बार्डेनफो बनाम एएओ प्रक्रियाओं का तुलनात्मक विश्लेषण: पूर्ण पैमाने पर संयंत्र में नाइट्रोजन और फास्फोरस को हटाने में दक्षता

बार्डेनफो और एएओ प्रक्रियाओं के बीच नाइट्रोजन और फास्फोरस हटाने की क्षमता का तुलनात्मक विश्लेषण

1 परियोजना अवलोकन और प्रक्रिया प्रवाह

1.1 परियोजना अवलोकन

शीआन नंबर 5 रिक्लेम्ड वॉटर प्लांट (पूर्व में "नंबर 5 अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र," जिसे इसके बाद "वूवु" के रूप में जाना जाता है) की कुल डिजाइन क्षमता 400,000 m³/d है, जो 387.57 म्यू (लगभग 258,380 वर्ग मीटर) के क्षेत्र को कवर करती है। यह लगभग 5,330 हेक्टेयर के कुल क्षेत्र और लगभग 900,000 की आबादी को सेवा प्रदान करता है। यह संयंत्र पारंपरिक एएओ प्रक्रिया या पांच चरण वाली बार्डेनफो प्रक्रिया का उपयोग करके घरेलू सीवेज और औद्योगिक अपशिष्ट जल का उपचार कर सकता है। मुख्य अपशिष्ट जल उपचार संरचनाओं में मोटे स्क्रीन, लिफ्ट पंप स्टेशन, बारीक स्क्रीन, वातित ग्रिट कक्ष, प्राथमिक अवसादन टैंक, जैविक प्रतिक्रिया टैंक, द्वितीयक अवसादन टैंक, उच्च दक्षता अवसादन टैंक, वी - प्रकार के फिल्टर, और संपर्क कीटाणुशोधन टैंक शामिल हैं, अंतिम अपशिष्ट को बा नदी में छोड़ा जाता है। प्रवाह की गुणवत्ता "शानक्सी प्रांत पीली नदी बेसिन व्यापक अपशिष्ट जल निर्वहन मानक" (DB61/224-2018) की तालिका 1 में निर्दिष्ट ग्रेड ए मानक का अनुपालन करती है। (नोट: टीएन सीमा "शीआन म्यूनिसिपल अर्बन वेस्टवाटर ट्रीटमेंट प्लांट रिक्लेमेशन अपग्रेड, कवरिंग, और डिओडोराइजेशन प्रोजेक्ट तीन-वर्षीय कार्य योजना (2018-2020)" में निर्धारित 12 मिलीग्राम/लीटर की आवश्यकता का पालन करती है (नगर कार्यालय दस्तावेज़ [2018] संख्या . 100))। डिज़ाइन में प्रभावशाली और प्रवाहित पानी की गुणवत्ता को दिखाया गया हैतालिका नंबर एक.

1.2 प्रक्रिया प्रवाह

पारंपरिक एएओ प्रक्रिया के साथ बार्डेनफो प्रक्रिया की तुलना करने वाले फ़्लोचार्ट दिखाए गए हैंचित्र 1 और 2.

2 डिज़ाइन पैरामीटर

2.1 डिज़ाइन प्रभावशाली और प्रवाही जल गुणवत्ता

2.2 ऑपरेटिंग पैरामीटर

तुलना में भाग लेने वाले जैविक टैंक समान आयाम साझा करते हैं। प्रत्येक जैविक टैंक को 3 चैनलों में विभाजित किया गया है, जिसमें एकल चैनल आयाम L × W × H=86 m × 15 m × 9 m है। जैविक टैंकों में औसत एमएलएसएस सांद्रता 6,500 ~ 7,000 मिलीग्राम/लीटर के बीच होती है। पारंपरिक एएओ प्रक्रिया के लिए हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी) हैं: एनारोबिक जोन 1.983 घंटे, एनोक्सिक जोन 5.534 घंटे, एरोबिक जोन 9.029 घंटे, कुल 16.546 घंटे। बार्डेनफो प्रक्रिया के लिए एचआरटी हैं: एनारोबिक जोन 1.983 घंटे, पहला एनोक्सिक जोन 4.643 घंटे, पहला एरोबिक जोन 7.163 घंटे, दूसरा एनोक्सिक जोन 1.973 घंटे, दूसरा एरोबिक जोन 0.822 घंटे, कुल 16.584 घंटे।

