एमबीबीआर प्रौद्योगिकी के साथ औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार मामले का अध्ययन

एमबीबीआर प्रौद्योगिकी के साथ औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार मामले का अध्ययन

एक मध्यम आकार के खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र को बार-बार अनुपालन उल्लंघन का सामना करना पड़ रहा थाप्रति तिमाही 3 से 4 बार. उत्पादन भार में उतार-चढ़ावसीओडी को 1,200 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर धकेल दिया गया, मौजूदा सक्रिय कीचड़ प्रणाली पर भारी पड़ रहा है। कीचड़ का ढेर, असंगत नाइट्रीकरण, औरमासिक अधिभार में $12,000+यह स्पष्ट कर दिया: जैविक उपचार कोर को एक मौलिक पुन: डिज़ाइन की आवश्यकता है। इस केस अध्ययन में बताया गया है कि कैसे एमबीबीआर आधारित समाधान ने संयंत्र को बदल दिया90 दिनों से कम में.

परियोजना अवलोकन

खाद्य प्रसंस्करण उद्योग के तेजी से विस्तार के साथ, अपशिष्ट जल निर्वहन मात्रा और प्रदूषक भार में काफी वृद्धि हुई है। इस परियोजना में ग्राहक एक मध्यम से - बड़ा खाद्य उत्पादन उद्यम है, जिसने अपनी मौजूदा प्रणाली में प्रभावशाली गुणवत्ता और अपर्याप्त उपचार क्षमता में उतार-चढ़ाव के कारण लगातार अनुपालन समस्याओं का अनुभव किया है। संयंत्र सब्जियों, सॉस और खाने के लिए तैयार उत्पादों का प्रसंस्करण करता है, जिससे कच्चे माल की धुलाई, ब्लैंचिंग और उपकरण की सफाई से कार्बनिक पदार्थों, निलंबित ठोस पदार्थों और अमोनिया नाइट्रोजन से समृद्ध अपशिष्ट जल उत्पन्न होता है।

इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, एमबीबीआर (मूविंग बेड बायोफिल्म रिएक्टर) तकनीक पर आधारित एक उन्नत जैविक उपचार प्रणाली डिजाइन और कार्यान्वित की गई थी। पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रियाओं के विपरीत, जो पूरी तरह से निलंबित सूक्ष्मजीवों पर निर्भर करती हैं, एमबीबीआर पेश किया गया हैहज़ारों निःशुल्क-तैरते बायोफिल्म वाहकजो विशिष्ट जीवाणु समुदायों की मेजबानी करता है। यह दोहरी -निलंबन दृष्टिकोण प्रति इकाई आयतन में उच्च बायोमास सांद्रता, भार भिन्नता के खिलाफ मजबूत आघात प्रतिरोध और हाइड्रोलिक स्थितियों में अचानक परिवर्तन होने पर भी अधिक स्थिर नाइट्रीकरण प्रदर्शन प्रदान करता है।

कमीशनिंग के बाद, सिस्टम ने कीचड़ उत्पादन और परिचालन जटिलता दोनों को कम करते हुए डिस्चार्ज मानकों का लगातार अनुपालन हासिल किया। संयंत्र ने सभी अपशिष्ट संबंधित अधिभारों को समाप्त कर दिया और उपचार पदचिह्न का विस्तार किए बिना अतिरिक्त उत्पादन मात्रा स्वीकार करने की क्षमता प्राप्त की।

डिजाइन के पैमाने

जल की मात्रा

डिज़ाइन में उत्पादन के उतार-चढ़ाव और भविष्य की विस्तार आवश्यकताओं पर पूरी तरह से विचार किया गया। का एक चरम कारक1.8फसल अवधि के दौरान मौसमी उत्पादन वृद्धि को समायोजित करने के लिए अपनाया गया था, जब एक ही पाली में थ्रूपुट लगभग दोगुना हो सकता है।

