เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบหมุน (Rotating Biological ContactorหรือRBC)เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบฟิล์มคงที่ทางชีวภาพ ที่ใช้ในการ บำบัดน้ำเสียขั้นที่สองหลังจากการบำบัดขั้นต้น^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}กระบวนการบำบัดขั้นต้นเกี่ยวข้องกับการกำจัดกรวดทราย และวัสดุแขวนลอยขนาดใหญ่ผ่านกระบวนการกรอง ตามด้วยการตกตะกอนของของแข็งแขวนลอย กระบวนการ RBC ช่วยให้น้ำเสียสัมผัสกับฟิล์มชีวภาพเพื่อกำจัดสารมลพิษในน้ำเสียก่อนที่จะปล่อยน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วสู่สิ่งแวดล้อมซึ่งโดยปกติจะเป็นแหล่งน้ำ (แม่น้ำ ทะเลสาบ หรือมหาสมุทร) เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบหมุนเป็นกระบวนการบำบัดขั้นที่สอง (ทางชีวภาพ) ประเภทหนึ่ง ประกอบด้วยแผ่นดิสก์ขนานกันหลายแผ่นที่วางเรียงกันอย่างใกล้ชิด ติดตั้งอยู่บนเพลาหมุนซึ่งอยู่เหนือผิวน้ำเสียเล็กน้อย จุลินทรีย์จะเจริญเติบโตบนผิวของแผ่นดิสก์ ซึ่งจะเกิด การย่อยสลายทางชีวภาพ ของสารมลพิษในน้ำเสีย

เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบหมุน (RBCs) สามารถทนต่อภาระอินทรีย์ที่เพิ่มขึ้นได้ จุลินทรีย์ต้องการทั้งออกซิเจนในการดำรงชีวิตและอาหารในการเจริญเติบโต ออกซิเจนได้มาจากบรรยากาศขณะที่แผ่นดิสก์หมุน เมื่อจุลินทรีย์เจริญเติบโต พวกมันจะสะสมอยู่บนตัวกลางจนกระทั่งหลุดออกไปเนื่องจากแรงเฉือนที่เกิดจากแผ่นดิสก์ที่หมุนในน้ำเสีย จากนั้นน้ำทิ้งจาก RBC จะถูกส่งผ่านไปยังเครื่องตกตะกอน ซึ่งของแข็งชีวภาพที่หลุดออกมาในสารแขวนลอยจะตกตะกอนเป็นตะกอน^{[ 6 ]}

ชุดแผ่นดิสก์หมุน (เรียกว่ามีเดีย) บรรจุอยู่ในถังหรือราง และหมุนด้วยความเร็วระหว่าง 2 ถึง 5 รอบต่อนาที^{[ 8 ]}พลาสติกที่ใช้กันทั่วไปสำหรับมีเดีย ได้แก่โพลีเอทิลีนพีวีซีและโพลีสไตรีน ขยาย ตัว แกนหมุนจะวางแนวให้ตรงกับทิศทางการไหลของน้ำเสีย เพื่อให้แผ่นดิสก์หมุนตั้งฉากกับทิศทางการไหล โดยปกติแล้วจะมีชุดหลายชุดรวมกันเพื่อสร้างเป็นชุดบำบัด ประมาณ 40% ของพื้นที่แผ่นดิสก์จะจุ่มอยู่ในน้ำเสีย^{[ 9 ] : บทที่ 2}

การเจริญเติบโตทางชีวภาพจะเกาะติดกับพื้นผิวของแผ่นดิสก์และก่อตัวเป็นชั้นเมือก แผ่นดิสก์จะสัมผัสกับน้ำเสียกับอากาศในบรรยากาศเพื่อทำการออกซิเดชันขณะที่หมุน การหมุนช่วยขจัดของแข็งส่วนเกินออกไป ระบบแผ่นดิสก์สามารถจัดเรียงเป็นลำดับเพื่อให้ได้เวลาการกักเก็บหรือระดับการกำจัดที่ต้องการได้เกือบทุกระดับ เนื่องจากระบบมีการจัดเรียงเป็นลำดับ วัฒนธรรมในขั้นตอนต่อๆ ไปจึงสามารถปรับตัวให้เข้ากับวัสดุที่ย่อยสลายช้าได้^{[ 9 ] : บทที่ 2}

