द्रवीकृत बिस्तर बायोरिएक्टर क्या है? एफबीबीआर प्रौद्योगिकी के लिए बी2बी गाइड

एद्रवयुक्त बिस्तर बायोरिएक्टर (एफबीबीआर)एक उन्नत, निरंतर जैविक उपचार पोत है जो छोटे, कण वाहक माध्यमों पर सूक्ष्मजीवों को निलंबित और अस्थिर करने के लिए ऊपर की ओर तरल प्रवाह का उपयोग करता है।नामतः तीन चरण (ग्यास-तरल-ठोस) प्रणाली के रूप में वर्गीकृत, एफबीबीआर छोटे ठोस कणों के बिस्तर के माध्यम से तरल सब्सट्रेट को ऊपर तक पंप करके काम करता है, जैसे कि सिलिका रेत, सक्रिय कार्बन,या इंजीनियर छिद्रित मैट्रिक्स ✓ एक गति पर्याप्त उठाने और एक तरल पदार्थ की तरह राज्य में बिस्तर का विस्तार करने के लिए.

एक बार तरल पदार्थ के ऊपर खींचने के बल कणों के गुरुत्वाकर्षण भार से मेल खाता है, बिस्तर अपनेन्यूनतम तरलता गतिइस गतिशील, विस्तारित अवस्था में, कण द्रव स्तंभ के भीतर स्वतंत्र रूप से और अशांत रूप से चलते हैं। सूक्ष्मजीव इन कणों से जुड़ते हैं, एक घने, उच्च सतह क्षेत्र का गठन करते हैं।बायोफिल्मयह विशेष व्यवस्था तरल पोषक तत्वों और जैविक फिल्म के बीच द्रव्यमान हस्तांतरण दरों को नाटकीय रूप से बढ़ाता है जबकि सिस्टम से बायोमास को धोने से रोकता है।

एफबीबीआर का मुख्य इंजीनियरिंग लाभ इसकी अनूठी हाइड्रोडायनामिक प्रोफाइल में निहित है। पारंपरिक पैक बेड रिएक्टर उच्च दबाव ड्रॉप, चैनलिंग,और बायोमास के संचय के साथ अंततः प्लगिंगद्रवित बिस्तर नियंत्रित द्रव यांत्रिकी के माध्यम से इन विफलता मोड को बायपास करता हैः

• फिक्स्ड बेड स्टेज:निम्न ऊपरी तरल गति पर, तरल पदार्थ वाहक कणों के बीच के अंतराल के माध्यम से बिना उन्हें स्थानांतरित किए गुजरता है।
• आरंभिक तरलता बिंदुःजैसे-जैसे प्रवाह की दर बढ़ती है, बिस्तर के माध्यम से दबाव में गिरावट तब तक बढ़ जाती है जब तक कि यह ठोस कणों के प्रति इकाई क्षेत्रफल के वजन के बराबर न हो। इस सटीक वेग ($u_{mf}$) पर,कणों को उड़ने लगते हैं.
• विस्तारित बिस्तर चरण:$u_{mf}$ से ऊपर काम करते हुए, बिस्तर अपनी स्थिर ऊंचाई के 20% से 100% तक फैलता है। घुमावदार, टकराने वाले कणों के बीच सक्रिय घर्षण स्वाभाविक रूप से अतिरिक्त बायोमास को काटता है,एक इष्टतम बनाए रखना, पतली और अत्यधिक सक्रिय बायोफिलम परत बिना यांत्रिक खुरचने के।

एक द्रव-स्तर वाले बायोरिएक्टर का प्रदर्शन ठोस वाहक कणों के भौतिक गुणों पर बहुत निर्भर करता है। आदर्श मीडिया को घनत्व, सतह क्षेत्रफल,और जैविक संगतता:

• सिलिका रेत:अत्यधिक किफायती, टिकाऊ और संरचनात्मक रूप से स्थिर। चूंकि रेत का घनत्व अपेक्षाकृत उच्च है, इसलिए इसके लिए उच्च द्रवित गति की आवश्यकता होती है, जिससे यह उच्च-प्रवाह अपशिष्ट जल संयंत्रों के लिए आदर्श है।
• दानेदार सक्रिय कार्बन (जीएसी):अपनी छिद्रित संरचना के कारण असाधारण रूप से उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र प्रदान करता है। जीएसी एक साथ विषाक्त कार्बनिक यौगिकों को अवशोषित करता है जबकि बायोफिल्म विकास के लिए एक मजबूत सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है।
• इंजीनियर प्लास्टिक और सिरेमिकःइसमें सटीक ज्यामितीय आकार और अनुकूलित सतह के आवेश होते हैं ताकि जैव फिल्म के मोटे होने पर घनत्व भिन्नता को कम करते हुए प्रारंभिक सूक्ष्मजीव उपनिवेश को तेज किया जा सके।

