MBBR és Fixed Bed: hogyan dolgozik a biofilm a szennyvíztisztításban?

Az MBBR, a Fixed Bed, a biofilm és a baktériumhordozó kifejezésekkel gyakran találkozhatunk a biológiai szennyvíztisztítók műszaki leírásában. Elsőre meglehetősen bonyolultnak tűnhetnek, pedig egy könnyen érthető biológiai jelenség áll mögöttük.

A mikroorganizmusok megfelelő körülmények között szívesen telepednek meg különböző felületeken. Ha pedig megfelelő felületet biztosítunk számukra egy szennyvíztisztítóban, az ott kialakuló élő közösség részt vesz a szennyező anyagok lebontásában. Erre épülnek a biofilmes szennyvíztisztítási technológiák.

A biofilm egyáltalán nem mesterséges találmány. Természetes vizekben is megfigyelhető, hogy a tartósan víz alatt lévő kövek, növényi részek és más felületek idővel benépesülnek mikroorganizmusokkal, amelyek összetett közösséget alkotnak a felületen. A szennyvíztisztítás ezt a természetes jelenséget használja fel ellenőrzött körülmények között.

Az MBBR-ről készült fényképeken gyakran apró műanyag hordozóelemeket látunk, ezért könnyű azt gondolni, hogy a biofilmhordozó szükségszerűen műanyagból készül. Pedig számos anyag alkalmas lehet erre a célra: léteznek különféle műanyag, szivacsos, kerámia-, ásványi, aktívszén-alapú és kompozit hordozók is. Az alkalmazható anyagok köre folyamatos fejlesztések tárgya.

A megfelelő hordozó kiválasztásánál több tulajdonságot kell egyszerre figyelembe venni:

• a rendelkezésre álló felületet
• a biofilm megtapadását
• a víz átjárhatóságát
• az anyag tartósságát
• és azt is, hogyan viselkedik a hordozó a reaktor tényleges üzemi körülményei között

Ezért önmagában az alapanyag még keveset árul el egy biofilmes rendszer teljesítményéről.

A Fixed Bed — vagyis rögzített ágyas biofilmes — technológiában a hordozó meghatározott helyen marad a reaktorban. A szennyvíz a hordozó mellett vagy annak szerkezetén keresztül áramlik, így kapcsolatba kerül a felületén kialakult biofilmmel.

Ennek a megoldásnak az egyik előnye, hogy viszonylag nagy biofilmes felület alakítható ki egy meghatározott reaktortérben úgy, hogy maga a hordozó nem mozog.

A Fixed Bed kialakításánál ezért különösen fontos a megfelelő hidraulika. A szennyvizet úgy kell vezetni, hogy a hordozófelület megfelelően részt vegyen a folyamatban, és a rendszer hosszú távon is jól átjárható maradjon. A biofilm természetes módon növekszik és megújul, ezért a megfelelően megtervezett rendszernek a biomassza változásával és leválásával is számolnia kell.

Ez nem a Fixed Bed sajátos „hibája", hanem a biofilmes technológia tervezésének egyik alapvető feladata.

Az MBBR az angol Moving Bed Biofilm Reactor, vagyis mozgóágyas biofilmreaktor rövidítése. Az alapelv ugyanaz: felületet biztosítunk a mikroorganizmusok számára. A különbség az, hogy az MBBR-ben a hordozóelemek szabadon mozognak a számukra kialakított reaktortérben.

Aerob MBBR-rendszerekben a levegőztetés egyszerre biztosít oxigént a biológiai folyamatokhoz, valamint hozzájárul a hordozók és a szennyvíz keveredéséhez. Ennek komoly technológiai előnye van: a mozgó hordozók folyamatosan érintkeznek a kezelendő szennyvízzel, a mozgás és a kialakuló nyíróerők pedig a biofilm megújulását is segítik. A leváló, elöregedett biomassza helyén új biofilm fejlődhet.

Az MBBR-hordozók feladata, hogy mozogjanak — de csak ott, ahol szükség van rájuk. Ezért a reaktor kialakításának biztosítania kell, hogy a víz továbbhaladhasson, miközben a hordozóelemek a számukra kijelölt térben maradnak. Erre különböző műszaki megoldások alkalmazhatók.