แผ่นดิสก์ประกอบด้วยแผ่นพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 2 ถึง 4 เมตร และมีความหนาไม่เกิน 10 มิลลิเมตร สามารถจัดเรียงโมดูลหลายๆ โมดูลแบบขนานและ/หรือแบบอนุกรมเพื่อให้ตรงกับความต้องการด้านการไหลและการบำบัด แผ่นดิสก์จะจุ่มอยู่ในน้ำเสียประมาณ 40% ของเส้นผ่านศูนย์กลาง ดังนั้นประมาณ 95% ของพื้นที่ผิวจึงจุ่มอยู่ในน้ำเสียสลับกับสัมผัสกับบรรยากาศเหนือของเหลว สารตั้งต้นที่มีคาร์บอนจะถูกกำจัดออกไปในขั้นตอนแรกของระบบ RBC การเปลี่ยนคาร์บอนอาจเสร็จสมบูรณ์ในขั้นตอนแรกของชุดโมดูล โดยการไนตริฟิเคชันจะเสร็จสมบูรณ์หลังจากขั้นตอนที่ 5 การออกแบบระบบ RBC ส่วนใหญ่จะรวมโมดูลอย่างน้อย 4 หรือ 5 โมดูลแบบอนุกรมเพื่อให้เกิดการไนตริฟิเคชันของน้ำเสีย เมื่อมวลชีวภาพของไบโอฟิล์มเปลี่ยนจากเมตาบอไลซ์คาร์บอนไปเป็นไนตริฟิเคชัน จะสามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงสีจากสีเทา/เบจเป็นสีน้ำตาล ซึ่งแสดงไว้ในภาพถ่ายด้านข้าง

ไบโอฟิล์มซึ่งเป็นการเจริญเติบโตทางชีวภาพที่เกาะติดกับแผ่นดิสก์ จะดูดซับสารอินทรีย์ (วัดเป็นค่า BOD5) ในน้ำเสียการเติมอากาศเกิดขึ้นจากการหมุน ซึ่งทำให้ตัวกลางสัมผัสกับอากาศหลังจากสัมผัสกับน้ำเสีย ช่วยให้การย่อยสลายสารมลพิษที่ถูกกำจัดออกไปเป็นไปได้ง่ายขึ้น ระดับการบำบัดน้ำเสียสัมพันธ์กับปริมาณพื้นที่ผิวของตัวกลาง คุณภาพ และปริมาณของน้ำเสียที่ไหลเข้ามา

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบ RBC มักให้ค่าพารามิเตอร์น้ำทิ้งดังนี้: BOD5: 20 มก./ลิตร, สารแขวนลอย: 30 มก./ลิตร และแอมโมเนียไนโตรเจน: 20 มก./ลิตร ระบบนี้ใช้พลังงานต่ำมากและมีเสียงรบกวนน้อยเนื่องจากการหมุนของใบพัดช้า (2-5 รอบต่อนาที) โดยทั่วไปถือว่าเป็นระบบที่ทนทานและบำรุงรักษาง่าย สามารถปรับปรุงค่าพารามิเตอร์น้ำทิ้งให้ดียิ่งขึ้นได้โดยการเพิ่มตัวกรองขั้นที่สามหลังจากระบบ RBC เพื่อลดค่า BOD5, สารแขวนลอย และแอมโมเนียไนโตรเจน การเพิ่มขั้นตอนการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีหรือการคลอรีนสามารถทำให้ค่าพารามิเตอร์น้ำทิ้งเหมาะสมสำหรับการชลประทานหรือการชำระล้างห้องน้ำได้

ถังตกตะกอนขั้นที่สองที่อยู่ถัดจากถังตกตะกอนแบบเม็ดเลือดแดง (RBC) มีการออกแบบเหมือนกับถังฮิวมัสแบบดั้งเดิมที่ใช้หลังตัวกรองแบบหยดน้ำโดยทั่วไปแล้วจะมีการกำจัดตะกอนออกทุกวัน หรือสูบไปยังถังตกตะกอนขั้นต้นโดยอัตโนมัติเพื่อทำการตกตะกอนร่วม การกำจัดตะกอนอย่างสม่ำเสมอจะช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดสภาวะไร้ออกซิเจนภายในตะกอน ซึ่งจะทำให้ตะกอนลอยตัวเนื่องจากการปล่อยก๊าซ

