.
In urmatorul videoclip va arat sistemul meu de filtrare cu Helix. Folosesc 3 filtre(bioreactoare) din fibra de sticla fiecare avand fiecare o capacitate de 350 litri. Primul filtru este static pentru a retine particulele ce trec de prefiltru (Ultrasieve3) iar in celelalte doua folosesc circa 150 litri de Helix in miscare in fiecare. Pe timp de vara proceseaza cu succes 750 grame de hrana pe zi.