उपयुक्त कंटेनर कॉन्फ़िगरेशन का चयन करने के लिए, प्रक्रिया इंजीनियर मूल्यांकन करते हैं कि एफबीबीआर वैकल्पिक निरंतर बायोरिएक्टर डिजाइनों के खिलाफ कैसे स्टैक करता हैः

अपनी उच्च आयतन प्रतिक्रिया दर और न्यूनतम पदचिह्न के कारण, एफबीबीआर पात्रों को कई महत्वपूर्ण क्षेत्रों में व्यापक रूप से निर्दिष्ट किया गया हैः

एफबीबीआर औद्योगिक नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन में उत्कृष्ट हैं। विशाल सतह क्षेत्र धीमी गति से बढ़ते नाइट्रिफिकेशन बैक्टीरिया की विशाल आबादी को पनपने की अनुमति देता है,रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (सीओडी) और नाइट्रोजन यौगिकों को पारंपरिक सक्रिय कीचड़ बेसिन द्वारा आवश्यक स्थान के एक अंश में तोड़ना.

जब इन इकाइयों को एक एनेरोबिक फ्लुइडराइज्ड बेड रिएक्टर (एएफबीआर) के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है, तो वे उच्च शक्ति वाले औद्योगिक कार्बनिक अपशिष्ट (डिस्टिलरीज, पल्स मिलों,या खाद्य प्रसंस्करण संयंत्रों) में मीथेन युक्त बायोगैस में सख्ती से तापमान नियंत्रित, एनेरोबिक परिस्थितियों में।

जैव प्रौद्योगिकी में, निरंतर किण्वन और अस्थिर कोशिका संस्कृतियों के लिए द्रवित बिस्तरों का तेजी से उपयोग किया जाता है,जहां नाजुक कोशिकाओं को तेजी से पोषक तत्वों और ऑक्सीजन के परिवहन से लाभान्वित करते हुए उच्च कतरनी यांत्रिक रोलर्स से सुरक्षित किया जाता है.

वाणिज्यिक श्रेणी के एफबीबीआर पोत को निर्दिष्ट करते समय, खरीद टीमों को सख्त विनिर्माण मानदंडों को लागू करना चाहिएः

स्तंभ के नीचे एक उच्च परिशुद्धता वितरक प्लेट या विविध नोजल प्रणाली होनी चाहिए। यदि तरल असमान रूप से प्रवेश करता है, तो यह "मृत क्षेत्रों" बनाता है जहां कणों को जमा और कॉम्पैक्ट किया जाता है,या "स्पूटिंग ज़ोन" जहां मीडिया को कॉलम के शीर्ष से बाहर उड़ाया जाता है.

• स्टेनलेस स्टील (SS316L/SS304):स्वच्छ औषधीय, खाद्य ग्रेड किण्वन, और ठीक रासायनिक संचालन के लिए विशेष रूप से अत्यधिक पॉलिश, इलेक्ट्रोपोलिश आंतरिक खत्म की आवश्यकता है।
• ग्लास-फ्यूज्ड-टू-स्टील (जीएफएस) / कम्पोजिट लिनाइंग:बड़े पैमाने पर नगरपालिका और औद्योगिक अपशिष्ट जल एफबीबीआर प्रतिष्ठानों के लिए उद्योग मानक। जीएफएस विशाल ऊर्ध्वाधर स्तंभों के लिए आवश्यक स्टील पैनलों की विशाल संरचनात्मक तन्यता शक्ति प्रदान करता है,एक निष्क्रिय ग्लास अस्तर के साथ संयुक्त है जो दशकों की सेवा के दौरान घर्षण रेत पहनने और आक्रामक रासायनिक संक्षारण का विरोध करता है.

क्योंकि इन ऊर्ध्वाधर स्तंभों निरंतर हाइड्रोलिक सिर दबाव और गैस चरण संचय के तहत काम करते हैं, वे डिजाइन किया जाना चाहिए, निर्मित, औरएएसएमई सेक्शन VIII, डिवीजन 1या समकक्ष क्षेत्रीय दबाव पोत मानक (जैसेपीईडीयाGB/T 150) ।

क्या आप वर्तमान में एक नई उच्च दर वाली अपशिष्ट जल उपचार लाइन का आकार दे रहे हैं, या क्या आपको एक अस्थिर मीडिया सरणी के लिए न्यूनतम द्रविकीकरण गति और पंपिंग आवश्यकताओं की गणना करने में सहायता की आवश्यकता है?