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En un reactor de biopelícula de lecho móvil que funcione correctamente, los portadores de MBBR deben circular a través de la mayor parte del volumen del reactor en lugar de formar una capa flotante permanente, asentarse en el suelo o acumularse en una esquina. Cuyo el movimiento del transportista se vuelve desigual, el problema rara vez es causado por un solo factor. La densidad del medio, el crecimiento de biopelículas, el gas atrapado, la aireación, el rendimiento del mezclador, la proporción de llenado, la geometría del reactor, las pantallas de retención y la química de las aguas residuales pueden cambiar la forma en que se mueven los transportadores.
Cómo se supone que se mueven los medios MBBR en un reactor en buen estado
El medio MBBR está diseñado para moverse continuamente a través del reactor biológico de modo que la biopelícula adherida entre en contacto repetidamente con aguas residuales, oxígeno disuelto, nutrientes y sustrato. En los reactores aeróbicos, este movimiento suele deberse principalmente a la aireación. En zonas anóxicas o de ecualización, es posible que se requiera una mezcla mecánica.
Un movimiento saludable no significa que todos los transportadores deban permanecer exactamente en las mismas condiciones hidráulicas en todo momento. Es normal cierta acumulación temporal cerca de paredes o superficies. Lo que importa es si la mayor parte de los medios de comunicación continúa circulando y si se desarrollan grandes zonas permanentes de medios flotantes, asentados o estancados.
Los transportadores permanecen cerca de la superficie del agua y no recirculan eficazmente.
Los transportadores se mueven a través de la mayor parte del volumen del reactor con energía de mezcla disponible.
Los transportistas se asientan o permanecen en zonas de baja velocidad cerca del piso del tanque.
La densidad del portador es importante porque los medios MBBR normalmente están diseñados para permanecer cerca de la densidad del agua. Sin embargo, la densidad de un soporte de plástico limpio es sólo el punto de partida. Una vez que el reactor está en funcionamiento, el portador eficaz se convierte en una combinación de biopelícula plástica retenida agua adherida sólidos burbujas de gas .
Una muestra de medio que se comporta correctamente en agua limpia puede moverse de manera diferente después de varias semanas de crecimiento de biopelículas, acumulación de sólidos, incrustaciones o cambios en la aireación.
Por qué MBBR Media flota en la superficie
La flotación persistente es a menudo el primer movimiento anormal que notan los operadores. Una delgada capa superficial temporal no siempre es un problema grave, pero una gran estera flotante puede reducir el contacto efectivo entre la biopelícula y las aguas residuales y puede interferir con pantallas, canales o equipos mecánicos.
1. La densidad del soporte terminado es demasiado baja
Si el medio terminado es sustancialmente más liviano que el líquido del reactor, una mezcla insuficiente puede permitir que permanezca en la superficie. Las diferencias de densidad pueden deberse a la selección de la resina, variaciones en la fabricación, formación excesiva de espuma, rellenos inadecuados o un modelo de soporte que no es adecuado para el proceso previsto.
Esta es una de las razones por las que los compradores deberían comparar el densidad del portador terminado , no sólo la densidad nominal de la resina HDPE utilizada para fabricarlo.
2. El aire queda atrapado dentro de los nuevos transportistas
Los medios nuevos pueden flotar fuertemente cuando se introducen por primera vez en un tanque. El aire puede permanecer dentro de las cámaras internas o de las superficies antes de que el medio se humedezca por completo.
En este caso, la flotación puede disminuir después del remojo y la circulación. Por lo tanto, los operadores deben evitar concluir inmediatamente que un nuevo lote de medios es defectuoso simplemente porque inicialmente permanece en la superficie.
3. El gas biológico aumenta la flotabilidad temporal
La biopelícula madura puede atrapar burbujas de gas. En zonas donde se produce la desnitrificación, se puede generar gas nitrógeno dentro o alrededor de la biopelícula. El dióxido de carbono y otros gases también pueden adherirse temporalmente a la superficie del portador.
Esto puede hacer que los transportadores maduros periódicamente sean más flotantes, particularmente cuando las condiciones del reactor cambian entre períodos aeróbicos y de bajo oxígeno.
