MBBR 바이오 캐리어는 어떻게 혐기성 박테리아의 성장을 촉진합니까?

폐수 처리 공간에서 시간을 보낸 적이 있다면 MBBR 미디어(일명 이동층 생물막 반응기 미디어)와 이것이 혐기성 공정을 촉진하는 박테리아를 포함하여 모든 종류의 박테리아를 성장시키는 판도를 바꾸는 방법에 대해 들어보셨을 것입니다. 잠깐, 잠깐만요. 대부분의 사람들은 MBBR에 대해 이야기할 때 호기성 박테리아를 먼저 생각합니다. 그렇죠? 산소가 존재하는 유기 폐기물을 먹는 것. 그러나 혐기성 박테리아는 특히 질소, 인 제거 또는 거친 슬러지 분해와 같은 고급 처리 단계에서 매우 중요합니다. MBBR 필터 미디어를 판매하는 사람으로서 저는 항상 질문을 받습니다. 이 작은 플라스틱 캐리어가 혐기성 박테리아가 번성하는 데 정확히 어떻게 도움이 됩니까? 그것은 마술은 아니지만 디자인, 흐름, 조건의 적절한 균형이 영리하게 혼합된 것입니다. 무역 박람회에서 고객과 이야기를 나누는 것처럼 분석해 보겠습니다. 지루한 전문 용어는 사용하지 않고 이 기능이 작동하는 이유에 대해 실제 이야기를 나누는 것입니다.

먼저, 혐기성 박테리아에 필요한 것이 무엇인지에 대해 동일한 내용을 살펴보겠습니다. 이 작은 녀석들은 산소를 싫어해요. 정말 싫어요. 너무 오랫동안 너무 많은 O2에 노출되면 죽습니다. 따라서 혐기성 사용을 위한 MBBR 미디어의 가장 큰 임무는 산소가 낮은 환경을 조성하는 것입니다. 하지만 여전히 충분한 양의 음식(유기물)과 이들이 자랄 수 있는 공간이 있습니다. 이것이 바로 미디어 디자인이 이루어지는 부분입니다. 저는 대부분의 무산소 설정에 사용되는 K3 MBBR 바이오 필터 미디어를 직접 테스트했습니다. K3 미디어를 본 적이 있다면 구멍과 융기가 있는 작은 원통형 조각이겠죠? 표면이 평평하지 않은 것이 핵심입니다. 그 이유는 다음과 같습니다. 박테리아가 군집을 형성할 때 박테리아는 외부 표면에서만 자라는 것이 아닙니다. 마치 케이크처럼 여러 층을 형성합니다. 생물막의 바깥층은 물이나 공기와 접촉하기 때문에 산소에 노출되어 호기성 박테리아가 자리잡게 됩니다. 그러나 매체의 틈과 기공 깊은 내부 층에는 산소가 훨씬 적습니다. 그곳이 혐기성 구역입니다. 생물막이 두꺼워지면 산소가 완전히 침투할 수 없으므로 내부 층은 혐기성 안식처로 변합니다. 저는 우리가 함께 일하는 지역 자치 공장에서 이를 실제로 목격했습니다. 폐수 처리 시스템용 MBBR 미디어로 전환한 후 혐기성 공정 효율성이 3개월 만에 20% 증가했습니다. 이는 내부 생물막 층이 벗겨지지 않고 저산소 상태를 유지했기 때문입니다.

잠깐, 그런데 왜 MBBR이 고정 생물막 시스템보다 더 잘 작동할까요? 움직임에 대해 이야기해 봅시다. "이동 침대" 전체는 단순한 마케팅 유행어가 아닙니다. 오래된 살수 여상과 같은 고정 시스템에서는 매체가 움직이지 않습니다. 물이 지속적으로 그 위로 흐르기 때문에 생물막이 벗겨지거나 산소 균형이 깨질 수 있습니다. 그러나 MBBR에서는 매체가 탱크에 매달려 물의 흐름과 폭기(호기성 탱크인 경우 또는 혐기성 탱크에서 혼합되는 경우)에 따라 부드럽게 움직입니다. 이 움직임은 혐기성 박테리아에 대해 두 가지 큰 일을 합니다. 첫째, 물, 음식, 매체가 모두 접촉을 유지하도록 일관된 혼합을 만듭니다. 그러나 둘째, 외부 호기성 층에서 생물막이 너무 두꺼워지는 것을 방지합니다. 호기성 층이 너무 조밀해지면 내부 혐기성 구역에서 산소가 빠져나가는 것을 차단할 수 있으며, 이는 실제로 우리가 원하는 박테리아를 죽입니다. 지속적인 움직임은 외부 호기성 층을 약간 깎아내는데, 이는 내부 혐기성 구역을 온전하게 유지하기에 충분하지만 생물막을 완전히 잃을 정도로 많지는 않습니다. 나는 식물의 환기가 너무 높게 설정되어 매체가 너무 빨리 움직여서 모든 생물막이 벗겨졌을 때 이것을 일찍부터 어렵게 배웠습니다. 그들은 다시 접종해야 했고, 우리는 그들이 완벽한 균형을 이루도록 유속을 조정하도록 도왔습니다. 이제 그들은 스트레스 없이 일관된 무산소 성장을 하게 됩니다.

또 다른 점은 표면적입니다. 모든 폐수 처리용 MBBR 바이오필터 미디어는 단위 부피당 표면적이 얼마나 되는지에 따라 측정되며, 이는 박테리아-혐기성 필터를 포함하여 성패를 결정합니다. 우리 미디어의 표면적은 입방미터당 500~1,100m² 정도입니다. 이는 모래나 플라스틱 시트와 같은 기존 미디어보다 훨씬 더 많은 수치입니다. 표면적이 넓다는 것은 박테리아가 부착하고 정착할 수 있는 공간이 더 많다는 것을 의미합니다. 그렇죠? 그러나 혐기성 박테리아의 경우 이는 단순한 공간이 아니라 미세 틈새입니다. 미디어의 작은 능선, 구멍 및 기공은 산소가 함유된 물과 완전히 섞이지 않고 물이 앉을 수 있는 작은 주머니를 만듭니다. 이러한 주머니는 혐기성 박테리아를 위한 안전한 집과 같으며, 과도한 산소에 노출되지 않고 자신의 일(복잡한 유기물 분해, 질산염을 질소 가스로 전환 등)을 수행할 수 있습니다. 이전에 K3 미디어를 다른 브랜드와 비교해 본 적이 있는데 큰 차이점을 발견했습니다. 일부 저렴한 미디어는 표면이 더 매끄러우므로 마이크로 포켓이 더 작고 무산소 성장이 더 느립니다. 우리 미디어의 질감 있는 표면은 자연스럽게 이러한 포켓을 생성하므로 탱크가 움직일 때에도 박테리아가 자리를 잡고 머물 수 있습니다. 이것이 바로 우리가 MBBR 필터 미디어를 지지하는 이유입니다. 우리는 유산소성 성능뿐만 아니라 무산소성 성능을 위해 특별히 해당 질감을 테스트했습니다.

잠깐, 예방접종은 어때요? 미디어를 탱크에 넣고 혐기성 박테리아가 자라기를 기대할 수는 없습니다. 시스템을 시드해야 하죠? 그러나 MBBR 미디어는 다른 시스템보다 접종을 더 쉽게 만듭니다. 배지가 움직이기 때문에 종균(다른 혐기성 탱크 또는 상업용 접종제에서 나온)은 고정 배지의 최상층이 아닌 내부 틈을 포함하여 표면의 모든 부분에 부착될 수 있습니다. 우리는 종종 고객에게 호기성 박테리아와 혐기성 박테리아를 동시에 시스템에 주입하라고 지시하며, MBBR 미디어는 자연스럽게 이를 자체 영역으로 분류합니다. 겉은 유산소, 속은 무산소가 완벽한 시너지 효과를 발휘합니다. 높은 BOD와 질산염 수준으로 어려움을 겪고 있는 소규모 식품 가공 고객이 있었는데, 그들은 먼저 고정 시스템을 시도했지만 혐기성 성장을 진행하는 데 6개월이 걸렸습니다. 그들은 이동층 생물막 반응기 매체로 전환했고 약 6주 만에 활성 혐기성 박테리아를 갖게 되었습니다. 움직이는 매체는 박테리아가 고르게 퍼지도록 하고, 표면 포켓은 박테리아가 증식하는 동안 박테리아를 보호합니다.

또한 수리학적 체류 시간(HRT)과 고형물 체류 시간(SRT)에 대해서도 이야기해 보겠습니다. 이는 물이 탱크에 머무르는 시간과 박테리아가 머무르는 시간을 나타내는 멋진 방법입니다. 혐기성 박테리아는 천천히 성장합니다. 일부는 복제하는 데 며칠이 걸리며 이는 호기성 박테리아보다 훨씬 느립니다. 고정 시스템에서는 HRT가 너무 짧으면 고형물(박테리아)이 씻겨 나갈 수 있습니다. 그러나 MBBR의 경우 미디어는 박테리아가 미디어에 붙어 있을 만큼 충분히 무겁기 때문에(또는 K3 미디어와 같이 적절한 밀도로 설계됨) SRT가 HRT보다 훨씬 더 깁니다. 이는 혐기성 박테리아에게는 큰 승리입니다. 왜냐하면 혐기성 박테리아는 작업을 수행하기 전에 씻어내지 않기 때문입니다. 예를 들어, HRT가 2일인 식물은 혐기성 박테리아에 대해 SRT가 15일 필요할 수 있습니다. MBBR 미디어를 사용하면 바로 이러한 효과를 얻을 수 있습니다. 박테리아는 물이 흘러가는 동안에도 미디어에 머물기 때문에 씻겨 나가지 않고도 성장하고 번성할 수 있습니다. 이전 시스템이 혐기성 박테리아를 씻어냈기 때문에 고객이 우리를 찾아오도록 했고, 폐수 처리 시스템용 MBBR 미디어로 전환하여 즉시 문제를 해결했습니다.

잠깐, 또 다른 건 없나요? 아, 산소 분배. 이는 혐기성 박테리아로부터 산소를 차단하는 것뿐만 아니라 필요한 곳에만 적절한 양의 산소가 유입되도록 하는 것입니다. MBBR 탱크에서는 특히 혐기성 구역을 혼합할 때 매체의 움직임으로 인해 외부 가장자리에 미세 호기성 조건이 생성되지만 내부 부분은 엄격하게 혐기성입니다. 우리 미디어의 다공성은 여기서도 큰 역할을 합니다. 재료 자체는 미세 다공성이므로 소량의 물을 흡수할 수 있지만 산소는 흡수하지 못하여 내부 생물막 층의 산소 함량을 낮게 유지합니다. 나는 우리 미디어의 생물막 내부 산소 수준을 측정하는 테스트를 한 번 수행했습니다. 외부 50 마이크론의 산소 수준은 약 2 mg/L(호기성 박테리아에 적합)이었고 내부 200 마이크론의 산소 수준은 0.1 mg/L 미만으로 혐기성 박테리아에 이상적이었습니다. 이것이 바로 우리가 추구하는 균형입니다. 내부 층의 산소 수준이 너무 높아지면 혐기성 박테리아가 죽습니다. 바깥층이 너무 낮아지면 호기성 박테리아가 제 역할을 하지 못합니다. MBBR 미디어는 그 최적의 지점에 도달합니다.

이제 현실을 생각해 봅시다. 이것은 모든 경우에 적용되는 일률적인 문제가 아닙니다. 혐기성 MBBR 시스템을 운영하는 경우에도 pH, 온도, 유기물 로딩 속도 등을 제어해야 합니다. 그러나 미디어는 이러한 통제가 작동하도록 하는 기반입니다. 모든 올바른 조건을 가질 수 있지만 미디어가 올바른 틈새를 만들지 않거나 박테리아를 보유하지 않으면 좋은 혐기성 성장을 얻지 못할 것입니다. 이것이 바로 우리가 유산소 및 무산소 응용 분야 모두를 위한 미디어를 설계하는 데 중점을 두는 이유입니다. 왜냐하면 두 가지가 함께 작동하기 때문입니다. 바깥층의 호기성 박테리아는 단순한 유기물 중 일부를 분해합니다. 이는 안쪽 층의 혐기성 박테리아가 더 복잡한 유기물을 분해하기 쉽게 만듭니다. 이는 팀의 노력이며 미디어는 모든 사람을 자신의 길로 인도하는 코치입니다.

공급업체로서 저는 너무 많은 고객이 초기 비용이 저렴하기 때문에 값싼 미디어를 구매하지만 결국 무산소 프로세스의 성능이 저하되어 결국 더 많은 비용을 지불하게 되는 것을 보았습니다. 당사의 폐수 처리용 MBBR 바이오필터 미디어는 적절한 표면 질감, 밀도 및 다공성을 통해 두 가지 유형의 박테리아를 지원하도록 특별히 설계되어 호기성 성능을 저하시키지 않으면서 혐기성 마이크로 틈새를 만들 수 있습니다. 우리는 소규모 산업 공장부터 대규모 도시 시스템에 이르기까지 모든 작업을 수행했으며 피드백은 일관되었습니다. 올바른 미디어를 사용하면 혐기성 박테리아가 더 빨리 성장하고 건강을 유지하며 작업을 더 효과적으로 수행합니다.

MBBR 시스템의 무산소 성장으로 어려움을 겪고 있거나 이제 막 시작하여 올바른 미디어를 선택하고 싶다면 기꺼이 채팅해 드리겠습니다. 우리는 귀하의 특정 응용 분야, 귀하가 처리 중인 대상, 귀하의 목표가 무엇인지 검토하고 중소형 탱크를 위한 K3 MBBR 바이오 필터 미디어이든 대규모 산업 설정을 위한 이동층 생물막 반응기 미디어이든 올바른 미디어를 선택하도록 도와드릴 수 있습니다. 모든 경우에 적용되는 일률적인 답변은 없지만 귀하의 요구에 맞는 올바른 미디어가 있으며 우리는 귀하가 이를 찾을 수 있도록 도와드리겠습니다. 혐기성 박테리아에 효과가 없는 배지에 시간과 돈을 낭비하지 마십시오. 귀하의 공정을 보다 효율적으로 만들 수 있는 방법에 대해 이야기해 보겠습니다.