3 परियोजना पृष्ठभूमि, अनुसंधान उद्देश्य और कार्यप्रणाली

3.1 परियोजना पृष्ठभूमि और अनुसंधान उद्देश्य

वूवू में मुख्य जैविक उपचार प्रक्रियाएं पारंपरिक एएओ प्रक्रिया और बार्डेनफो प्रक्रिया हैं। पारंपरिक एएओ प्रक्रिया अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में एक सामान्य जैविक उपचार विधि है। चीन के अपशिष्ट जल निर्वहन मानकों में निरंतर सुधार के साथ, पारंपरिक एएओ प्रक्रिया से प्राप्त बार्डेनफो प्रक्रिया, जो अपनी उच्च नाइट्रोजन निष्कासन दक्षता के लिए जानी जाती है, को घरेलू अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों द्वारा व्यापक रूप से अपनाया गया है। बेहतर प्रक्रिया चयन की सुविधा के लिए, वूवू ने नाइट्रोजन और फास्फोरस हटाने के परिप्रेक्ष्य से पारंपरिक एएओ और बार्डेनफो प्रक्रियाओं की व्यापक तुलना की। यह अन्य नगरपालिका घरेलू अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों के उन्नयन और नई परियोजनाओं के डिजाइन के लिए आधार प्रदान करता है।

3.2 अनुसंधान पद्धति

वूवू के प्रत्येक जैविक टैंक की दैनिक उपचार क्षमता 50,000 m³/d है। इस तुलनात्मक प्रयोग के लिए A1 और B1 श्रृंखला के जैविक टैंकों का चयन किया गया। A1 श्रृंखला बार्डेनफ़ो प्रक्रिया को नियोजित करती है, इसकी जैविक प्रणाली को क्रमिक रूप से विभाजित किया गया है: एनारोबिक ज़ोन, पहला एनोक्सिक ज़ोन, पहला एरोबिक ज़ोन, दूसरा एनोक्सिक ज़ोन और दूसरा एरोबिक ज़ोन। बी1 श्रृंखला पारंपरिक एएओ प्रक्रिया को नियोजित करती है, इसकी जैविक प्रणाली को क्रमिक रूप से विभाजित किया गया है: एनारोबिक जोन, एनोक्सिक जोन और एरोबिक जोन। प्रयोग के दौरान, दोनों श्रृंखलाएं समान परिस्थितियों में संचालित हुईं, आवश्यकतानुसार प्रक्रिया प्रवाह के साथ नमूना बिंदु वितरित किए गए।

प्रदूषक माप विधियाँ: टीपी को अमोनियम मोलिब्डेट स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधि का उपयोग करके मापा गया था; क्षारीय पोटेशियम परसल्फेट पाचन यूवी स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधि का उपयोग करके टीएन; नेस्लर की अभिकर्मक स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधि का उपयोग करके NH₃-N; पोटेशियम डाइक्रोमेट स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधि का उपयोग करके सीओडी।

4 परिचालन चुनौतियाँ और वर्तमान स्थिति

पारंपरिक एएओ प्रक्रिया भी एओ सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया का एक प्रकार है। इसका टीएन निष्कासन पूरी तरह से रीसर्क्युलेशन पर निर्भर करता है। उच्च प्रवाह मानकों और अधिक आवश्यक निष्कासन दरों के लिए ऊर्जा और रासायनिक खपत में वृद्धि के साथ-साथ बड़े पुनरावर्तन प्रवाह की आवश्यकता होती है। ग्रेड ए मानकों के लिए, पारंपरिक एएओ प्रक्रिया अभी भी स्वीकार्य है। हालाँकि, सख्त टीएन मानकों के लिए, पारंपरिक प्रक्रियाएँ अब स्पष्ट रूप से उपयुक्त नहीं हैं।

बार्डेनफ़ो प्रक्रिया एक विशिष्ट पाँच{0}}चरणीय प्रक्रिया है। पारंपरिक एएओ प्रक्रिया के बाद एक पोस्ट {{2}डिनाइट्रिफिकेशन ज़ोन जोड़कर, यह पुनरावर्तन अनुपात पर निर्भर टीएन हटाने की सीमा को तोड़ देता है, जिससे नाइट्रोजन हटाने में वृद्धि होती है। जैसे-जैसे अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों को तेजी से कड़े टीएन डिस्चार्ज मानकों का सामना करना पड़ता है, बार्डेनफो प्रक्रिया महत्वपूर्ण लाभ प्रदर्शित करती है।

5 शोध परिणाम और चर्चा

5.1 एनएच₃-एन हटाना

अवायवीय क्षेत्रों के प्रभाव में NH₃-N स्तर और A1 और B1 के लिए जैविक टैंकों के प्रवाह की 15 दिनों तक बार-बार निगरानी की गई। परिणाम दिखाए गए हैंचित्र तीन. बार्डेनफ़ो प्रक्रिया के लिए औसत NH₃-N निष्कासन 12.7 mg/L था, जबकि पारंपरिक AAO प्रक्रिया के लिए यह 11.68 mg/L था। परिणामों से संकेत मिलता है कि समान मौसमी परिस्थितियों, समय अवधि, समान प्रभावशाली वितरण, और पूर्व {5}एनोक्सिक क्षेत्र में कार्बन स्रोत के अतिरिक्त होने के साथ, बार्डेनफो प्रक्रिया ने पारंपरिक एएओ प्रक्रिया की तुलना में बेहतर एनएच₃{6}एन निष्कासन हासिल किया।

