ALMA BIO MBBR – Reator de Biofilme de Leito Móvel para a degradação de DQO, amónio e azoto
Encomendar o dimensionamento de uma instalação MBBR:
Dominik Hoffmann
Chefe de Desenvolvimento de Projectos
Maksim Neubauer
Diretor de Desenvolvimento de Projetos Internacionais
O que é um reator MBBR?
Um reator MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) é um processo biológico de tratamento de águas residuais, no qual os microrganismos crescem sob a forma de biofilme em suportes de plástico que se movimentam livremente. Estes chamados «carriers» ou «corpos de crescimento» movimentam-se continuamente no reator e proporcionam uma grande superfície protegida para a biomassa ativa.
Desta forma, é possível manter uma elevada quantidade de biomassa biologicamente ativa em relação ao volume do reator. O processo MBBR é adequado tanto para a degradação biológica de compostos orgânicos de carbono como para a nitrificação e — com a gestão adequada do processo — para a desnitrificação.
A tecnologia de biofilme é particularmente adequada para eaux residuais industriais com cargas de entrada variáveis, cargas de pico ou espaço de instalação limitado .
Um reator MBBR é uma instalação biológica de tratamento de águas residuais, na qual os microrganismos crescem em suportes de plástico livremente móveis e decompõem biologicamente as cargas orgânicas, bem como os compostos de azoto.
Como funciona o ALMA BIO MBBR?
No sistema ALMA BIO MBBR, as águas residuais industriais são tratadas em várias etapas biológicas. A biomassa que cresce nos suportes encarrega-se da degradação das cargas orgânicas, bem como – dependendo da configuração – da eliminação do azoto.
Alimentar com águas residuais
As águas residuais industriais pré-tratadas são encaminhadas para o reator MBBR de forma contínua ou em função da carga.
Biofilme nos suportes
Os microrganismos fixam-se nos suportes de plástico e formam ali uma biofilme estável e biologicamente ativa.
Misturar o agente de transporte
Nas etapas do reator aeróbico, a aeração assegura simultaneamente o fornecimento de oxigénio e o movimento contínuo das massas biológicas.
Reduzir os níveis de CSB e BSB
Os compostos de carbono biologicamente disponíveis são transformados por os microrganismos, reduzindo assim a carga orgânica de DQO e DBO.
Nitrificar o amónio
Quando o sistema é concebido de forma adequada, os microrganismos nitrificantes transformam o amónio, em condições aeróbicas, em nitrato.
Reduzir o azoto
Em zonas anóxicas a montante ou a jusante, o nitrato pode ser desnitrificado biologicamente, reduzindo assim o azoto total.
Separar a biomassa
A biomassa excedente é retirada e, dependendo do conceito da instalação, separada das águas residuais tratadas biologicamente através de um sistema adequado de separação de sólidos.
Vantagens do processo MBBR
A combinação entre a biomassa que cresce fixamente nos suportes e os corpos de crescimento que se movem livremente permite um tratamento biológico de águas residuais compacto, flexível e resistente às cargas.
Elevada atividade biológica
Os suportes proporcionam uma grande superfície protegida para o biofilme, permitindo assim uma elevada concentração de biomassa biologicamente ativa no reator.
Resistente a impactos
A biomassa estabelecida nos corpos de crescimento permanece no sistema e contribui para um funcionamento robusto face a flutuações nas cargas de DQO e hidráulicas.
Design compacto
Devido à elevada densidade da biomassa, os sistemas MBBR podem ser implementados para muitas aplicações com um volume de reator e uma ocupação de espaço comparativamente reduzidos.
Degradação de CSB e de azoto
Dependendo da configuração do reator, as cargas orgânicas, o amónio e o azoto total podem ser reduzidos através de diferentes etapas biológicas.
É possível adaptar as instalações existentes
Os estágios MBBR podem ser integrados em estações de tratamento de águas residuais existentes para aumentar a capacidade, estabilizar o processo ou melhorar o desempenho biológico.
Formas de construção flexíveis
Desde o reator compacto de PE/PP, passando pelo aço inoxidável, até ao tanque de betão de grande volume ou a uma instalação em contentores, o tipo de construção pode ser adaptado ao caudal e à localização.
Referências sobre o tratamento biológico aeróbico de águas residuais
Indústria açucareira, Pemuco, Chile
Nitrificação e desnitrificação com desgaseificação e sedimentação integradas para um caudal de águas residuais de 120 m³/h.
Abraham Benelux S.A., Bélgica
Estação compacta de tratamento biológico de águas residuais em contêineres, com capacidade para 35 m³/dia.
Fábrica de papel, sul da Alemanha
Eliminação de DQO biologicamente difícil de degradar através de biofiltração, com um caudal de 700 m³/h.
