«Табиғат» MBBR технологиясындағы жаңа серпіліс туралы мақала жариялады: жаңа «V-тәрізді тасымалдаушы» қалай бітелу мәселесін шешеді және жоғары тығыздықтағы медиа нарығына жаңа өмір сыйлайды

Жақында Оңтүстік Кореядағы Ульсан ұлттық ғылым және технология институтының (UNIST) зерттеу тобы *Nature Communications* журналында MBBR (қозғалмалы төсек биофильм реакторы) тасымалдаушыларын құрылымдық оңтайландыру бойынша жаңа зерттеу жариялады. Зерттеушілер тасымалдаушы ішіндегі ішкі сұйықтық жолдарын өзгерту арқылы биофильмнің өсу процесін белсенді басқаруға мүмкіндік беретін «Гидротопологиялық стратегия» деп аталатын V-тәрізді тасымалдаушы дизайнын ұсынды. MBBR биотасымалдаушы технологиясының дамуын ұзақ уақыт бойы бақылап келе жатқан сала мамандары үшін бұл зерттеу тасымалдаушы пішінінің өзгеруіне ғана емес, сонымен қатар ұзақ уақыт бойы туындаған инженерлік мәселені шешуге тырысуына байланысты назар аударды: биофильмнің шамадан тыс қалыңдауы салдарынан бітелу және масса алмасу тиімділігінің төмендеуі. Дәстүрлі MBBR жүйелерінде жұмыс уақыты артқан сайын микроорганизмдер тасымалдаушы бетіне үздіксіз жабысып, биофильмдер түзеді. Пайдалану кезеңінен кейін бұл биофильмдер қалыңдайды. Шынында да, жүйедегі жалпы микробтық биомасса артса да - бұл теория жүзінде жалпы тиімділікті арттыруы керек - оттегі мен ластаушы заттардың биофильмге нақты диффузиялық тиімділігі іс жүзінде төмендейді.

Біз Оңтүстік-Шығыс Азиядағы тамақ өңдеу саласындағы ағынды суларды тазарту жобамызда да осындай мәселеге тап болдық; бірнеше жыл жұмыс істегеннен кейін, тасымалдаушылардың ішінде биоүлбірдің жиналуы жиі байқала бастады. Көптеген ағынды суларды тазарту қондырғыларында MBBR тасымалдаушылары мен микрокеуекті аэраторларды бірнеше жыл жұмыс істегеннен кейін жиі жуу немесе ауыстыру қажет, бұл үлкен міндет. Қызығы, ұзақ мерзімді биоүлбірді басқару тұтынушылардың талқылауларында тасымалдаушы бетінің ауданына қарағанда жиі кездесетін тақырыпқа айналды. Зерттеу тобының айтуынша, жаңа V-тәрізді құрылым тасымалдаушы ішіндегі судың ағын жолын өзгертеді, бұл әртүрлі аймақтарда әртүрлі деңгейдегі гидравликалық ығысу кернеуін тудырады. Биопленка шамадан тыс өскен кезде, жергілікті ығысу кернеуінің жоғарылауы ескі биоүлбірдің ажырауына ықпал етеді; керісінше, белсенді биомассаны сақтау қажет аймақтарда салыстырмалы түрде тұрақты бекіту ортасы сақталады. Зерттеушілер бұл механизмді «өзін-өзі реттейтін» сипаттамалары бар биоүлбірді басқару әдісі ретінде сипаттайды. Тәжірибелік нәтижелерге сүйене отырып, бұл дизайн биоүлбірдің тұрақтылығын сақтау және ішкі бітелудің алдын алу үшін айтарлықтай әлеуетті көрсетеді. Дегенмен, ағынды сулардың сипаттамаларының күрт ауытқуы жағдайында оның баламалы өнімділігін сақтай алатыны белгісіз; нарықты қабылдау үшін практикалық жобалар арқылы одан әрі тексеру қажет.

Біздің саламыздың дамуы тұрғысынан алғанда, бұл зерттеу назар аударарлық сигнал береді: MBBR тасымалдаушылары үшін болашақтағы бәсекеге қабілеттілік бағыты жай ғана нақты беткі ауданды ұлғайтудан гидродинамикалық дизайн мен биоүлбірді басқару мүмкіндіктеріне көбірек көңіл бөлуге ауысуы мүмкін. Соңғы онжылдықта MBBR тасымалдаушы өнімдерінің көпшілігін оңтайландыру жұмыстары тиімді беткі аудан, биоүлбірдің түзілу жылдамдығы және материалдың беріктігі сияқты көрсеткіштерге бағытталған. Дегенмен, бұл зерттеу биоүлбірдің қалыңдығын құрылымдық жобалау арқылы белсенді түрде басқару келесі буын тасымалдаушыларының ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарының негізгі бағытына айналуы мүмкін екенін көрсетеді. MBBR тасымалдаушы өндірушілері үшін бұл болашақ жүйе жобаларында тасымалдаушы мен аэрация жүйесі арасындағы синергияға көбірек көңіл бөлінетінін де білдіреді. Дегенмен, бір практикалық сұрақ жауапсыз қалып отыр: мұндай күрделі ішкі геометрияларды ауқымды түрде тиімді түрде өндіруге бола ма? Соңғы жылдары қайта айналымдағы аквамәдениет жүйелерінен (RAS), өнеркәсіптік ағынды суларды жаңарту жобаларынан және жоғары жүктемелі муниципалдық ағынды суларды тазарту жобаларынан тұтынушылар санының артуы жоғары орау тығыздығындағы жұмыс тұрақтылығына назар аудара бастағанын байқадық. Орау тығыздығы артып келе жатқандықтан, дәстүрлі тасымалдаушылар кездесетін масса алмасу және бітелу қиындықтары айқындала түседі. V-тәрізді тасымалдаушыларды зерттеудің құндылығы тек жаңа құрылымдық дизайнды ұсынуда ғана емес, сонымен қатар жоғары тығыздықты MBBR жүйелерін болашақта дамыту үшін жаңа техникалық тәсілді ұсынуда да жатыр.