水処理業界のベテランの営業担当者として、私は、低スラッジ量と単純な操作で知られる非常に効率的な廃水処理方法である、移動ベッドバイオフィルムリアクター（MBBR）テクノロジーに関する洞察を共有できることを楽しみにしています。この記事では、システムの作業原則やバイオフィルム形成に影響する要因などのさまざまな側面を考慮して、バイオフィルムがMBBRメディアで形成されないことがある理由を掘り下げます。
MBBRプロセスの原理
MBBR培地により、微生物はキャリアの表面に付着し、バイオフィルムを形成することができます。廃水がキャリア表面を流れると、水中の有機物と溶存酸素がバイオフィルムに拡散します。バイオフィルム内の微生物は、酸素の存在下で有機物を代謝し、同化します。分解生成物は、水相と空気に戻って拡散し、廃水の有機汚染物質を効果的に分解します。
Characklis、Liuなどによると、微生物膜の形成は通常、キャリア表面の修飾、可逆的な付着、不可逆的な付着、およびバイオフィルム形成の4つの段階を経ます。このプロセスは、微生物吸着と隔離の成長という2つの主要な段階に分けることができます。
MBBRのバイオフィルム形成に影響を与える要因
1。キャリア表面特性
MBBRキャリアの表面電荷、粗さ、粒子サイズ、および濃度は、バイオフィルムの付着と形成に直接影響します。通常、微生物は通常の成長条件下で表面に負の電荷を帯びます。粗いキャリア表面は、細菌の付着と固定化を促進します。
♦キャリアのより大きな表面積は、滑らかな表面と比較して、細菌とキャリアの間の有効な接触面積を増加させます。
♦穴や亀裂などのキャリア表面の粗い部分は、致命的なせん断力から付着した細菌を保護するためのシールドとして機能します。
粒子サイズのキャリアは、相互摩擦が低く、特定の表面積が大きいため、バイオフィルムを生成する可能性が高くなります。キャリア濃度は、バイオフィルム形成にとっても重要です。ワーグナーは、非常に低いキャリア質量濃度で、厚いバイオフィルムでさえ、耐火廃水の治療時に安定した除去速度を達成できないことを発見しました。ただし、20-30 g/Lのキャリア濃度では、反応器は、薄いバイオフィルムを持っているキャリアの20％のみであっても、安定した除去速度を達成できます。
2。懸濁微生物濃度
一般的に、懸濁した微生物の濃度が増加すると、微生物とキャリアの間の接触の可能性も増加します。微生物付着中に懸濁した微生物の臨界濃度があります。この臨界値の前に、微生物輸送と液相からキャリア表面への拡散が制御ステップです。この値を超えると、キャリア表面の微生物の付着と固定化は、キャリアの有効な表面積によって制限され、懸濁微生物の濃度に依存しなくなります。
3.懸濁した微生物の活動
特定の成長率（μ）によって記述された微生物活性は、バイオフィルム形成の初期段階を研究するときに重要です。キャリア表面での硝化細菌の付着および固定の量と初期速度は、懸濁された硝化細菌の活性に比例します。
♦疑わしい微生物の生物活性が高い場合、細胞外ポリマーを分泌する能力も高くなります。
♦微生物が生きているエネルギーレベルは、その成長率に直接関係しています。
♦微生物の表面構造は、その活動によって異なります。
♦キャリアとの微生物接触時間、油圧保持時間（HRT）、液相pH、流体力学的せん断力などの要因も役割を果たします。
MBBRバイオフィルム形成プロセス中の影響因子
1.バイオフィルム形成プロセスの強化
これらの力は、微生物とキャリア表面の間の相互作用に直接寄与し、バイオフィルム形成プロセス全体で重要な役割を果たします。
2.キャリア表面の疎水性の効果
GPUCキャリアの表面には、-OHやアミド基などの親水基が含まれています。ほとんどの微生物は適切な疎水性を持ち、キャリア表面と微生物表面は水素結合構造を形成できます。親水性キャリア表面の自由エネルギーは、疎水性の表面の自由エネルギーよりも低いため、水中の微生物が近づき、親水性キャリア表面に近づき、吸着しやすくなります。
3.バイオフィルム層の温度の効果
好気性微生物の適切な温度範囲は10〜35度です。水温は、硝化細菌の成長と硝化速度に大きく影響します。ほとんどの硝化細菌の最適な成長温度は25〜30度です。温度が25度未満または30度を下回ると、硝化細菌の成長が遅くなり、10度以下で、その成長と硝化は著しく遅れています。
10度、20度、および35度で実施されたテストでは、10度でバイオフィルム形成がゆっくりと開始され、7日後に顕著なバイオフィルム付着があり、21日後に成熟し、最大2.1 g/Lのバイオマスが最大に結合されていることが示されました。 35度で、バイオフィルムは4日後に形成され始め、約19日後に成熟し、最大のバイオフィルム量は3.5 g/Lです。 20度で、バイオフィルムは2日後に形成され始め、約10日後に最大付属のバイオフィルム量5.7 g/Lに達しました。温度がバイオフィルム形成に大きな影響を与えることは明らかであり、15-30程度の間の開始がより速くなります。
温度は、生物活性と代謝能力に影響を与える重要な要因であり、主に硝化細菌の成長パターンと生物活性を通じて硝化反応プロセスに影響を与えます。生化学的反応速度と酸素移動速度に影響します。
4.バイオフィルム接着性能のキャリア固有の表面積と表面粗さの効果
大きな特定の表面積と粗さは、微生物を捕獲するキャリアの能力を高めます。表面粗さが高いキャリアは、水流を再分配する能力が強く、バイオフィルムのせん断力を減らし、微生物と基質の混合と接触に適した環境を提供します。粗い表面は、滑らかな表面よりも厚い層流境界層を持っているため、優れた静的流体力学的環境を提供し、付着した微生物の成長に対する水流せん断の悪影響を回避します。