5.2 टीएन हटाना

अवायवीय क्षेत्रों के प्रभाव में टीएन स्तर और ए1 और बी1 के लिए जैविक टैंकों के प्रवाह की 10 दिनों तक बार-बार निगरानी की गई। परिणाम दिखाए गए हैंचित्र 4. बार्डेनफो प्रक्रिया के लिए औसत टीएन निष्कासन 6.23 मिलीग्राम/लीटर था, जबकि पारंपरिक एएओ प्रक्रिया के लिए यह 2.65 मिलीग्राम/लीटर था। नतीजे बताते हैं कि समान परिस्थितियों में, बार्डेनफो प्रक्रिया ने पारंपरिक एएओ प्रक्रिया की तुलना में बेहतर समग्र टीएन निष्कासन हासिल किया।

5.3 टीपी हटाना

अवायवीय क्षेत्रों के प्रभाव में टीपी स्तर और ए1 और बी1 के लिए जैविक टैंकों के प्रवाह की 22 दिनों तक बार-बार निगरानी की गई। परिणाम दिखाए गए हैंचित्र 5. बार्डेनफ़ो प्रक्रिया के लिए औसत टीपी निष्कासन 0.561 मिलीग्राम/लीटर था, जबकि पारंपरिक एएओ प्रक्रिया के लिए यह 0.449 मिलीग्राम/लीटर था। नतीजे बताते हैं कि समान परिस्थितियों में, बार्डेनफो प्रक्रिया ने पारंपरिक एएओ प्रक्रिया की तुलना में बेहतर समग्र टीपी निष्कासन हासिल किया।

5.4 सीओडी हटाना

अवायवीय क्षेत्रों के प्रभाव में सीओडी स्तर और ए1 और बी1 के लिए जैविक टैंकों के प्रवाह की 9 दिनों तक बार-बार निगरानी की गई। परिणाम दिखाए गए हैंचित्र 6. बार्डेनफो प्रक्रिया के लिए औसत सीओडी खपत 13 मिलीग्राम/लीटर थी, जबकि पारंपरिक एएओ प्रक्रिया के लिए यह 19 मिलीग्राम/लीटर थी। नतीजे बताते हैं कि समान परिस्थितियों में, पारंपरिक एएओ प्रक्रिया में बार्डेनफो प्रक्रिया की तुलना में सीओडी की मांग अधिक थी।

6 निष्कर्ष और आउटलुक

6.1 निष्कर्ष

समान मौसमी परिचालन स्थितियों के तहत, बार्डेनफो प्रक्रिया ने पारंपरिक एएओ प्रक्रिया की तुलना में अपशिष्ट जल में टीएन, टीपी और एनएच₃-एन के लिए बेहतर निष्कासन दक्षता की समग्र प्रवृत्ति का प्रदर्शन किया।

वर्तमान में, वूवू में पारंपरिक एएओ प्रक्रिया के साथ अपशिष्ट जल के उपचार के लिए वार्षिक फास्फोरस हटाने वाले एजेंट का उपयोग लगभग 2,961 टन है; बार्डेनफो प्रक्रिया के लिए, यह लगभग 2,000 टन है। इससे लगभग 450,000 आरएमबी की वार्षिक लागत बचत होती है, जो महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ दर्शाता है।

बार्डेनफ़ो प्रक्रिया का संचालन चीन के लगातार कड़े अपशिष्ट जल निर्वहन मानकों की आवश्यकताओं को पूरा करेगा और डाउनस्ट्रीम बा नदी जल प्रणाली में प्रदूषण को कम करेगा। इससे पानी की गुणवत्ता में अवधारणात्मक रूप से और प्रदूषण के स्तर में कमी के संदर्भ में महत्वपूर्ण सुधार होगा, जिससे धीरे-धीरे पर्यावरणीय कार्य बहाल होंगे। यह डाउनस्ट्रीम जल निकायों के पारिस्थितिक पर्यावरण की रक्षा के लिए विशेष महत्व रखता है। मौलिक रूप से, अपशिष्ट जल उपचार शहरी अपशिष्ट जल के भूजल स्रोतों में प्रदूषण को नियंत्रित करता है। इसलिए, यह शहरी जल आपूर्ति स्रोतों और डाउनस्ट्रीम जल स्रोतों के लिए एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है, धीरे-धीरे प्रदूषित पारिस्थितिक वातावरण को बहाल करता है। इससे शहरी निवासियों के लिए रहने के माहौल और उद्योग और वाणिज्य के लिए उत्पादन के माहौल में उल्लेखनीय सुधार होगा, शहर की बाहरी छवि में सुधार होगा, और अर्थव्यवस्था और समाज के स्वस्थ और टिकाऊ विकास में योगदान मिलेगा।