Žurnāls "Nature" publicē rakstu par jaunu sasniegumu MBBR tehnoloģijā: kā jauns "V-veida nesējs" atrisina aizsērēšanas problēmu un iedveš jaunu dzīvību augsta blīvuma datu nesēju tirgū.

Nesen Dienvidkorejas Ulsanas Nacionālā zinātnes un tehnoloģiju institūta (UNIST) pētnieku komanda publicēja jaunu pētījumu žurnālā *Nature Communications* par MBBR (kustīgā slāņa bioplēves reaktora) nesēju strukturālo optimizāciju. Pētnieki ierosināja V veida nesēja dizainu, kas pazīstams kā "hidrotopoloģiskā stratēģija", kas ļauj aktīvi kontrolēt bioplēves augšanas procesu, mainot nesēja iekšējos šķidruma ceļus. Nozares profesionāļiem, kuri jau sen seko līdzi MBBR bionesēju tehnoloģijas attīstībai, šis pētījums ir piesaistījis uzmanību ne tikai nesēja formas izmaiņu dēļ, bet arī tāpēc, ka tas mēģina atrisināt sen pastāvošu inženiertehnisku problēmu: aizsērēšanu un samazinātu masas pārneses efektivitāti, ko izraisa pārmērīga bioplēves sabiezēšana. Tradicionālajās MBBR sistēmās, palielinoties darbības laikam, mikroorganismi nepārtraukti piestiprinās pie nesēja virsmas un veido bioplēves. Pēc noteikta lietošanas perioda šīs bioplēves sabiezē. Patiešām, lai gan kopējā mikrobu biomasa sistēmā palielinās, kam teorētiski vajadzētu uzlabot kopējo efektivitāti, faktiskā skābekļa un piesārņotāju difūzijas efektivitāte bioplēvē faktiski samazinās.

Ar līdzīgu problēmu saskārāmies mūsu pārtikas pārstrādes notekūdeņu attīrīšanas projektā Dienvidaustrumāzijā; pēc vairāku gadu darbības bioplēves uzkrāšanās nesēju iekšpusē bieži kļuva ļoti pamanāma. Daudzās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās MBBR nesēji un mikroporainie aeratori pēc vairāku gadu darbības bieži ir jāizskalo vai jānomaina, kas ir liels uzdevums. Interesanti, ka ilgtermiņa bioplēves pārvaldība klientu diskusijās ir kļuvusi par biežāku tēmu nekā tikai nesēja virsmas laukums. Pēc pētnieku komandas domām, jaunā V-veida struktūra maina ūdens plūsmas ceļu nesējā, radot dažādus hidrauliskā bīdes sprieguma līmeņus dažādās zonās. Kad bioplēve pāraug, lielāks lokālais bīdes spriegums veicina novecojušās bioplēves atdalīšanos; turpretī vietās, kur jāuztur aktīvā biomasa, tiek saglabāta relatīvi stabila piesaistes vide. Pētnieki šo mehānismu raksturo kā bioplēves kontroles metodi ar "pašregulējošām" īpašībām. Pamatojoties uz eksperimentāliem rezultātiem, šī konstrukcija uzrāda ievērojamu potenciālu bioplēves stabilitātes saglabāšanai un iekšējas aizsērēšanas novēršanai. Tomēr joprojām nav skaidrs, vai tā var saglabāt līdzvērtīgu veiktspēju apstākļos, kad notekūdeņu īpašības krasi mainās; tirgus pieņemšanai ir nepieciešama turpmāka validācija, izmantojot praktiskus projektus.

No mūsu nozares attīstības viedokļa šis pētījums sniedz ievērojamu signālu: nākotnes konkurences fokuss MBBR nesējiem varētu mainīties no vienkāršas īpatnējās virsmas laukuma palielināšanas uz lielāku uzsvaru uz hidrodinamisko dizainu un bioplēves pārvaldības iespējām. Pēdējās desmitgades laikā optimizācijas centieni lielākajai daļai MBBR nesēju produktu ir bijuši vērsti uz tādiem rādītājiem kā efektīvā virsmas platība, bioplēves veidošanās ātrums un materiāla izturība. Tomēr šis pētījums liecina, ka aktīva bioplēves biezuma kontrole, izmantojot konstrukcijas dizainu, varētu kļūt par galveno virzienu nākamās paaudzes nesēju pētniecībā un attīstībā. MBBR nesēju ražotājiem tas nozīmē arī to, ka nākotnes sistēmu projektos lielāks uzsvars tiks likts uz nesēja un aerācijas sistēmas sinerģiju. Tomēr viens praktisks jautājums paliek neatbildēts: vai šādas sarežģītas iekšējās ģeometrijas var ražot plašā mērogā rentabli? Esam novērojuši, ka pēdējos gados arvien vairāk klientu no recirkulācijas akvakultūras sistēmām (RAS), rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas projektiem un lielas slodzes pašvaldību notekūdeņu attīrīšanas projektiem ir sākuši koncentrēties uz darbības stabilitāti pie lielāka blīvuma. Tā kā blīvuma blīvums turpina pieaugt, masas pārneses un aizsērēšanas problēmas, ar kurām saskaras tradicionālie nesēji, kļūst izteiktākas. V-veida nesēju pētījumu vērtība slēpjas ne tikai jauna strukturālā dizaina piedāvāšanā, bet arī jaunas tehniskas pieejas nodrošināšanā augsta blīvuma MBBR sistēmu turpmākai attīstībai.