A vízzel érintkező külső réteg és a hordozóhoz közelebbi belső területek között eltérő körülmények alakulhatnak ki. Ez az egyik oka annak, hogy a biofilmes technológiák a szennyvíztisztításban ennyire érdekesek: egy apró hordozóelem felületén valójában összetett mikrobiológiai ökoszisztéma működhet.

A hagyományos eleveniszapos tisztításnál a mikroorganizmusok jelentős része nem mesterséges hordozófelületen, hanem a vízben lebegő iszappelyhekben van jelen. A biofilmes rendszerek ezzel szemben lehetőséget adnak arra, hogy a biomassza jelentős részét egy hordozófelülethez kötve tartsuk a biológiai rendszerben.

Ez bizonyos alkalmazásokban jelentős előny. Egy adott reaktortérben nagy mennyiségű aktív biomassza tartható fenn, ezért biofilmes technológiával meglévő szennyvíztisztító rendszerek biológiai kapacitása is növelhető anélkül, hogy feltétlenül ugyanilyen arányban kellene növelni a medencetérfogatot.

A két technológiai világ ráadásul nem válik el élesen egymástól. Biofilm és lebegő eleveniszap ugyanabban a rendszerben is jelen lehet: léteznek olyan hibrid technológiák, amelyek tudatosan használják ki mindkét biomasszaforma tulajdonságait.

Ezért egy berendezés működéséről sokkal többet kell tudnunk annál, mint hogy a műszaki leírásban szerepel-e az MBBR rövidítés.

A rendelkezésre álló tér a nagy szennyvíztisztító telepeken is érték. Ha egy meglévő biológiai medencében több aktív biomassza tartható fenn, az lehetőséget teremthet a tisztítási kapacitás növelésére vagy bizonyos tisztítási folyamatok intenzívebbé tételére anélkül, hogy minden esetben újabb nagy medencéket kellene építeni.

Ez az MBBR és más biofilmes technológiák egyik fontos alkalmazási területe. A technológia tehát nem valamiféle marketingújdonság, hanem komoly mérnöki és mikrobiológiai alapokon nyugvó szennyvíztisztítási eljárás.

Az A.B. Clear nem MBBR- és nem Fixed Bed-rendszer. Folyamatos átfolyású, többkamrás eleveniszapos technológiát alkalmaz. Ebben a rendszerben a biológiai tisztításban részt vevő mikroorganizmusok jelentős része eleveniszap formájában van jelen, a technológiai funkciók elkülönítésében pedig fontos szerepet kap a többkamrás kialakítás és a szennyvíz meghatározott áramlási útja.

Ez nem jobb vagy rosszabb biológiai alapelv, hanem más mérnöki megközelítés. A mi választásunknál fontos szempont volt, hogy családi házas alkalmazásban a teljes rendszer hosszú távon egyszerűen üzemeltethető, ellenőrizhető és javítható legyen.

És itt ér össze minden szennyvíztisztítási technológia egyik legfontosabb kérdése: a megfelelő működés nemcsak a tervezésen, hanem az üzemeltetésen is múlik. A rendszeres felülvizsgálat lehetőséget ad arra, hogy ellenőrizzük a biológiai és műszaki működés szempontjából fontos állapotokat, elvégezzük a szükséges beállításokat, és egy kialakuló hibát lehetőség szerint még azelőtt felismerjünk és javítsunk, hogy komolyabb üzemzavart okozna.

Az MBBR, a Fixed Bed és az eleveniszapos technológia egyaránt régóta ismert eszköz a biológiai szennyvíztisztításban. Mindegyiknek megvan a maga működési logikája, alkalmazási területe és tervezési követelménye. Ezért egyiket sem érdemes pusztán a neve alapján jobbnak vagy rosszabbnak tekinteni.

Egy családi szennyvíztisztítónál végül az számít, hogyan áll össze a teljes rendszer: megfelelően méretezték-e az adott terheléshez, hogyan kezeli a biomasszát, mennyi gépészetet igényel, hogyan karbantartható, és milyen műszaki háttér áll mögötte hosszú távon.