एएओ प्रक्रिया में चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति: प्रदूषक हटाने की क्षमता पर प्रभाव (सीओडी, टीएन, टीपी)

प्रदूषक निष्कासन दक्षता पर एएओ प्रक्रिया के एरोबिक क्षेत्र में चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति के प्रभाव का विश्लेषण

सिंहावलोकन

एएओ प्रक्रिया एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली अपशिष्ट जल उपचार तकनीक है, जिसमें मुख्य रूप से एनारोबिक, एनोक्सिक और एरोबिक चरण शामिल हैं, जो अपशिष्ट जल से प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए सहक्रियात्मक रूप से काम करते हैं। एरोबिक चरण एएओ प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण घटक है, और ऑक्सीजन आपूर्ति की विधि सीधे पूरे सिस्टम की समग्र परिचालन दक्षता को प्रभावित करती है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में एएओ प्रक्रिया की प्रभावशीलता को और बढ़ाने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति योजना का प्रस्ताव दिया है। सिस्टम के भीतर विभिन्न घुलित ऑक्सीजन (डीओ) सांद्रता वाले कई जोन स्थापित करके, इस योजना का उद्देश्य एरोबिक सूक्ष्मजीवों की चयापचय गतिविधि को अनुकूलित करना और प्रदूषक हटाने की दक्षता में सुधार करना है। इसलिए, प्रदूषक हटाने पर एएओ प्रक्रिया के एरोबिक क्षेत्र में चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति के प्रभाव का विश्लेषण करना महत्वपूर्ण व्यावहारिक मूल्य है।

एएओ प्रक्रिया के एरोबिक क्षेत्र में चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति का अवलोकन

एरोबिक क्षेत्र कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण और अपघटन के लिए प्राथमिक स्थल है। चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति के माध्यम से, विभिन्न क्षेत्रों में डीओ सांद्रता को कार्बनिक पदार्थों की गिरावट दर और सूक्ष्मजीवों की ऑक्सीजन मांग के आधार पर लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है, जिससे सभी क्षेत्रों में कार्बनिक पदार्थों की एक समान और पर्याप्त गिरावट सुनिश्चित हो सके। यह दृष्टिकोण कार्बनिक पदार्थ हटाने की दर में सुधार करने और प्रवाह गुणवत्ता को स्थिर करने में मदद करता है। एरोबिक क्षेत्र में, नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया द्वारा अमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्रेट में ऑक्सीकृत किया जाता है। चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति सुनिश्चित करती है कि नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया उपयुक्त डीओ सांद्रता के तहत कुशलतापूर्वक काम करते हैं, अत्यधिक उच्च या निम्न डीओ स्तरों के कारण होने वाली नाइट्रीकरण प्रक्रिया पर प्रतिकूल प्रभाव से बचते हैं। इसके साथ ही, पुनरावर्तन अनुपात और मिश्रित शराब एकाग्रता को नियंत्रित करके, नाइट्रीकरण प्रक्रिया को और अधिक अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दक्षता बढ़ जाती है। AAO प्रक्रिया एक साथ नाइट्रोजन और फास्फोरस को हटाने का कार्य करती है। एरोबिक क्षेत्र में चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति स्थितियों के तहत, फास्फोरस जमा करने वाले जीव (पीएओ) उचित डीओ सांद्रता के तहत फास्फोरस को पूरी तरह से अवशोषित कर सकते हैं और बाद के चरणों में फास्फोरस समृद्ध कीचड़ का निर्वहन करके फास्फोरस को हटा सकते हैं। इस बीच, एनोक्सिक और एरोबिक क्षेत्रों में परिचालन मापदंडों को समायोजित करके, डिनाइट्रीकरण प्रक्रिया को अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे कुल नाइट्रोजन हटाने की दक्षता में सुधार होगा।

मंचन के प्रभाव का विश्लेषण करने के लिए प्रायोगिक पद्धति प्रदूषक निष्कासन क्षमता पर ऑक्सीजन आपूर्ति

प्रयोग के दौरान, वातन तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए वातन वाल्व नियंत्रण प्रणाली, स्वचालित नियंत्रण प्रणाली और ब्लोअर उपकरणों की संख्या जैसे तरीकों का उपयोग किया गया, जिससे डीओ एकाग्रता प्रतिबिंबित हुई। प्रायोगिक सेटअप का प्रक्रिया प्रवाह दिखाया गया हैचित्र 1.

जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, एएओ प्रणाली के एरोबिक क्षेत्र को तीन क्षेत्रों में विभाजित किया गया है: सिर, मध्य और पूंछ अनुभाग। सिस्टम का हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी) 2 घंटे पर सेट किया गया था। रिएक्टर का आयाम 160 सेमी × 125 सेमी × 100 सेमी (लंबाई × चौड़ाई × ऊंचाई) था, जिसमें मिश्रित शराब की ऊंचाई 60 सेमी निर्धारित की गई थी। प्रतिक्रिया टैंकों के बीच प्रवाह की दिशा को गाइड दीवारों और बैफल्स का उपयोग करके नियंत्रित किया गया था।

नगर निगम के अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र के प्राथमिक अवसादन टैंक से अपशिष्ट नमूने एकत्र किए गए थे। अपशिष्ट जल की गुणवत्ता अपेक्षाकृत स्थिर थी, सभी प्रासंगिक संकेतक मानक सीमाओं के भीतर थे: टीपी सांद्रता 3.0 से 5.5 मिलीग्राम/लीटर, टीएन सांद्रता 26 से 49 मिलीग्राम/लीटर और सीओडी 255 से 485 मिलीग्राम/लीटर तक थी।

प्रत्येक एरोबिक अनुभाग वातन संचालन के लिए वातन प्रणाली बनाने के लिए एक भंवर वायु पंप और एक स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगर छिद्रित पाइप प्रणाली से सुसज्जित था। सिस्टम ऑपरेशन के दौरान, प्रत्येक भंवर वायु पंप स्वतंत्र रूप से और स्थिर रूप से संचालित होता है, क्रमशः 4-5 मिलीग्राम/लीटर, 3-4 मिलीग्राम/लीटर, और 2-3 मिलीग्राम/लीटर की सीमा के भीतर डीओ सांद्रता बनाए रखता है। प्रदूषक हटाने की दक्षता पर विशिष्ट प्रभाव निर्धारित करने के लिए विभिन्न वर्गों से डीओ सांद्रता और प्रवाह गुणवत्ता को मापा और विश्लेषण किया गया।

3 प्रदूषक हटाने की क्षमता पर हेड सेक्शन डीओ एकाग्रता के प्रभाव का विश्लेषण

3.1 सीओडी हटाने की दक्षता विश्लेषण

तीन अलग-अलग डीओ सांद्रता स्थितियों के तहत एएओ एरोबिक ज़ोन के मुख्य भाग में सीओडी हटाने के विश्लेषण से क्रमशः 91.3%, 90.5% और 90.8% की निष्कासन क्षमता के साथ 41.2, 40.2 और 40.8 मिलीग्राम/लीटर के प्रवाहित सीओडी मान दिखाई दिए। विशिष्ट विवरण इसमें दिखाए गए हैंचित्र 2.

डेटा विश्लेषण से संकेत मिलता है कि जबकि हेड सेक्शन में सीओडी हटाने की दक्षता अलग-अलग डीओ सांद्रता के तहत कुछ हद तक भिन्न थी, समग्र भिन्नता न्यूनतम थी और स्पष्ट सहसंबंध नहीं दिखा। जब डीओ सांद्रता 2-3 मिलीग्राम/लीटर स्तर से बढ़कर 3-4 मिलीग्राम/लीटर स्तर तक पहुंच गई, तो प्रवाह सीओडी और निष्कासन दक्षता क्रमशः 1.0 मिलीग्राम/लीटर और 0.8% कम हो गई। हालाँकि, जब डीओ सांद्रता 4-5 मिलीग्राम/लीटर स्तर तक बढ़ गई, तो प्रवाहित सीओडी और निष्कासन दक्षता में क्रमशः 0.6 मिलीग्राम/लीटर और 0.3% की वृद्धि हुई। विभिन्न डीओ सांद्रता ने सीओडी हटाने की दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डाला।