RBC เครื่องแรกถูกติดตั้งในเยอรมนีตะวันตกในปี 1959 ต่อมาได้มีการนำไปใช้ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา^{[ 9 ] : บทที่ 2: ประวัติ} ในสหรัฐอเมริกา เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบหมุนถูกใช้ในอุตสาหกรรมที่ผลิตน้ำเสียที่มีความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD) สูง (เช่น อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและอุตสาหกรรมนม) ในสหราชอาณาจักร RBC GRP เครื่องแรก ซึ่งผลิตโดย KEE Process Ltd. เดิมชื่อ KLARGESTER ย้อนกลับไปในปี 1955

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบ RBC ที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมจะทำให้ได้น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วที่มีคุณภาพสูงมาก อย่างไรก็ตาม ทั้งปริมาณสารอินทรีย์และปริมาณน้ำเสียจะต้องได้รับการพิจารณาในขั้นตอนการออกแบบด้วย

ในช่วงทศวรรษ 1980 เกิดปัญหาขึ้นในสหรัฐอเมริกา ซึ่งกระตุ้นให้สำนักงานสิ่งแวดล้อมสั่งการให้จัดทำรายงานหลายฉบับ

รายงานเหล่านี้ระบุปัญหาหลายประการและวิพากษ์วิจารณ์กระบวนการ RBC ผู้เขียนคนหนึ่งเสนอแนะว่า เนื่องจากผู้ผลิตทราบถึงปัญหาแล้ว ปัญหาเหล่านั้นก็จะได้รับการแก้ไข และแนะนำว่าวิศวกรออกแบบควรระบุอายุการใช้งานที่ยาวนาน

บริษัท Severn Trent Water Ltd ซึ่งเป็นบริษัทประปาขนาดใหญ่ในสหราชอาณาจักร ตั้งอยู่ในภูมิภาค Midlands ได้นำระบบ RBC มาใช้เป็นกระบวนการที่ต้องการสำหรับโรงงานขนาดเล็กของตน ซึ่งมีจำนวนมากกว่า 700 แห่ง ดังนั้น อายุการใช้งานที่ยาวนานจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด

ปัญหาดังกล่าวได้รับการแก้ไขอย่างประสบความสำเร็จโดย เอริค ฟินด์เลย์ ซี อี็ง เมื่อเขาทำงานให้กับบริษัทเซเวิร์น เทรนต์วอเตอร์ จำกัด ในสหราชอาณาจักร หลังจากที่โรงงานหลายแห่งประสบปัญหาขัดข้อง ส่งผลให้ปัญหาเรื่องอายุการใช้งานสั้นกลายเป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เมื่อมีการระบุถึงกระบวนการและปัญหาทางด้านไฮดรอลิกที่ถูกต้องเพื่อผลิตน้ำเสียที่มีไนตริไฟเอทริฟายด์คุณภาพสูง

มีเอกสารอื่นๆ อีกหลายฉบับที่กล่าวถึงประเด็นทั้งหมดของ RBCs ฟินด์เลย์ยังได้พัฒนาระบบสำหรับการซ่อมแซม RBCs ที่ชำรุด ทำให้สามารถยืดอายุการใช้งานของเพลาและเฟรมได้นานถึง 30 ปี โดยอิงจากเฟรมที่ออกแบบโดยแครนฟิลด์ ในกรณีที่ต้องการความจุเพิ่มเติม จะใช้เฟรมระดับกลาง^{[ 10 ] [ 11 ]}

• ตะกอนเร่งปฏิกิริยา
• บึงเติมอากาศ
• ตัวกรองแบบหยด
• การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรม
• รายชื่อเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสีย
• การบำบัดน้ำเสีย

• เกณฑ์การออกแบบสำหรับเครื่องสัมผัสทางชีวภาพแบบหมุน
• การนำโซลูชันเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบหมุนมาใช้
• การประยุกต์ใช้กระบวนการเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบหมุน
• กรมทรัพยากรธรรมชาติแห่งรัฐวิสคอนซิน - การรับรองผู้ปฏิบัติงานบำบัดน้ำเสีย คู่มือการศึกษาเกี่ยวกับการบำบัดทางชีวภาพ - กระบวนการเจริญเติบโตแบบยึดติด ฉบับเดือนกุมภาพันธ์ 2559
• หลักสูตรอบรมรับรองผู้ปฏิบัติงานโรงบำบัดน้ำเสีย ศูนย์ฝึกอบรมด้านสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเพนน์สเตท แฮร์ริสเบิร์ก - โมดูล 21: เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบหมุน