SOLVIA CryoMABR — გაზგამტარი მემბრანა, რომლის გარე ზედაპირზე წინასწარ არის ჩამოყალიბებული მაკროფოროვანი კრიოგელის ფენა იმობილიზებული მიკროორგანიზმებით. ჟანგბადი მემბრანის კედლის გავლით პირდაპირ ამ ფენაში გადადის, დაბინძურება კი მას მეორე მხრიდან, წყლიდან მიეწოდება.
მემბრანული ელემენტი ჟანგბადს შიგნიდან აწვდის: ჰაერი ან ჟანგბადი გაზგამტარი მემბრანის შიდა ღრუშია და მის კედელს მოლეკულური დიფუზიით გადის, წყალში ბუშტუკების წარმოქმნის გარეშე. გარედან მემბრანაზე დამაგრებულია მაკროფოროვანი კრიოგელის ფენა იმობილიზებული მიკროორგანიზმებით, და დაბინძურების დაჟანგვა სწორედ ამ ფენაში მიმდინარეობს და არა ზედაპირზე თავისუფლად მზარდ ბიოაპკში.
დანიშნულებაა MABR-რეაქტორები, აეროტენკები და ღრმა ბიოლოგიური გაწმენდის დანადგარები, სადაც ჟანგბადი იმობილიზებულ მიკროფლორასთან უნდა მივიდეს და არა რეაქტორის მოცულობაში გაიხსნას. ერთი ელემენტი სამ სამუშაოს აერთიანებს: ჟანგბადის მიწოდებას, აქტიური მიკროფლორის შენარჩუნებას და დაბინძურების ბიოკატალიზურ დაჟანგვას; რამდენიმე ელემენტი კასეტურ მოდულებად იკრიბება გაზის მიმყვანი და გამომყვანი კოლექტორებით, მათ შორის იქ, სადაც რეაქტორის მოცულობა შეზღუდულია.
კლასიკურ სქემაში ჰაერი ფოროვანი დიფუზორებით ან პერფორირებული მილებით მიეწოდება, ბუშტუკები წყლის სისქეში ამოდის, და გახსნას მხოლოდ ჟანგბადის ნაწილი ასწრებს, დანარჩენი კი ატმოსფეროში გადის. საპატენტო მასალებში ასეთი მიწოდებისას ჟანგბადის გამოყენების კოეფიციენტი 5–25 %-ის დონეზეა მითითებული, და სწორედ ამით აიხსნება აერაციის წილი გამწმენდი ნაგებობების საექსპლუატაციო ხარჯებში.
ბარბოტაჟს მეორე მხარეც აქვს — ძლიერი მორევა. პროცესების ნაწილისთვის ის სასარგებლოა, მაგრამ ბიოაპკოვანი და იმობილიზებული სისტემებისთვის შეიძლება პრობლემად იქცეს: ბიომასა შეიძლება გამოირეცხოს, დაზიანდეს ან არასტაბილურად იმუშაოს. გაზგამტარი მემბრანით მიწოდება სხვაგვარად არის მოწყობილი. ჟანგბადი წყალში ბუშტუკად არ გამოდის, არამედ კედელს მოლეკულური დიფუზიით გადის და პირდაპირ მიკროორგანიზმებთან მიდის, ამიტომ გამავალ ჰაერთან ერთად დანაკარგები მცირდება, ხოლო რეაქციის ზონაში ბარბოტაჟური მორევა აღარ არის.
ცნობილ MABR-გადაწყვეტებში ბიოაპკი მემბრანაზე თავად იზრდება, ჩამდინარე წყლის მიკროორგანიზმებისგან, ამიტომ მისი შედგენილობა, სისქე და სტრუქტურა დასაწყისში მოცემული არ არის, სამუშაო ფენა კი იმაზეა დამოკიდებული, თუ რომელი მიკროფლორა მოვიდა ჩამდინარე წყალთან ერთად. ასეთი აპკი საჭიროზე მეტად ვრცელდება, არასასურველ ზონებს ქმნის და ცილდება, ხოლო მოცილების შემდეგ აღდგენას, შემუშავების მასალების მიხედვით, 3–6 კვირა სჭირდება.
SOLVIA CryoMABR-ის კრიოგელის საფარი წინასწარ ყალიბდება და მემბრანის გარე ზედაპირს საინჟინრო მასალად უკავშირდება: მაკროფოროვანი სტრუქტურა 1–5 მმ სისქით, რომლის მოცულობაშიც მიკროორგანიზმებია იმობილიზებული. ფენის სისქე და თვისებები დამზადების ეტაპზე განისაზღვრება და არა იმისგან იკრიბება, რაც ჩამდინარე წყალმა მოიტანა, და სამუშაო ფენის ობიექტზე მოყვანა საჭირო აღარ არის.