3.2 टीएन निष्कासन दक्षता विश्लेषण

हेड सेक्शन में टीएन निष्कासन के विश्लेषण से तीन डीओ स्थितियों के तहत 12.8, 12.3 और 13.1 मिलीग्राम/लीटर की प्रवाहित टीएन सांद्रता दिखाई गई, जिसमें निष्कासन दर क्रमशः 68.0%, 66.8% और 67.7% थी।

डेटा विश्लेषण से संकेत मिलता है कि हेड सेक्शन में टीएन हटाने की दक्षता अलग-अलग डीओ सांद्रता के तहत कुछ हद तक भिन्न थी, लेकिन समग्र भिन्नता न्यूनतम थी और स्पष्ट सहसंबंध नहीं दिखा। इस प्रकार, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि विभिन्न डीओ सांद्रता ने टीएन हटाने की दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डाला।

3.3 टीपी निष्कासन दक्षता विश्लेषण

हेड सेक्शन में टीपी निष्कासन के विश्लेषण से तीन डीओ स्थितियों के तहत क्रमशः 88.1%, 90.7% और 91.7% की निष्कासन दर के साथ 0.60, 0.51, और 0.48 मिलीग्राम/लीटर की प्रवाह टीपी सांद्रता दिखाई गई।

डेटा विश्लेषण से संकेत मिलता है कि हेड सेक्शन में टीपी हटाने की दक्षता डीओ एकाग्रता के साथ भिन्न होती है। डीओ सांद्रता बढ़ने से अपशिष्ट टीपी सांद्रता कम हो गई और निष्कासन दक्षता में और सुधार हुआ। इस प्रकार, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि 4-5 मिलीग्राम/लीटर के डीओ एकाग्रता स्तर ने अपेक्षाकृत उच्चतम निष्कासन दक्षता हासिल की।

व्यापक विश्लेषण से पता चलता है कि हेड सेक्शन में डीओ सांद्रता को 4-5 मिलीग्राम/एल स्तर पर सेट करने से फॉस्फोरस ग्रहण क्षमता अधिक होती है।

4 प्रदूषक हटाने की क्षमता पर मध्य खंड डीओ एकाग्रता के प्रभाव का विश्लेषण

4.1 सीओडी निष्कासन दक्षता विश्लेषण

मध्य खंड में सीओडी हटाने के विश्लेषण से तीन डीओ स्थितियों के तहत क्रमशः 91.0%, 90.9% और 91.2% की निष्कासन क्षमता के साथ 39.9, 38.9, और 40.4 मिलीग्राम/लीटर का प्रवाह सीओडी मान दिखाया गया। विशिष्ट विवरण इसमें दिखाए गए हैंचित्र तीन.

डेटा विश्लेषण से संकेत मिलता है कि जबकि मध्य खंड में सीओडी हटाने की दक्षता अलग-अलग डीओ सांद्रता के तहत कुछ हद तक भिन्न थी, समग्र भिन्नता न्यूनतम थी और स्पष्ट सहसंबंध नहीं दिखा। जब डीओ सांद्रता 2-3 मिलीग्राम/लीटर स्तर से बढ़कर 3-4 मिलीग्राम/लीटर स्तर तक पहुंच गई, तो प्रवाह सीओडी और निष्कासन दक्षता क्रमशः 1.0 मिलीग्राम/लीटर और 0.1% कम हो गई। हालाँकि, जब डीओ सांद्रता 4-5 मिलीग्राम/लीटर स्तर तक बढ़ गई, तो प्रवाहित सीओडी और निष्कासन दक्षता में क्रमशः 0.5 मिलीग्राम/लीटर और 0.3% की वृद्धि हुई। विभिन्न डीओ सांद्रता ने सीओडी हटाने की दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डाला।

4.2 टीएन निष्कासन दक्षता विश्लेषण

मध्य खंड में टीएन निष्कासन के विश्लेषण से तीन डीओ स्थितियों के तहत 13.8, 13.0, और 12.9 मिलीग्राम/लीटर की प्रवाहित टीएन सांद्रता दिखाई गई, जिसमें निष्कासन दर क्रमशः 62.5%, 66.3% और 66.4% थी। तुलनात्मक रूप से, 3-4 मिलीग्राम/लीटर और 4-5 मिलीग्राम/लीटर के डीओ सांद्रता स्तर के परिणामस्वरूप बेहतर टीएन निष्कासन दक्षता प्राप्त हुई।