Indústria açucareira, Alemanha
Tratamento anaeróbico e pós-tratamento aeróbico para 220 m³/h provenientes da indústria açucareira.
Fábrica de lacticínios, águas de processo, Alemanha
Biofiltração para a eliminação adicional de DQO no processo de reutilização da água, dimensionada para 600 m³/dia.
Top Harvest Yanchang Coal, China
Tratamento biológico de águas residuais com capacidade para 1 500 m³/h, com uma etapa DAF a montante para o pré-tratamento das águas residuais da refinaria.
Suportes e área de crescimento – fatores decisivos para o dimensionamento do MBBR
A escolha dos suportes ou corpos de fixação constitui um elemento central da conceção técnica do processo de um reator MBBR. Dependendo da carga de águas residuais, do objetivo de depuração e do processo biológico, são utilizadas diferentes geometrias de suportes e áreas específicas de fixação.
No sistema ALMA BIO MBBR, a geometria dos suportes não é escolhida de acordo com um padrão genérico, mas sim em função da carga biológica real e do objetivo de depuração pretendido.
As cargas de CSB, BSB e amónio constituem a base para o desempenho biológico necessário.
A geometria e a área específica de fixação de microrganismos são selecionadas de forma adequada em função das águas residuais, do processo de biofilme e das condições do reator.
O que é determinante não é a área nominal máxima, mas sim a superfície biologicamente utilizável em condições reais.
Que fatores determinam o dimensionamento do transportador?
- Carga orgânica de DQO e DBO
- Carga de amónio
- Capacidade de nitrificação pretendida
- Temperatura das águas residuais
- Carência de oxigénio
- Composição das águas residuais
- Possíveis inibidores
- Área disponível do reator
- Reservas de segurança pretendidas
Uma superfície nominal do suporte tão grande quanto possível não é automaticamente a melhor solução. O que é decisivo é saber qual a superfície de crescimento que, nas condições reais do processo, é suficientemente irrigada e recebe de forma fiável oxigénio, substrato e nutrientes.
Degradação de CSB, amónio e azoto com MBBR
Através da combinação específica de fases de biofilme aeróbicas e anóxicas, o ALMA BIO MBBR pode ser utilizado tanto para a redução da carga orgânica como para o tratamento biológico do azoto.
Degradação do CSB e do BSB
Os microrganismos heterotróficos presentes no biofilme decompõem compostos orgânicos de carbono biologicamente disponíveis. Desta forma, o CSB e o BSB são reduzidos, aliviando assim a carga nas etapas de tratamento a jusante.
Nitrificação
Os microrganismos nitrificantes transformam o amónio, em condições aeróbicas, primeiro em nitrito e, posteriormente, em nitrato. O biofilme contribui para a permanência dos microrganismos nitrificantes de crescimento lento no reator.
Desnitrificação
Para uma eliminação mais completa do azoto, podem ser previstas etapas MBBR anóxicas. Nestas etapas, o nitrato é reduzido biologicamente a azoto elementar.
Em que situações é que um reator MBBR é particularmente adequado?
Os sistemas MBBR são particularmente adequados para aplicações industriais de tratamento de águas residuais, nas quais é necessária uma fase de biofilme compacta, elevada estabilidade do processo e uma adaptação flexível a cargas variáveis.
Um MBBR reveste-se de particular interesse nos casos em que é necessária uma etapa de biofilme robusta com elevada densidade de biomassa e em que, simultaneamente, o tratamento biológico deve permanecer o mais estável possível face a picos de carga hidráulica ou orgânica.
MBBR ou lamas ativadas – quais são as diferenças?
Ambos os processos utilizam microrganismos para o tratamento biológico das águas residuais. A principal diferença reside na forma como a biomassa ativa é mantida no reator.
| Critério | MBBR | Processo clássico de lamas ativas |
|---|---|---|
| biomassa | Predominantemente sob a forma de biofilme em suportes | Na sua maioria, em suspensão livre |
| Retenção de biomassa | Através do transportador no reator | Sobre as lamas de retorno |
| Cargas de choque | Elevada robustez do processo | Mais dependente da espessura da lama e da recirculação |
| Espaço necessário | Frequentemente compacto | Frequentemente, são necessários volumes de bacia maiores |
| Capacidade de expansão | É possível utilizar suportes ou etapas adicionais de biofilme | Muitas vezes, são necessárias bacias adicionais |
| Nitrificação | Muito fácil de concretizar | Também é bastante viável |
| Adaptacão | Adequado para projetos de ampliação | Frequentemente, obras de grande envergadura |
Um MBBR difere do processo clássico de lamas ativadas, principalmente pelo facto de uma parte significativa dos microrganismos ser mantida sob a forma de biofilme em suportes de plástico livremente móveis no reator.
MBBR ou MBR – qual é a diferença?
O MBBR e o MBR são frequentemente confundidos, mas diferem sobretudo no que diz respeito à retenção de biomassa e à separação de sólidos.