ჟანგბადი კრიოგელში მემბრანის მხრიდან შედის, ორგანული დაბინძურება და აზოტშემცველი ნაერთები — ჩამდინარე წყლის მხრიდან, მიკროორგანიზმები კი ორ შემხვედრ ნაკადს შორის, ფოროვანი მატრიცის შიგნით არიან. სწორედ ამით განსხვავდება გადატანა ჩვეულებრივი ბიოშემავსებლისგან, სადაც მიკროორგანიზმი ჟანგბადსაც და სუბსტრატსაც ერთი და იმავე სითხისგან იღებს.
კრიოგელის შიგნით შეიძლება ჩამოყალიბდეს ფუნქციური ზონირება: მემბრანასთან ახლოს პირობები უფრო აერობულია, გარე ზედაპირთან ახლოს კი ჟანგბადით ნაკლებად გაჯერებული. შემუშავების მასალებში ეს დასახელებულია ერთდროულად აერობული დაჟანგვისა და დამატებითი ბიოლოგიური პროცესების, მათ შორის ნიტრიფიკაციისა და დენიტრიფიკაციის, პირობად, ანუ ფენის მუშაობას მისი სიღრმე განსაზღვრავს და არა მხოლოდ შენარჩუნებული ბიომასის რაოდენობა.
შემუშავების მასალებში ჟანგბადის გამოყენების კოეფიციენტი 92 %-მდეა მითითებული, აერაციაზე ენერგოხარჯების შემცირება კი — 5–8-ჯერ ბუშტუკოვან სისტემებთან შედარებით. ორივე სიდიდე მემბრანის გავლით პირდაპირ ბიოკატალიზურ ფენაში ჟანგბადის მიწოდებას ეხება და შემუშავების გაცხადებული მაჩვენებელია და არა გაზომვა მომუშავე ობიექტზე.
წინასწარ ჩამოყალიბებული საფარი რეჟიმზე გასვლასაც ამოკლებს: გაშვების დრო მითითებულია 24 საათზე ნაკლები, თვითნებურად ჩამოყალიბებული ბიოაპკის მქონე პროტოტიპის 3–6 კვირის ნაცვლად, და იმავე მიზეზით უფრო სწრაფია რეჟიმში დაბრუნება მომსახურების შემდეგ. მიკროფლორის შენარჩუნება მაკროფოროვან მატრიცაში ცალკე შემოწმდა — სატესტო მაგალითში ბიომასის მოცილება ექსპერიმენტის 30 დღე-ღამის განმავლობაში არ დაფიქსირებულა.
SOLVIA CryoMABR — SOLVIA-ს საკუთარი ტექნოლოგიური შემუშავება ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდისა და უბუშტუკო აერაციის სფეროში. გადაწყვეტა აერთიანებს გაზგამტარ მემბრანას, კრიოგელის ბიოკატალიზურ საფარს, იმობილიზებულ მიკროორგანიზმებსა და ჟანგბადის საპირისპირო დიფუზიით მიწოდებას, და ვითარდება როგორც პროდუქტული პლატფორმა ენერგოეფექტური ბიორეაქტორებისთვის, MABR-სისტემებისთვის, გამწმენდი ნაგებობების მოდერნიზაციისა და ღრმა ბიოლოგიური გაწმენდის კომპაქტური დანადგარებისთვის. კონსტრუქციული პარამეტრები, დამზადების რეჟიმები, საფარის თავისებურებები და ბიოკატალიზური ფენის შედგენილობა შემმუშავებლის ნოუ-ჰაუა და კონკრეტული ამოცანისთვის შეირჩევა.
ბიოაქტიური შემავსებლის შემთხვევაში მატარებელი ბიოაპკს იკავებს, ჟანგბადს კი მიკროორგანიზმები გარემომცველი სითხისგან იღებენ, სადაც მას ცალკე აერატორები აწვდიან. აქ მემბრანა თავად არის ჟანგბადის მიწოდების ელემენტი და ამავე დროს ბიოკატალიზური ფენის საფუძველი: კრიოგელი ჩამოყალიბებულია არა შემავსებლის პასიურ ბლოკზე, არამედ აქტიურ გაზმზიდ ელემენტზე. ჟანგბადის მასაგადაცემის მექანიზმი აქ სხვაა, და ამოცანაც სხვაა.
მოგვიყევით ობიექტის შესახებ — ინჟინერი სამუშაო დღის განმავლობაში მოამზადებს სქემის გაანგარიშებას, სპეციფიკაციასა და კომერციულ შეთავაზებას.