4. Portadores de trampas de espuma, aceite y grasa cerca de la superficie
Las aguas residuales industriales que contienen tensioactivos, grasas, aceites o espuma estable pueden crear una capa superficial que captura físicamente los medios MBBR. En estos casos, el problema no es sólo la densidad de portadores. Es posible que sea necesario prestar atención al pretratamiento, el control de la espuma o la eliminación de aceite y grasa.
| Condición observada | Causa probable | Qué comprobar |
|---|---|---|
| Los nuevos medios flotan inmediatamente | Aire atrapado o baja densidad de acabado. | Comportamiento de remojo, densidad del portador, consistencia de fabricación. |
| Los medios maduros flotan periódicamente | Formación de gas dentro o alrededor de la biopelícula. | Perfil de OD, condiciones de desnitrificación, espesor de biopelícula. |
| Medios atrapados en espuma | Tensioactivos, grasas o espumantes. | Pretratamiento y condición de la superficie. |
| Sólo un lado del tanque flota | Desequilibrio hidráulico o de aireación. | Patrón de distribución y circulación del aire. |
Por qué MBBR Media se hunde o se acumula en la parte inferior
La acumulación en el fondo no significa automáticamente que el medio plástico en sí sea demasiado pesado. En los reactores en funcionamiento, las causas más comunes son el exceso de biopelícula, la deposición de minerales, la acumulación de sólidos, la mezcla insuficiente o una relación de llenado excesiva.
1. El crecimiento excesivo de biopelículas aumenta la masa portadora
La biopelícula agrega masa a cada portador. En condiciones normales, el cizallamiento creado por la aireación y las colisiones de portadores ayuda a mantener un equilibrio dinámico entre el crecimiento y el desprendimiento de la biopelícula.
Si la carga orgánica es alta y el cizallamiento es demasiado bajo, la biopelícula puede volverse inusualmente espesa. El transportador resultante puede volverse más pesado y más difícil de suspender.
2. El escalado inorgánico hace que los medios sean más pesados
Las aguas residuales industriales pueden contener minerales que precipitan sobre la superficie del portador. El carbonato de calcio, los compuestos de hierro, la estruvita, la sílice u otros depósitos pueden aumentar el peso del soporte y reducir gradualmente el área abierta interna.
Esto es especialmente importante cuando el hundimiento se desarrolla lentamente durante meses en lugar de inmediatamente después del inicio.
3. Los sólidos suspendidos quedan atrapados dentro del transportador
Algunas geometrías de soporte contienen canales internos estrechos o cámaras protegidas. Si las aguas residuales contienen un alto contenido de sólidos en suspensión y el corte hidráulico es insuficiente, se pueden acumular lodos y sólidos minerales dentro de estas estructuras.
El resultado puede ser tanto un mayor peso del portador como una reducción del área efectiva de biopelícula.
4. La energía de mezcla es demasiado baja
Incluso los medios fabricados correctamente pueden sedimentarse si el reactor ya no proporciona suficiente energía de mezcla. Las causas comunes incluyen:
- flujo de aire reducido del ventilador;
- difusores sucios o dañados;
- mezcladores sumergibles de tamaño insuficiente;
- mala posición del mezclador;
- mayor índice de llenado de medios;
- cambios en el nivel de agua del tanque;
- aireación desigual en el suelo del reactor.
Antes de reemplazar los portadores, verifique si el reactor aún proporciona suficiente energía hidráulica para mover el inventario de medios real en las condiciones actuales de biopelícula y sólidos.
Por qué MBBR Media se acumula en zonas muertas
En muchos reactores a gran escala, el problema más común de los portadores no es la simple flotación o hundimiento. En cambio, el medio se mueve bien a través de la mayor parte del tanque pero se acumula repetidamente en la misma esquina, cerca de la pared, detrás de un deflector o frente a una rejilla de salida.
Este patrón suele indicar una problema de circulacion hidraulica .
La aireación desigual crea zonas de circulación fuertes y débiles
La aireación hace más que proporcionar oxígeno. Las burbujas ascendentes crean una circulación de líquido a granel. Si la densidad del difusor o el flujo de aire es mucho mayor en una parte del reactor, la zona de fuerte circulación puede empujar a los portadores a un área más débil donde no hay suficiente energía para devolverlos.