प्रभावशाली जल गुणवत्ता

अपशिष्ट जल मुख्य रूप से कच्चे माल की धुलाई, प्रसंस्करण और उपकरण की सफाई से आता है। इसमें कार्बनिक पदार्थ और निलंबित ठोस पदार्थों की उच्च सांद्रता होती है, जिसमें सीओडी मान आमतौर पर होते हैं800 से 1,200 मिलीग्राम/लीटर. लगभग 0.5 का बीओडी/सीओडी अनुपात इंगित करता हैअच्छी बायोडिग्रेडेबिलिटी, इसे जैविक उपचार के लिए अच्छी तरह से {{0}उपयुक्त बनाता है।

निर्वहन मानक

उपचारित अपशिष्ट को स्थानीय पर्यावरणीय निर्वहन मानकों को पूरा करना आवश्यक है। ये सीमाएँ तुलनीय हैंचीन के जीबी 18918-2002 की कक्षा 1एऔर दक्षिण पूर्व एशियाई और मध्य पूर्वी बाजारों में विशिष्ट खाद्य उद्योग अपशिष्ट विनियमों के साथ संरेखित करें।

प्रक्रिया प्रवाह और तकनीकी स्पष्टीकरण

उपचार ट्रेन

समग्र उपचार प्रक्रिया शारीरिक पूर्व-उपचार से लेकर जैविक गिरावट और अंतिम स्पष्टीकरण तक एक तार्किक प्रगति का अनुसरण करती है:

स्क्रीनिंग → इक्वलाइजेशन → एमबीबीआर रिएक्टर → सेकेंडरी क्लेरिफायर → कीटाणुशोधन

यांत्रिक स्क्रीनिंग द्वारा मोटे ठोस पदार्थों और मलबे को हटा दिए जाने के बाद, अपशिष्ट जल एक समानीकरण टैंक में प्रवेश करता है जिसे डिज़ाइन किया गया है8 घंटे का हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी)।. यह बफर क्षमता खाद्य प्रसंस्करण संयंत्रों के लिए आवश्यक है, जहां उत्पादन कार्यक्रम अत्यधिक परिवर्तनशील निर्वहन पैटर्न को संचालित करते हैं। समकरण टैंक प्रवाह दर स्पाइक्स और एकाग्रता स्विंग्स दोनों को सुचारू बनाता है, जिससे जैविक चरण के बहाव के लिए एक सुसंगत फ़ीड सुनिश्चित होती है।

इक्वलाइज़ेशन टैंक से, अपशिष्ट जल को एमबीबीआर रिएक्टर में पंप किया जाता है, जो मुख्य उपचार इकाई के रूप में कार्य करता है। रिएक्टर के अंदर,हजारों निलंबित बायोफिल्म वाहकएक महीन बुलबुला वातन प्रणाली के आंदोलन के तहत जल स्तंभ में लगातार घूमते रहें। सूक्ष्मजीव इन वाहकों की संरक्षित आंतरिक सतहों पर निवास करते हैं, जिससे एक घनी, चयापचय रूप से सक्रिय बायोफिल्म परत बनती है। क्योंकि बैक्टीरिया स्वतंत्र रूप से तैरने के बजाय वाहकों से जुड़े होते हैं, सिस्टम बायोमास एकाग्रता प्राप्त करता है2 से 3 गुना अधिकसमान आयतन के पारंपरिक सक्रिय कीचड़ बेसिन की तुलना में।

यह हाइब्रिड आर्किटेक्चर कई महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है जो सीधे खाद्य उद्योग की परिचालन चुनौतियों का समाधान करता है:

प्रति इकाई आयतन में उच्च माइक्रोबियल घनत्व।वाहक मीडिया के प्रति घन मीटर 800 वर्ग मीटर/वर्ग मीटर से अधिक विशिष्ट सतह क्षेत्र के साथ, प्रत्येक रिएक्टर समतुल्य आयामों की निलंबित विकास प्रणाली की तुलना में काफी अधिक सक्रिय बायोमास की मेजबानी कर सकता है। यह एक ही टैंक के भीतर छोटे पदचिह्न या उच्च उपचार क्षमता का अनुवाद करता है।