4.3 टीपी निष्कासन दक्षता विश्लेषण

मध्य खंड में टीपी निष्कासन के विश्लेषण से तीन डीओ स्थितियों के तहत 0.57, 0.52 और 0.46 मिलीग्राम/लीटर की प्रवाह टीपी सांद्रता दिखाई गई, जिसमें क्रमशः 88.5%, 90.8% और 91.5% की निष्कासन दर थी। तुलनात्मक रूप से, 3-4 मिलीग्राम/लीटर और 4-5 मिलीग्राम/लीटर के डीओ एकाग्रता स्तर के परिणामस्वरूप बेहतर टीपी हटाने की दक्षता प्राप्त हुई।

व्यापक विश्लेषण से पता चलता है कि मध्य भाग में डीओ सांद्रता को 3-4 मिलीग्राम/लीटर स्तर पर सेट करने से उच्च प्रदूषक हटाने की दक्षता प्राप्त होती है।

प्रदूषक हटाने की क्षमता पर टेल सेक्शन डीओ एकाग्रता के प्रभाव का विश्लेषण

5.1 सीओडी हटाने की क्षमता विश्लेषण

टेल सेक्शन में सीओडी हटाने के विश्लेषण से तीनों डीओ एकाग्रता स्थितियों के तहत 91.8% की हटाने की दक्षता देखी गई। विभिन्न डीओ सांद्रता ने सीओडी हटाने की दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डाला।

5.2 टीएन निष्कासन दक्षता विश्लेषण

टेल सेक्शन में टीएन निष्कासन के विश्लेषण से तीन डीओ स्थितियों के तहत 11.5, 12.7, और 13.4 मिलीग्राम/लीटर की प्रवाहित टीएन सांद्रता दिखाई गई, जिसमें निष्कासन दर क्रमशः 72.7%, 67.9% और 66.5% थी। तुलनात्मक रूप से, 2-3 मिलीग्राम/लीटर के डीओ सांद्रता स्तर के परिणामस्वरूप टीएन हटाने की दक्षता बेहतर हुई।

5.3 टीपी निष्कासन दक्षता विश्लेषण

टेल सेक्शन में टीपी हटाने के विश्लेषण से पता चला कि जब डीओ सांद्रता 2.0 मिलीग्राम/एल से कम थी, तो हटाने की दक्षता 96% से अधिक नहीं थी। इस प्रयोग में, तीनों डीओ स्थितियों के तहत निष्कासन दर 90% थी, और अपशिष्ट सांद्रता प्राथमिक मानक के अनुरूप थी।

संक्षेप में, टेल सेक्शन में डीओ सांद्रता को 2-3 मिलीग्राम/एल स्तर पर सेट करने से उच्च प्रदूषक हटाने की दक्षता प्राप्त होती है।

निष्कर्ष

प्रदूषक हटाने की दक्षता पर एएओ प्रक्रिया के एरोबिक क्षेत्र में चरणबद्ध ऑक्सीजन आपूर्ति के विशिष्ट प्रभाव की जांच करने के लिए, अध्ययन के दौरान एरोबिक क्षेत्र को सिर, मध्य और पूंछ वर्गों में विभाजित किया गया था। इन वर्गों में सीओडी, टीएन और टीपी हटाने की दक्षता का विश्लेषण, अनुसंधान परिणामों के साथ मिलकर, यह दर्शाता है कि तीन एरोबिक क्षेत्रों में डीओ एकाग्रता स्तर को क्रमशः 4-5 मिलीग्राम/लीटर, 3-4 मिलीग्राम/लीटर, और 2-3 मिलीग्राम/लीटर पर सेट करने से बेहतर समग्र प्रदूषक हटाने की दक्षता प्राप्त होती है। यह दृष्टिकोण पारिस्थितिक पर्यावरण संरक्षण, ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी के प्रयासों के लिए समर्थन और संदर्भ प्रदान कर सकता है।