सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया और बायोफिल्म प्रक्रिया

द्वारा: केट

Email: kate@aquasust.com

दिनांक: 18 नवंबर 2024

वर्तमान में, सीवेज के जैविक उपचार के अनुप्रयोग में प्रतिनिधि प्रक्रियाओं में मुख्य रूप से सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया और बायोफिल्म प्रक्रिया शामिल हैं। इसके बाद, वर्षों के उत्पादन अभ्यास और सैद्धांतिक अध्ययन के आधार पर, दो प्रक्रिया विधियों का विश्लेषण और तुलना की जाएगी।

सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया
प्रक्रिया एवं सिद्धांत
एक विशिष्ट सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया में एक वातन टैंक, एक अवसादन टैंक, एक कीचड़ वापसी प्रणाली और एक अधिशेष कीचड़ हटाने की प्रणाली शामिल होती है।
सीवेज और लौटा हुआ सक्रिय कीचड़ एक मिश्रित तरल बनाने के लिए वातन टैंक में एक साथ प्रवेश करते हैं। एयर कंप्रेसर स्टेशन से भेजी गई संपीड़ित हवा वातन टैंक के नीचे रखे वायु प्रसार उपकरण के माध्यम से छोटे बुलबुले के रूप में सीवेज में प्रवेश करती है, जिसका उद्देश्य सीवेज में घुलित ऑक्सीजन सामग्री को बढ़ाना और मिश्रित तरल को भी अंदर रखना है। हिंसक आंदोलन की स्थिति और निलंबित स्थिति। घुलित ऑक्सीजन, सक्रिय कीचड़ और सीवेज पूरी तरह से मिश्रित होते हैं और एक दूसरे के साथ संपर्क करते हैं, जिससे सक्रिय कीचड़ प्रतिक्रिया सामान्य रूप से आगे बढ़ती है।
पहले चरण में, सीवेज में कार्बनिक प्रदूषकों को उनके विशाल सतह क्षेत्र और पॉलीसैकराइड चिपचिपे पदार्थों के कारण सक्रिय कीचड़ कणों द्वारा जूग्लोइया की सतह पर सोख लिया जाता है। इसी समय, कुछ मैक्रोमोलेक्युलर कार्बनिक पदार्थ बैक्टीरिया के बाह्य कोशिकीय एंजाइमों की क्रिया के तहत छोटे आणविक कार्बनिक पदार्थों में विघटित हो जाते हैं।
दूसरे चरण में, सूक्ष्मजीव इन कार्बनिक पदार्थों को अवशोषित करते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनाने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन स्थितियों के तहत उन्हें ऑक्सीकरण और विघटित करते हैं, जिसका कुछ हिस्सा उनके स्वयं के प्रसार और प्रजनन के लिए उपयोग किया जाता है। सक्रिय कीचड़ प्रतिक्रिया का परिणाम यह होता है कि सीवेज में कार्बनिक प्रदूषक नष्ट हो जाते हैं और हटा दिए जाते हैं, सक्रिय कीचड़ स्वयं फैल जाता है और बढ़ जाता है, और सीवेज शुद्ध हो जाता है। सक्रिय कीचड़ द्वारा शुद्ध होने के बाद मिश्रित तरल द्वितीयक अवसादन टैंक में प्रवेश करता है, जहां मिश्रित तरल में निलंबित सक्रिय कीचड़ और अन्य ठोस पदार्थ अवक्षेपित होते हैं और पानी से अलग हो जाते हैं। स्पष्ट मलजल को उपचारित जल के रूप में प्रवाहित किया जाता है। वर्षा के माध्यम से संकेंद्रित कीचड़ को अवसादन टैंक के नीचे से छुट्टी दे दी जाती है, जिसमें से अधिकांश को वातन टैंक में निलंबित ठोस एकाग्रता और माइक्रोबियल एकाग्रता को सुनिश्चित करने के लिए टीकाकरण कीचड़ के रूप में वातन टैंक में वापस कर दिया जाता है; प्रवर्धित सूक्ष्मजीवों को सिस्टम से "अतिरिक्त कीचड़" के रूप में छुट्टी दे दी जाती है। वास्तव में, प्रदूषक बड़े पैमाने पर सीवेज से इन अधिशेष कीचड़ में स्थानांतरित हो जाते हैं।
सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया के सिद्धांत को स्पष्ट रूप से इस प्रकार कहा जा सकता है: सूक्ष्मजीव सीवेज में कार्बनिक पदार्थ को "खाते हैं", सीवेज को साफ पानी में बदल देते हैं। अनिवार्य रूप से, यह जल निकायों के आत्म-शुद्धिकरण की प्राकृतिक प्रक्रिया के समान है, सिवाय इसके कि इसके माध्यम से कृत्रिम वृद्धि, सीवेज शुद्धिकरण का प्रभाव बेहतर है।