La disposición incorrecta del difusor puede dejar las esquinas sin mezclar
Una rejilla difusora concentrada sólo en el centro de un tanque rectangular puede generar una buena circulación vertical en el medio pero un movimiento débil cerca de los bordes. El resultado puede ser una acumulación persistente de medios a lo largo de las paredes o en las esquinas.
La geometría del tanque puede crear bolsas de recirculación
Los tanques largos y estrechos, los depósitos irregulares, las columnas de soporte, las paredes internas, los canales y los deflectores pueden crear bolsas de baja velocidad. Es posible que estas áreas no sean obvias durante la puesta en servicio de agua limpia, pero pueden volverse más pronunciadas una vez que el reactor contiene un gran volumen de medios en movimiento.
El flujo de entrada puede empujar el medio hacia un lado
Un chorro de afluencia concentrado puede dominar la circulación local. Si la dirección de entrada no está bien alineada con el patrón de mezcla principal, los transportadores pueden moverse repetidamente hacia un lado del tanque.
Las pantallas de retención pueden crear tapetes de medios locales
Las pantallas de retención de salida evitan que los transportadores abandonen el reactor, pero la pantalla en sí misma se convierte en parte del sistema hidráulico. Una velocidad frontal excesiva, un bloqueo parcial o un área de pantalla insuficiente pueden atraer grandes cantidades de material contra la pantalla.
Una vez que se forma una estera de medio, puede aumentar aún más la resistencia hidráulica local y empeorar la acumulación.
| Patrón de medios | Problema probable | Qué inspeccionar |
|---|---|---|
| Un rincón lleno de medios | Zona muerta local | Geometría del tanque, cobertura del difusor, posición del mezclador. |
| Los medios se acumulan cerca de la pantalla de salida | Alta velocidad o bloqueo de la pantalla | Área abierta de la criba, incrustaciones y carga hidráulica. |
| El centro se mueve pero los bordes permanecen estancados | Cobertura de aireación insuficiente | Distribución de rejilla difusora |
| Anillo inferior de portadores | Circulación inferior débil | Flujo de aire, condición del difusor o empuje del mezclador. |
| Capa superficial solo en un lado | Circulación asimétrica del tanque | Dirección de entrada y equilibrio de aireación. |
Cómo la aireación y la mezcla controlan el movimiento de los medios
En un reactor MBBR aeróbico, el sistema de aireación suele tener dos funciones simultáneas: suministrando oxígeno and manteniendo a los transportistas en movimiento .
Estos dos requisitos están relacionados, pero no son idénticos.
Transferencia de oxígeno
Determina si los microorganismos reciben suficiente oxígeno para la eliminación de carbono, la nitrificación y otras reacciones aeróbicas.
Mezcla hidráulica
Determina si circulan portadores por el reactor y si se desarrollan zonas muertas.
Un reactor puede mostrar una concentración de oxígeno disuelto de 2 a 3 mg/L y aún tener un movimiento deficiente del portador en parte de la cuenca. Esto puede suceder cuando la transferencia de oxígeno es suficiente en general pero la distribución del flujo de aire no crea suficiente circulación local.
Lo contrario también es posible. Una mezcla fuerte puede mantener a los portadores en movimiento mientras la transferencia de oxígeno sigue siendo insuficiente para la carga biológica.
Señales de que el movimiento mediático es limitado
Cuando aparecen estos síntomas, los operadores deben evaluar el flujo de aire, la disposición del difusor, la condición del difusor, la profundidad del agua, la proporción de llenado, el empuje del mezclador y el patrón de circulación general en lugar de confiar solo en una medición de OD.
Cómo la proporción de llenado y la geometría del medio afectan la circulación
Aumentar la cantidad de medio aumenta el área de superficie de biopelícula disponible, pero también cambia el comportamiento hidráulico del reactor.
Con una proporción de llenado baja, los transportadores individuales generalmente tienen más espacio para moverse y requieren menos energía para mezclar. A medida que aumenta la proporción de llenado, aumenta la masa total del portador, las colisiones se vuelven más frecuentes y el lecho del medio crea una mayor resistencia a la circulación de líquido y aire.
Esta es la razón por la que un reactor que funciona exitosamente con una proporción de llenado del 20% no puede aumentarse automáticamente al 50% sin verificar la aireación, la mezcla, la capacidad del tamiz y el volumen libre disponible.
