MBBR-Mediengröße, Hohlraumform und innere Porosität
Große Hohlräume neigen aufgrund hoher Scherkräfte zur Ablösung von Biofilmen und würden somit die Biofilmbildungszeit während der Erstbesiedlung verlängern. Bei toxischen Schockbelastungen ist ein größerer Teil des Biofilms der Toxizität ausgesetzt, was zu Leistungseinbußen führen kann.
Kleinere und tiefere Hohlräume ermöglichen eine schnelle Bildung von Biofilmen in den tieferen Poren, da es während des Startvorgangs weniger abblättert. Die feine Porenstruktur mit tieferen Hohlräumen schützt Bakterien außerdem vor toxischen Stoßbelastungen. Daher bieten MBBR-Medien mit feiner Porenstruktur einen viel besseren Schutz gegen Stoßbelastungen und einen schnelleren Start im Vergleich zu Elementen mit großen und offenen Hohlräumen.
Feinere Hohlräume ermöglichen auch das Wachstum dünnerer Biofilme, wodurch ein großer Teil der im Biofilm vorhandenen Biomasse der Hauptflüssigkeit des Reaktors zur Substrataufnahme ausgesetzt bleibt. Dies bietet bessere Diffusionsgradienten und somit eine bessere Entfernungseffizienz.
Feinere und tiefere Hohlräume ermöglichen das Wachstum spezifischer Arten von Mikroorganismen wie Anammox-Bakterien und denitrifizierenden Bakterien in den inneren Poren und erhöhen so die Prozesseffizienz und Zuverlässigkeit über die gesamte Betriebsdauer. Allerdings kann eine zu feine Porenstruktur dazu führen, dass das Trägermaterial durch übermäßige Biofilmbildung in der inneren Pore verstopft und schwerer wird. Darüber hinaus werden die inneren Biofilme aufgrund der schlechten Zugänglichkeit der inneren Pore für das Substrat im Laufe der Betriebsdauer weniger aktiv und überflüssig.
Daher ist ein MBBR-Medienmaterial mit ausreichend feiner Porenstruktur und innerer Porosität sehr wünschenswert, da es zahlreiche Vorteile bietet, wie zum Beispiel:
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Schnellere und bessere Kolonisierung
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Der Schutz der Bakterien vor Stoßbelastungen sorgt gleichzeitig für eine ausreichende Zugänglichkeit zu inneren Biofilmen für eine bessere Substratdiffusion.
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Kontinuierliche angemessene Ablösung, Scherung und Erosion von Biofilmen, um übermäßiges Wachstum und Verstopfung zu verhindern.
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Dünneres Biofilmwachstum mit besseren Diffusionsgradienten, was eine bessere Substrataufnahme und -entfernungseffizienz ermöglicht.
Im Gegensatz dazu weisen MBBR-Medienelemente auf Kunststoffbasis größere Hohlräume auf, was viele Nachteile mit sich bringt, wie zum Beispiel:
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Schlechte anfängliche Besiedlung aufgrund der Scherung der Biomasse während des Startvorgangs.
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Minimaler Schutz vor toxischen Stoßbelastungen, bevor sich dicke Biofilme bilden, mit EPS zu deren Schutz.
Schlechter Diffusionsgradient mit schlechterer Zugänglichkeit zu inneren Biofilmen bei dicker Biofilmbildung.
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