एक साथ नाइट्रीकरण और जैविक क्षरण।बायोफिल्म की स्तरित संरचना बाहरी सतह पर एरोबिक जोन और भीतर गहरे एनोक्सिक माइक्रो{0}} जोन बनाती है। यह स्तरीकरण नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया (जो अमोनिया को नाइट्रेट में ऑक्सीकरण करता है) और हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया (जो कार्बनिक कार्बन का उपभोग करता है) को एक ही वाहक पर सह-अस्तित्व की अनुमति देता है। परिणामस्वरूप, सीओडी निष्कासन और अमोनिया ऑक्सीकरण अलग-अलग टैंक चरणों की आवश्यकता के बजाय समानांतर में आगे बढ़ता है।

हाइड्रोलिक और कार्बनिक शॉक भार के लिए मजबूत प्रतिरोध।सस्पेंडेड फ़्लॉक्स की तुलना में संलग्न {{0}ग्रोथ बैक्टीरिया धुलने के प्रति बहुत कम संवेदनशील होते हैं। जब प्रवाह या सीओडी सांद्रता में अचानक वृद्धि रिएक्टर से टकराती है, तो बायोफिल्म वाहकों पर बरकरार रहती है और स्थिति सामान्य होने पर पूरी गतिविधि फिर से शुरू कर देती है। यह निर्मित लचीलापन खाद्य प्रसंस्करण संयंत्रों के लिए महत्वपूर्ण है जहां उत्पादन शिखर और सफाई चक्र दैनिक लोड में उतार-चढ़ाव पैदा करते हैं।

मुख्य मेट्रिक्स और प्रदर्शन

आर्थिक संकेतक

परियोजना को कुल निवेश पर वितरित किया गया था$180,000, स्थापित क्षमता के लगभग 150 डॉलर प्रति घन मीटर के बराबर। यह उसी क्षेत्र में पारंपरिक सक्रिय कीचड़ संयंत्रों के साथ अनुकूल रूप से तुलना करता है, जो तुलनीय उपचार उद्देश्यों के लिए आम तौर पर $ 200 से $ 280 प्रति वर्ग मीटर तक होते हैं। परिचालन लागत तय की गई$0.35 प्रति घन मीटरउपचारित पानी का, जो मुख्य रूप से वातन ऊर्जा और न्यूनतम रासायनिक खपत द्वारा संचालित होता है।

उपचार प्रदर्शन

स्थिर संचालन स्थापित होने के बाद, प्रवाह की गुणवत्ता लगातार सभी निर्वहन सीमाओं को पूरा करती है या उससे अधिक हो जाती है। निम्नलिखित डेटा दौरान दर्ज किए गए औसत मूल्यों का प्रतिनिधित्व करता हैलगातार छह महीने की निगरानीकमीशनिंग के बाद:

सिस्टम उतार-चढ़ाव वाली प्रभावशाली परिस्थितियों में भी उत्कृष्ट स्थिरता प्रदर्शित करता है। एक के दौरान72 घंटे का उत्पादन वृद्धि परीक्षणजहां सीओडी लोडिंग अस्थायी रूप से दोगुनी हो गई, अपशिष्ट गुणवत्ता अनुमत सीमा के भीतर रही और अवशिष्ट सीओडी और बीओडी सांद्रता में केवल मामूली वृद्धि हुई। लोडिंग के सामान्य स्तर पर लौटने के 24 घंटों के भीतर बेसलाइन प्रदर्शन में सुधार देखा गया, जो बायोफिल्म आधारित उपचार वास्तुकला की मजबूती की पुष्टि करता है।

परियोजना की मुख्य बातें

पारंपरिक सक्रिय कीचड़ के स्थान पर एमबीबीआर क्यों चुनें?