La geometría de los medios también importa. El diámetro del portador, el espesor de la pared, las cámaras internas, el área abierta, el área de la superficie protegida y las características del embalaje a granel afectan el movimiento.
Una geometría interna extremadamente compleja puede proporcionar una superficie teórica alta, pero también puede aumentar la captura de sólidos, reducir la transferencia de masa interna o dificultar la circulación en algunas condiciones de aguas residuales.
Por lo tanto, un transportista práctico necesita un equilibrio entre Área de biopelícula, apertura hidráulica, durabilidad mecánica y facilidad de movimiento. .
El crecimiento de biopelículas cambia el comportamiento del portador durante el inicio y la operación
El comportamiento de los medios puede cambiar sustancialmente entre el primer día de inicio y la operación madura. Ésta es una de las razones por las que las pruebas de agua limpia por sí solas no pueden predecir completamente el movimiento a largo plazo.
Portador limpio
La densidad plástica domina el movimiento. El aire atrapado puede provocar una flotación temporal después de la instalación.
Biopelícula temprana
La humectabilidad de la superficie mejora y la masa portadora aumenta a medida que los microorganismos comienzan a colonizar el medio.
Biopelícula madura
El crecimiento de la biomasa, la formación de gas, el desprendimiento y las colisiones crean una condición de portador más dinámica.
Crecimiento excesivo o ensuciamiento
La biopelícula espesa, los sólidos atrapados o las incrustaciones pueden aumentar el peso, obstruir los espacios internos y reducir el movimiento.
Por lo tanto, los operadores deberían evaluar la circulación del portador después de que el reactor alcance la madurez biológica. Si el movimiento empeora progresivamente a medida que se desarrolla la biopelícula, la causa puede ser un corte insuficiente, una carga excesiva, un desprendimiento deficiente o una mezcla inadecuada en lugar de la densidad original del portador.
Solución de problemas de movimiento de medios MBBR paso a paso
La forma más eficaz de resolver los problemas de movimiento de los medios es diagnosticarlos sistemáticamente. Reemplazar los portadores antes de identificar la causa puede desperdiciar dinero y dejar el problema hidráulico original sin resolver.
Observe el patrón de movimiento
Determine si el problema es la flotación de todo el tanque, la sedimentación de todo el tanque, la acumulación en una esquina, la acumulación en la pantalla o una circulación generalmente débil.
Inspeccionar los medios
Verifique el estado del portador, la densidad del acabado, el espesor de la biopelícula, las incrustaciones, los sólidos atrapados, la deformación, el desgaste y el bloqueo interno.
Comprobar aireación
Revise el flujo de aire del ventilador, la caída de presión del difusor, el ensuciamiento del difusor, la distribución del aire y el OD en varios lugares en lugar de en un solo punto de medición.
Verificar la mezcla hidráulica
Inspeccione la dirección de entrada, la geometría del tanque, los deflectores, la posición del mezclador sumergible, las zonas de circulación débil y el movimiento del fondo.
Confirmar la proporción de llenado real
Compare el volumen real de los medios instalados con el volumen efectivo del reactor, especialmente si se agregaron más portadores después del inicio.
Inspeccionar las pantallas de retención
Verifique el bloqueo, el área abierta, la velocidad del frente, los daños, la formación de estera de medio y si el sistema hidráulico de la pantalla está afectando la circulación del reactor.
Revisar la química de las aguas residuales
Busque niveles elevados de grasa, tensioactivos, calcio, hierro, sólidos minerales suspendidos, salinidad inusual, formación de espuma o gases biológicos.
Cuando el problema requiere cambios de equipo
Los ajustes operativos pueden resolver muchos problemas de movimiento, pero algunos reactores requieren modificaciones físicas.
Mala distribución del aire
Modifique la rejilla del difusor, reequilibre el flujo de aire, limpie los difusores o reemplace las unidades dañadas.
Mezcla mecánica débil
Agregue, cambie el tamaño o reposicione un mezclador sumergible para mejorar la circulación en todo el tanque.
Medios inadecuados
Evaluar un transportista con densidad, geometría o estructura abierta más apropiada.
Acumulación de pantalla
Aumente el área de retención de la pantalla o rediseñe la pantalla para reducir la velocidad local excesiva.