बायोफिल्म प्रक्रिया

बायोफिल्म प्रक्रिया प्रक्रिया प्रकार।
गीला प्रकार: जैविक फिल्टर, जैविक टॉवर, जैविक टर्नटेबल।
जलमग्न प्रकार: संपर्क ऑक्सीकरण, फ़िल्टर सामग्री फ़िल्टर टैंक में डूबी हुई।
द्रवित बिस्तर प्रकार: जैविक सक्रिय कार्बन, रेत माध्यम निलंबित और टैंक में बह रहा है।

सिद्धांत: क्योंकि घरेलू सीवेज में बड़ी मात्रा में कार्बनिक घटक होते हैं, बायोफिल्म प्रक्रिया कार्बनिक पदार्थ को नष्ट करने के लिए वाहक की सतह पर तय की गई माइक्रोबियल फिल्म पर निर्भर करती है। चूँकि माइक्रोबियल कोशिकाएँ पानी के वातावरण में किसी भी उपयुक्त वाहक सतह पर लगभग मजबूती से जुड़ सकती हैं, बढ़ सकती हैं और प्रजनन कर सकती हैं, कोशिकाओं से फैलने वाले बाह्य कोशिकीय पॉलिमर माइक्रोबियल कोशिकाओं को एक रेशेदार उलझाव संरचना बनाने का कारण बनते हैं। इसलिए, बायोफिल्म में आमतौर पर छिद्रपूर्ण संरचना और मजबूत सोखने के गुण होते हैं।
बायोफिल्म वाहक की सतह का पालन करता है और एक अत्यधिक हाइड्रोफिलिक पदार्थ है। सीवेज के निरंतर प्रवाह की स्थिति में इसके बाहर हमेशा पानी की एक परत लगी रहती है।
बायोफिल्म भी सूक्ष्मजीवों का अत्यधिक सघन पदार्थ है। बड़ी संख्या में सूक्ष्मजीव और सूक्ष्म जीव झिल्ली की सतह और अंदर बढ़ते और प्रजनन करते हैं, जिससे कार्बनिक प्रदूषकों → बैक्टीरिया → प्रोटोजोआ (मेटाज़ोआ) से बनी एक खाद्य श्रृंखला बनती है।
बायोफिल्म बैक्टीरिया, कवक, शैवाल, प्रोटोजोआ, मेटाज़ोआ और कुछ अन्य दृश्यमान जैविक समुदायों से बना है। जब सीवेज वाहक की सतह पर बहता है, तो सीवेज में कार्बनिक प्रदूषक बायोफिल्म में सूक्ष्मजीवों द्वारा सोख लिए जाते हैं, और ऑक्सीजन बायोफिल्म में फैल जाती है। कार्बनिक पदार्थ के क्षरण को पूरा करने के लिए झिल्ली में जैव निम्नीकरण और अन्य प्रभाव होते हैं।
बायोफिल्म की सतह परत एरोबिक और ऐच्छिक एरोबिक सूक्ष्मजीवों से बनी होती है, जबकि बायोफिल्म की आंतरिक परत अक्सर अवायवीय अवस्था में होती है। जब बायोफिल्म धीरे-धीरे मोटी हो जाती है और एनारोबिक परत की मोटाई एरोबिक परत से अधिक हो जाती है, तो इससे बायोफिल्म गिर जाएगी और वाहक की सतह पर एक नया बायोफिल्म पुनर्जीवित हो जाएगा। बायोफिल्म के आवधिक नवीनीकरण के माध्यम से, बायोफिल्म रिएक्टर का सामान्य संचालन बनाए रखा जाता है।

बायोफिल्म का नवीनीकरण और शेडिंग। बायोफिल्म रिएक्टर के सामान्य संचालन को बनाए रखना बायोफिल्म के नवीनीकरण और शेडिंग का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। बायोफिल्म की सतह परत एरोबिक और ऐच्छिक एरोबिक सूक्ष्मजीवों से बनी होती है, जबकि बायोफिल्म की आंतरिक परत अक्सर अवायवीय अवस्था में होती है। जब बायोफिल्म धीरे-धीरे मोटी हो जाती है और एनारोबिक परत की मोटाई एरोबिक परत से अधिक हो जाती है, तो इससे बायोफिल्म गिर जाएगी और वाहक की सतह पर एक नया बायोफिल्म पुनर्जीवित हो जाएगा।
नवीनीकरण और शेडिंग की प्रक्रिया इस प्रकार है:
सबसे पहले, अवायवीय झिल्ली की उपस्थिति प्रक्रिया:
एक है बायोफिल्म;
दूसरा यह है कि परिपक्व बायोफिल्म की सामान्य मोटाई बढ़ती रहती है, और आंतरिक भाग जहां ऑक्सीजन प्रवेश नहीं कर सकता है वह अवायवीय अवस्था में बदल जाएगा; दोनों एक अवायवीय झिल्ली और एक एरोबिक झिल्ली से बने होते हैं;
तीसरा यह है कि एरोबिक झिल्ली कार्बनिक पदार्थ के क्षरण का मुख्य स्थान है, और सामान्य मोटाई 2 मिमी है।
दूसरा, अवायवीय झिल्ली के गाढ़ा होने की प्रक्रिया:
एक है एनारोबिक मेटाबोलाइट्स की वृद्धि, जिससे एनारोबिक झिल्ली और एरोबिक झिल्ली के बीच असंतुलन होता है;
दूसरा है गैसीय उत्पादों का लगातार निकलना, जो फिलर पर बायोफिल्म की चिपकने की क्षमता को कमजोर कर देता है;
तीसरा एक उम्र बढ़ने वाली बायोफिल्म बनना है, जिसका शुद्धिकरण कार्य खराब है और गिरना आसान है।
तीसरा, बायोफिल्म का अद्यतन:
एक है पुरानी झिल्ली का हटना, और नई बायोफिल्म फिर से विकसित होगी;
दूसरा यह कि नई बायोफिल्म का शुद्धिकरण कार्य अधिक मजबूत है।

सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया और बायोफिल्म प्रक्रिया की तुलना

सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया के फायदे और नुकसान।
लंबे समय से, शहरी घरेलू सीवेज के द्वितीयक जैविक उपचार ने ज्यादातर सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया को अपनाया है, जो वर्तमान में दुनिया में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली माध्यमिक जैविक उपचार प्रक्रिया है। इसकी निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
सबसे पहले, पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, पूंजी निर्माण लागत, संचालन लागत, ऊर्जा खपत अक्सर अधिक होती है, प्रबंधन अधिक जटिल होता है, और कीचड़ ढेर होने का खतरा होता है; प्रक्रिया उपकरण उच्च दक्षता और कम खपत की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं।
दूसरा, सीवेज डिस्चार्ज मानकों के निरंतर कड़े होने के साथ, सीवेज में नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे पोषक तत्वों के निर्वहन पर उच्च आवश्यकताएं लगाई जाती हैं। नाइट्रोजन और फास्फोरस हटाने के कार्यों के साथ पारंपरिक सीवेज उपचार प्रक्रियाएं ज्यादातर सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया का उपयोग करती हैं, अक्सर मल्टी-स्टेज प्रतिक्रिया टैंक बनाने के लिए श्रृंखला में कई एनारोबिक और एरोबिक प्रतिक्रिया टैंकों को जोड़ने की आवश्यकता होती है, और नाइट्रोजन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए आंतरिक परिसंचरण को बढ़ाना होता है। और फास्फोरस को हटाना, जिससे पूंजी निवेश और ऊर्जा खपत में वृद्धि होना निश्चित है, और संचालन और प्रबंधन अधिक जटिल हो जाएगा।
तीसरा, सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया बड़ी मात्रा में अधिशेष कीचड़ उत्पन्न करती है, जिसके लिए कीचड़ विषहरण उपचार की आवश्यकता होती है, जिससे निवेश बढ़ता है।

बायोफिल्म प्रक्रिया के फायदे और नुकसान।
शहरी सीवेज के द्वितीयक जैविक उपचार के लिए बायोफिल्म प्रक्रिया भी आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया की तुलना में, इसमें निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
सबसे पहले, बायोफिल्म में सीवेज की गुणवत्ता और मात्रा में परिवर्तन के लिए मजबूत अनुकूलन क्षमता है, और इसे प्रबंधित करना आसान है, और कीचड़ जमा नहीं होगा।
दूसरा, सूक्ष्मजीव वाहक की सतह पर स्थिर रहते हैं, और लंबी पीढ़ी के समय वाले सूक्ष्मजीव भी फैल सकते हैं। जैविक चरण अधिक प्रचुर, स्थिर है और कम अधिशेष कीचड़ उत्पन्न करता है।
तीसरा, यह कम सांद्रता वाले सीवेज का उपचार कर सकता है। इसके अलावा, बायोफिल्म प्रक्रिया की कमियां यह हैं कि बायोफिल्म वाहक सिस्टम के निवेश को बढ़ाता है; वाहक सामग्री का विशिष्ट सतह क्षेत्र छोटा है, प्रतिक्रिया उपकरण में सीमित मात्रा और कम स्थान दक्षता है, और शहरी सीवेज का उपचार करते समय उपचार दक्षता सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया की तुलना में कम है; ठोस सतह से जुड़े सूक्ष्मजीवों की मात्रा को नियंत्रित करना मुश्किल है, और ऑपरेशन लचीलापन खराब है; ऑक्सीजन आपूर्ति के लिए प्राकृतिक वेंटिलेशन का उपयोग किया जाता है, जो सक्रिय कीचड़ आपूर्ति जितना पर्याप्त नहीं है, और अवायवीय स्थितियां उत्पन्न होने का खतरा होता है।