MBBR
No Reator de Biofilme de Leito Móvel, a biomassa cresce predominantemente sob a forma de biofilme em suportes móveis. A biomassa excedente é retirada do reator e, em seguida, separada das águas residuais tratadas através de um processo separado de separação de sólidos. behandelt.
MBR
No biorreator de membrana, o tratamento biológico é combinado com a filtração por membrana. A membrana retém a biomassa e os sólidos, permitindo, assim, uma descarga praticamente isenta de sólidos.
Um MBR é particularmente adequado quando são necessárias качества de tratamento muito elevadas ou uma reutilização mais abrangente da água. Por outro lado, um MBBR é particularmente interessante quando se privilegia uma etapa biológica principal robusta, compacta e resistente às cargas.
Controlo automatizado do processo do ALMA BIO MBBR
O desempenho biológico de um MBBR depende essencialmente do aprovisionamento de oxigénio, da carga hidráulica e da carga orgânica. Por isso, o ALMA BIO MBBR pode ser equipado com um sistema de regulação do processo em função da carga.
Medição do caudal
O caudal atual de águas residuais constitui uma base fundamental para o controlo hidráulico e a avaliação da carga da instalação.
Medição do oxigénio
A concentração de oxigénio é monitorizada continuamente e pode ser utilizada para regular a ventilação de acordo com as necessidades .
Medição integrada de CSB
A medição contínua ou automatizada do CSB permite uma melhor avaliação da carga orgânica real na entrada.
Regulação automática da ventilação
O fornecimento de ar pode ser ajustado, com base nos valores atuais do processo, à carga biológica e à necessidade de oxigénio.
Dados de processo e análise de tendências
Os valores medidos e os estados de funcionamento podem ser visualizados, analisados e utilizados para a otimização contínua do processo biológico .
Encomendar o dimensionamento de uma instalação MBBR:
Dominik Hoffmann
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Características técnicas do ALMA BIO MBBR
O ALMA BIO MBBR é adaptado especificamente a cada projeto em termos de desempenho hidráulico, carga biológica, objetivo de depuração e infraestrutura existente; o design do reator, os suportes, a aeração e a automatização; são concebidos em conjunto.
| Parâmetros | Execução |
|---|---|
| Procedimento | Reator de Biofilme de Leito Móvel |
| Potência hidráulica | 20–5 000 m³/h |
| Área de crescimento da operadora | aprox. 50–750 m²/m³ |
| Seleção de operadoras | De acordo com as características específicas do projeto, em função da carga poluente das águas residuais e do objetivo de depuração |
| Tipo de reator | Betão, aço inoxidável, PE/PP ou contentores |
| Objetivos biológicos | Degradação de CSB/BSB, degradação de amónio e eliminação de azoto |
| Ventilação | Sistemas de ventilação concebidos especificamente para cada projeto |
| Medição | Caudal, oxigénio e medição integrada de DQO |
| Automatização | Controlo do processo em função da carga |
| Integração de instalações | Instalações novas e existentes |
Aplicações industriais típicas
O ALMA BIO MBBR é adequado para diversos tipos de efluentes industriais com cargas orgânicas biodegradáveis, bem como para aplicações que exijam nitrificação e eliminação de azoto.
Indústria alimentar
Tratamento de águas residuais de produção com carga orgânica e cargas variáveis de DQO e DBO.
Indústria de bebidas e cervejarias
Degradação biológica de poluentes orgânicos facilmente assimiláveis bem como tratamento adicional do azoto.
Lacticínios
Tratamento de águas residuais de produção com elevados níveis de carga orgânica e flutuações acentuadas na produção.
Indústria química
Tratamento biológico de fluxos parciais biodegradáveis adequados, após um pré-tratamento adequado.
Indústria farmacêutica e cosmética
Etapas de biofilme para a redução de cargas orgânicas biodegradáveis e de compostos de azoto.
Reciclagem e eliminação de resíduos
Tratamento biológico posterior de águas residuais industriais submetidas a um pré-tratamento físico-químico.
De que dados precisamos para o dimensionamento do sistema MBBR?
Para um primeiro projeto fiável, precisamos de informações sobre a carga hidráulica, a carga orgânica e a carga de azoto, bem como sobre os valores de vazão pretendidos e as condições existentes no local. .
Dados importantes para o dimensionamento inicial
- Caudal médio e máximo
- CSB e BSB
- CSB dissolvido e total
- Azoto amónico
- Azoto total
- Fósforo
- Valor do pH
- Temperatura das águas residuais
- Teor de sólidos
- Horário de funcionamento
- Perfis diários e semanais
- Picos de carga
- Pré-tratamento existente
- Valores de fluxo pretendidos
- Piscinas já existentes ou espaço disponível para a instalação
- Substâncias inibidoras ou nocivas conhecidas
Com base na análise das suas águas residuais e nos valores de vazão pretendidos, determinamos o volume do reator, o tipo de suporte, a quantidade necessária de suporte, a necessidade de oxigénio e a configuração adequada da instalação.
Fotografias de estações de tratamento aeróbico de águas residuais
Perguntas frequentes - Reator de leito suspenso ALMA BIO MBBR
O que significa MBBR?
MBBR significa Moving Bed Biofilm Reactor(Reator de Biofilme de Leito Móvel). Neste sistema, os microrganismos desenvolvem-se sob a forma de biofilme em suportes de plástico que se movem livremente no reator. Os suportes proporcionam uma grande superfície protegida para a biomassa, permitindo assim um tratamento biológico compacto das águas residuais.
Quais são as vantagens de um MBBR em caso de cargas variáveis de águas residuais?
A biomassa que cresce nos suportes permanece permanentemente no reator e não é expulsa do sistema a cada oscilação hidráulica. Desta forma, um MBBR consegue reagir de forma relativamente robusta às variações nas cargas de DQO, DBO ou amónio, bem como aos picos de produção típicos.
É possível utilizar um MBBR para a nitrificação do amónio?
Sim. Com um dimensionamento adequado, os microrganismos nitrificantes podem estabelecer-se nos suportes e oxidar o amónio em condições aeróbicas, transformando-o em nitrato. O dimensionamento necessário do reator e dos suportes depende, em particular, da carga de amónio, da temperatura, do fornecimento de oxigénio e do valor de saída exigido.
É possível adaptar uma estação de tratamento biológico já existente com a tecnologia MBBR?
Sim. A tecnologia MBBR é particularmente adequada para o aumento da capacidade e do rendimento das estações de tratamento biológico de águas residuais existentes. Dependendo da geometria dos tanques existentes, é possível adicionar suportes, sistemas de retenção e aeração, ou instalar reatores MBBR adicionais.
Um sistema MBBR necessita de recirculação de lamas?
Num sistema MBBR clássico, não é necessário um circuito de lamas de retorno para o biofilme que cresce nos suportes, tal como acontece no processo clássico de lamas ativadas. No entanto, a biomassa desprendida do biofilme e a biomassa recém-formada têm de ser removidas das águas residuais tratadas através de um processo adequado de separação de sólidos.
Quanto tempo demora a colocação em funcionamento de um reator MBBR?
A entrada em funcionamento biológico é específica de cada projeto e depende, entre outros fatores, da composição das águas residuais, da temperatura, da biomassa de inóculo existente e da carga prevista. A carga orgânica é normalmente aumentada de forma gradual, à medida que o biofilme ativo se desenvolve e se estabiliza nos suportes.
Para que tipos de águas residuais industriais é adequado um MBBR?
As instalações MBBR são particularmente adequadas para águas residuais industriais biodegradáveis provenientes, por exemplo, de processos das indústrias alimentar, de bebidas, láctea, química, farmacêutica, cosmética ou de reciclagem. Antes do dimensionamento, verifica-se se as águas residuais são suficientemente biodegradáveis e se a presença de substâncias inibidoras ou tóxicas torna necessário um pré-tratamento.
Os nossos reatores para o tratamento aeróbico de águas residuais
ALMA BHU BIO
O sistema ALMA BHU BIO combina nitrificação, desnitrificação e sedimentação com a reciclagem de biomassa para aumentar as taxas de conversão.
ALMA BIO BBI
O sistema ALMA BIO BBI é caracterizado pelo seu sedimentador integrado, o que o torna extremamente económico em termos de espaço em comparação com sistemas semelhantes.
ALMA BAF
Na filtração biologicamente activada (FBA), são utilizados microrganismos sésseis para remover compostos orgânicos (CBO, CQO) e azoto das águas residuais.
ALMA BIO MBBR
Tratamento biológico de águas residuais com corpos de crescimento livremente móveis para a redução eficiente de compostos de carbono e azoto.
ALMA BIO SBR
Biorreator de funcionamento sequencial com fases separadas no tempo para purificação biológica, sedimentação e drenagem da água limpa.
ALMA BHU BIO DEA
Processo biológico de desamonificação para a eliminação energeticamente eficiente do azoto de águas residuais com elevado teor de amónio, com baixo consumo de oxigénio.
ALMA BIO Compact MBBR
Instalação MBBR em contentores para o tratamento biológico de águas residuais, com elevado rendimento por área e rápida integração operacional.
ALMA BioFil Compacto
A nossa filtração biologicamente activada compacta em tanque, equipada com corpos de crescimento especiais para um crescimento eficaz da biomassa.
ALMA BIO MBR
Biorreator de membrana com módulos de placas submersas ou unidade de ultrafiltração disposta externamente, com uma construção robusta em módulos tubulares.
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