Relación de llenado excesiva
Reduzca el volumen del portador o aumente la capacidad de mezcla disponible.
Escalado de minerales
Abordar la química o el pretratamiento de las aguas residuales en lugar de simplemente reemplazar los portadores.
Un movimiento deficiente del portador puede deberse al propio medio, pero también puede deberse a la aireación, el diseño hidráulico, la carga del tamiz, la química de las aguas residuales o una mezcla insuficiente.
¿Los medios MBBR no se mueven correctamente?
Si los portadores flotan, se sedimentan o se acumulan en un área del reactor, la solución puede implicar la selección del medio, la aireación, el rendimiento del mezclador, el diseño del tamiz de retención o la proporción de llenado. NIHAO puede ayudar a revisar el estado de funcionamiento e identificar qué parte del sistema debe comprobarse primero.
Para una revisión inicial, proporcione las dimensiones del reactor, la profundidad del agua, el modelo de medio, el volumen de medio instalado, la proporción de llenado, el flujo de aire del soplador, el tipo de difusor, las especificaciones del mezclador, las características de las aguas residuales y fotografías o videos que muestren el movimiento del portador.
Preguntas frecuentes
¿Los medios MBBR deberían flotar o hundirse?
Los medios MBBR adecuados generalmente deben permanecer lo suficientemente cerca de la flotabilidad neutra para que la aireación o la mezcla mecánica puedan hacerlo circular por todo el reactor. No debe formar una capa flotante permanente ni permanecer asentado en el fondo del tanque.
¿Por qué los nuevos medios MBBR flotan cuando se agregan por primera vez al agua?
El aire puede quedar atrapado dentro de las cámaras del transportador antes de que el medio se humedezca por completo. Esto puede provocar una flotación temporal y puede disminuir después del remojo y la circulación continua.
¿Por qué los medios MBBR se hunden después de varios meses de funcionamiento?
Las posibles causas incluyen crecimiento excesivo de biopelículas, incrustaciones minerales, sólidos atrapados, mezcla inadecuada, flujo de aire reducido, contaminación del difusor o cambios en las características de las aguas residuales.
¿Puede el exceso de biopelícula hacer que los portadores de MBBR se hundan?
Sí. La biopelícula gruesa agrega masa al portador. Si el corte y la mezcla son insuficientes para controlar el espesor de la biopelícula, los portadores maduros pueden resultar más difíciles de suspender.
¿Por qué los medios MBBR se acumulan cerca de la pantalla de salida?
Una velocidad excesiva de la cara de la pantalla, un bloqueo parcial, un área abierta insuficiente o una circulación desfavorable del reactor pueden atraer a los portadores hacia la pantalla y crear una estera de medio persistente.
¿Puede una baja aireación hacer que el medio MBBR deje de moverse?
Sí. En los reactores MBBR aeróbicos, la aireación normalmente proporciona tanto oxígeno como mezcla. Un flujo de aire reducido o difusores sucios pueden dejar algunas partes del reactor sin suficiente circulación.
¿Una proporción de llenado más alta requiere más energía de mezclado?
Generalmente sí. Un mayor volumen del transportador aumenta la masa total del medio, la frecuencia de colisiones y la resistencia hidráulica. Se debe comprobar la capacidad de aireación o del mezclador antes de aumentar la proporción de llenado.
¿Cómo puedo identificar zonas muertas en un reactor MBBR?
La acumulación repetida de medios, depósitos en el fondo, portadores estancados, OD desigual, apariencia diferente de biopelículas y circulación débil cerca de las esquinas o paredes son signos comunes de zonas muertas.
¿Puede el escalamiento inorgánico hacer que los medios MBBR sean más pesados?
Sí. El carbonato de calcio, los compuestos de hierro, la estruvita y otros depósitos minerales pueden acumularse en el soporte y aumentar su masa al tiempo que reducen el área abierta interna.
¿Cuándo se deben reemplazar los medios MBBR que se mueven mal?
Se debe considerar el reemplazo cuando el propio soporte esté dañado, muy deformado, permanentemente obstruido, excesivamente incrustado o claramente inadecuado para la aplicación. Si la causa real es una mala aireación, mezcla o sistema hidráulico del tamiz, es posible que reemplazar el medio por sí solo no resuelva el problema.
