„Nature“ објављује чланак о новом продору у MBBR технологији: Како нови „носач у облику слова V“ решава проблем зачепљења и удахњује нови живот тржишту медија високе густине

Недавно је истраживачки тим из Националног института за науку и технологију Улсан (UNIST) у Јужној Кореји објавио нову студију у часопису *Nature Communications* о структурној оптимизацији MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) носача. Истраживачи су предложили дизајн носача у облику слова V, познат као „Хидро-тополошка стратегија“, који омогућава активну контролу процеса раста биофилма променом унутрашњих путева флуида унутар носача. За стручњаке из индустрије који дуго прате развој MBBR технологије био-носача, ова студија је привукла пажњу не само због промене облика носача, већ и зато што покушава да реши дугогодишњи инжењерски изазов: зачепљење и смањену ефикасност преноса масе узроковану прекомерним задебљањем биофилма. У традиционалним MBBR системима, како се време рада повећава, микроорганизми се континуирано везују за површину носача и формирају биофилмове. Након одређеног периода употребе, ови биофилмови се згушњавају. Заиста, иако се укупна микробна биомаса у систему повећава – што би, теоретски, требало да побољша укупну ефикасност – стварна ефикасност дифузије кисеоника и загађивача у биофилм заправо се смањује.

Сличан проблем смо наишли на нас у нашем пројекту пречишћавања отпадних вода из прераде хране у југоисточној Азији; након неколико година рада, акумулација биофилма унутар носача често је постајала веома приметна. У многим постројењима за пречишћавање отпадних вода, МББР носаче и микропорозне аераторе често је потребно испирати или заменити након неколико година рада, што је велики подухват. Занимљиво је да је дугорочно управљање биофилмом постало чешћа тема у разговорима са купцима него сама површина носача. Према истраживачком тиму, нова структура у облику слова V мења путању протока воде унутар носача, стварајући различите нивое хидрауличног смицајног напона у различитим зонама. Када биофилм прерасте, већи локални смицајни напон подстиче одвајање остарелог биофилма; обрнуто, у областима где је потребно одржавати активну биомасу, очувана је релативно стабилна средина за причвршћивање. Истраживачи описују овај механизам као метод контроле биофилма са „саморегулишућим“ карактеристикама. На основу експерименталних резултата, овај дизајн показује значајан потенцијал за одржавање стабилности биофилма и спречавање унутрашњег зачепљења. Међутим, остаје нејасно да ли може да одржи еквивалентне перформансе у условима драстичних флуктуација карактеристика отпадних вода; потребна је даља валидација кроз практичне пројекте за прихватање на тржишту.

Из перспективе развоја наше индустрије, ово истраживање шаље значајан сигнал: будући конкурентски фокус за MBBR носаче може се померити са једноставног повећања специфичне површине на стављање већег нагласка на хидродинамички дизајн и могућности управљања биофилмом. Током протекле деценије, напори за оптимизацију већине MBBR носача фокусирали су се на метрике као што су ефективна површина, брзина формирања биофилма и чврстоћа материјала. Међутим, ова студија сугерише да би активно контролисање дебљине биофилма кроз структурни дизајн могло постати кључни правац за истраживање и развој носача следеће генерације. За произвођаче MBBR носача, ово такође имплицира да ће будући дизајни система ставити већи нагласак на синергију између носача и система за аерацију. Међутим, једно практично питање остаје без одговора: да ли се тако сложене унутрашње геометрије могу производити у великим размерама на исплатив начин? Приметили смо да је последњих година све већи број купаца из система за рециркулациону аквакултуру (RAS), пројеката надоградње индустријских отпадних вода и пројеката пречишћавања комуналних отпадних вода са великим оптерећењем почео да се фокусира на оперативну стабилност при већим густинама паковања. Како густина паковања наставља да расте, изазови преноса масе и зачепљења са којима се суочавају традиционални носачи постају све израженији. Вредност истраживања носача у облику слова V лежи не само у предлагању новог структурног дизајна, већ и у пружању новог техничког приступа за будући развој MBBR система високе густине.