Носитель из микрогранул на основе водорослей состоит из непроводящей оболочки из аморфного диоксида кремния, нанопор и активных металлических центров на поверхности, что позволяет формировать неравновесный потенциал на поверхности носителя. При использовании носитель из микрогранул на основе водорослей в определенном количестве вводится в биохимическую систему и тщательно перемешивается со сточной водой. Неравновесный потенциал на поверхности носителя из микрогранул на основе водорослей способен разрушать ионные оболочки в сточной воде и нейтрализовать заряд взвешенных ионов, способствуя быстрой физической флокуляции и осаждению загрязняющих веществ. В то же время, носитель из микрогранул на основе водорослей обладает огромной удельной поверхностью, большим объемом пор и сильной адсорбционной способностью, адсорбируя ультрадисперсные частицы на поверхность носителя, формируя цепочечную структуру, которая мгновенно осаждается и отделяется от воды.
В аэробную зону процесса очистки сточных вод на входе непрерывно дозируется носитель из микрогранул на основе водорослей в пропорции 50~100 ppm (данная пропорция представляет собой соотношение носителя из микрогранул на основе водорослей к объему поступающей воды). Удельная поверхность микрогранул носителя составляет 20~40 м2 на грамм. Когда концентрация микрогранул носителя в биологическом резервуаре достигает 0,7～1%, удельная поверхность, формируемая микрогранулами носителя в каждом кубическом метре воды, может достигать 20 000～60 000 квадратных метров. На такой огромной удельной поверхности микроорганизмы прикрепляются к поверхности микрогранул носителя, и им не нужно улавливать источники загрязнения в водной среде. Они быстро размножаются, используя загрязняющие вещества, сконцентрированные на поверхности носителя, в качестве питательного субстрата, и агрегируются в гранулированный ил с размером микрогранул около 100~200 микрон. В этот момент внутри гранул ила постепенно дифференцируются анаэробные, аноксидные и аэробные функциональные зоны, значительно увеличивается разнообразие бактериальных сообществ, осуществляющих одновременную нитрификацию-денитрификацию, частичную нитрификацию и анаммокс, что обеспечивает более эффективное удаление органических веществ и аммонийного азота. Механизм действия носителя из микрогранул на основе водорослей можно обобщить в следующих аспектах:
(1) Физическая флокуляция и адсорбция
Носитель из микрогранул на основе водорослей состоит из непроводящей оболочки из аморфного диоксида кремния и нанопор, что позволяет формировать неравновесный потенциал на поверхности носителя. В процессе очистки воды загрязняющие вещества быстро агрегируются под действием электростатических сил (физическая флокуляция) и осаждаются. Огромная удельная поверхность микрогранул носителя (19~30 м2 на грамм) и сильная адсорбционная способность позволяют адсорбировать ультрадисперсные частицы, цветность, тяжелые металлы, токсичные и вредные вещества, а также запахи на поверхность носителя, после чего они осаждаются и отделяются от воды.
(2) Синергетический эффект биологического носителя
Удельная поверхность микрогранул носителя (19~30 м2 на грамм) обеспечивает микроорганизмам до 20 000~60 000 м2 удельной поверхности на каждый кубический метр сточной воды. В сочетании с флокуляционными и адсорбционными свойствами носителя это способствует быстрой грануляции хлопьевидного ила, формированию внутри ила анаэробных, аноксидных и аэробных функциональных зон, что значительно повышает эффективность разложения загрязняющих веществ илом.
