1. Inleiding
Secundaire afvalwaterzuivering bij lage- temperaturen levert aanzienlijke uitdagingen op voor conventionele biologische processen vanwege de verminderde microbiële activiteit. Biofilmreactoren met bewegend bed (MBBR) bieden een veelbelovende oplossing door het mogelijk maken van aangehechte biofilmgroei op dragers, wat de microbiële retentie en processtabiliteit verbetert. Deze studie richt zich op het evalueren van de prestaties van MBBR voor de verwijdering van stikstof en organisch materiaal bij de behandeling van gemeentelijk afvalwater bij lage- temperaturen, het onderzoeken van operationele parameters die de zuiveringsefficiëntie beïnvloeden, en het begrijpen van de dynamiek van de ontwikkeling van biofilms onder koude omstandigheden.
2. Materialen en methoden
MBBR-systemen op pilot-schaal werden gebruikt bij temperaturen variërend van 5 tot 15 graden om koude klimaatomstandigheden te simuleren. Plastic dragers boden een groot oppervlak voor de groei van biofilms, en de hydraulische retentietijden (HRT) werden gevarieerd van 6 tot 12 uur. De niveaus van opgeloste zuurstof werden op 2-4 mg/l gehouden en de kenmerken van het influent omvatten typisch gemeentelijk secundair effluent met matige BZV-, CZV- en ammoniumconcentraties.
3. Resultaten
De MBBR-systemen bereikten een stabiele BZV-verwijdering van meer dan 90% en een totale stikstofverwijdering van 70-85% onder lage temperatuuromstandigheden. Biofilmanalyse onthulde een geleidelijke kolonisatie van nitrificerende bacteriën op de drageroppervlakken, met voldoende retentie, zelfs tijdens koude perioden. Intermitterend mengen van dragers verbeterde de zuurstofoverdracht en verminderde dode zones in de reactor.
4. Discussie
De studie bevestigt dat MBBR-technologie effectief is voor secundaire behandeling in koude klimaten, waarbij een hoge BZV- en stikstofverwijdering behouden blijft ondanks verminderde microbiële activiteit. Biofilmdragers bieden een stabiele habitat voor nitrificerende en heterotrofe bacteriën, waardoor de negatieve impact van lage temperaturen wordt verzacht.
5. Conclusie
MBBR-systemen presteren uitstekend bij de secundaire afvalwaterbehandeling onder lage- temperatuuromstandigheden, waarbij BZV en stikstof effectief worden verwijderd terwijl de processtabiliteit behouden blijft. Biofilmdragers en geoptimaliseerde operationele strategieën maken veerkracht mogelijk tegen temperatuur-geïnduceerde verminderingen van microbiële activiteit.