इस संयंत्र के उन्नयन के लिए एमबीबीआर को अपनाने का निर्णय परिचालन मांगों और प्रक्रिया क्षमताओं की स्पष्ट तुलना से प्रेरित था। पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रणालियों की आवश्यकता होती हैनिरंतर कीचड़ रिटर्न पम्पिंग, वांछित मिश्रित शराब निलंबित ठोस (एमएलएसएस) एकाग्रता को बनाए रखने के लिए भोजन का सावधानीपूर्वक प्रबंधन {{0} से - सूक्ष्मजीव (एफ/एम) अनुपात, और आवधिक कीचड़ बर्बाद करना। ये नियंत्रण लूप ऑपरेटर का कार्यभार और ऊर्जा खपत बढ़ाते हैं। एमबीबीआर इनमें से कई बाधाओं को एकमुश्त समाप्त कर देता है:

बायोफिल्म कैरियर तकनीकी विशिष्टताएँ

एमबीबीआर प्रणाली का प्रदर्शन बायोफिल्म वाहक मीडिया की गुणवत्ता और डिजाइन पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है। इस परियोजना के लिए, उच्च -घनत्व पॉलीथीन (एचडीपीई) वाहक के साथविशिष्ट सतह क्षेत्र 800 वर्ग मीटर/वर्ग मीटर से अधिकका चयन किया गया. इसका मतलब यह है कि रिएक्टर में पैक किया गया प्रत्येक घन मीटर वाहक बैक्टीरिया के उपनिवेशण के लिए एक टेनिस कोर्ट के बराबर सतह क्षेत्र प्रदान करता है।

इस परियोजना में तैनात वाहक मीडिया की मुख्य विशिष्टताएँ:

40% भरण अनुपातहाइड्रोलिक दक्षता के साथ उपचार क्षमता को संतुलित करने के लिए चुना गया था। इस लोडिंग पर, वाहक एक मजबूत बायोफिल्म के लिए पर्याप्त सतह क्षेत्र प्रदान करते हुए, मृत क्षेत्रों या शॉर्ट सर्किटिंग के बिना पूरे रिएक्टर वॉल्यूम में स्वतंत्र रूप से चलते हैं। रिएक्टर आउटलेट पर एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई रिटेंशन स्क्रीन वाहक हानि को रोकती है जबकि उपचारित पानी और निलंबित ठोस पदार्थों को द्वितीयक स्पष्टीकरण से गुजरने की अनुमति देती है।

निष्कर्ष

यह प्रोजेक्ट दर्शाता है कि एमबीबीआर तकनीक एक हैअत्यधिक कुशल और विश्वसनीयऔद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार के लिए समाधान, विशेष रूप से उतार-चढ़ाव वाले भार और परिवर्तनीय फ़ीड विशेषताओं वाले उद्योगों के लिए। कॉम्पैक्ट रिएक्टर डिज़ाइन के साथ संलग्न विकास जीव विज्ञान का संयोजन ऑपरेटरों को आमतौर पर उन्नत उपचार प्रौद्योगिकियों से जुड़ी परिचालन जटिलता के बिना लगातार अनुपालन प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।

साथ90% सीओडी हटाना, 95% बीओडी हटाना, और केवल $0.35 प्रति घन मीटर की परिचालन लागत, एमबीबीआर दृष्टिकोण विश्वसनीय प्रदर्शन के साथ-साथ मजबूत अर्थशास्त्र प्रदान करता है। पारंपरिक सक्रिय कीचड़ की तुलना में 30% छोटा पदचिह्न अन्य उपयोगों और वाहक के लिए मूल्यवान भूमि को मुक्त करता है10+ वर्ष सेवा जीवनसंयंत्र के परिचालन क्षितिज पर न्यूनतम प्रतिस्थापन लागत सुनिश्चित करता है।

एमबीबीआर इसके लिए विशेष रूप से उपयुक्त है:

खाद्य प्रसंस्करण संयंत्रमौसमी और दैनिक उत्पादन में उतार-चढ़ाव के साथ, जहां लगातार अनुपालन के लिए शॉक लोड लचीलापन आवश्यक है।

रसायन और दवा उद्योगपरिवर्तनीय विषाक्तता प्रोफाइल के साथ जटिल जैविक अपशिष्ट धाराओं के मजबूत उपचार की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग।

नगरपालिका अपशिष्ट जल उन्नयन परियोजनाएँजहां मौजूदा बुनियादी ढांचे को भौतिक पदचिह्न का विस्तार किए बिना उच्च क्षमता या अधिक कठोर पोषक तत्व हटाने के लक्ष्यों के लिए रेट्रोफिट किया जाना चाहिए।