अमोनिया नाइट्रोजन निष्कासन: अपशिष्ट जल में पीई बनाम पीपीसी एमबीबीआर पैकिंग

विभिन्न सामग्रियों की एमबीबीआर पैकिंग का उपयोग करके सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल और संयुक्त सीवेज से अमोनिया नाइट्रोजन निकालना

मूविंग बेड बायोफिल्म रिएक्टर (एमबीबीआर) सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया और पारंपरिक बायोफिल्म प्रक्रिया के फायदों को जोड़ता है, जो इसे आधुनिक जैविक सीवेज उपचार में एक अभिनव और क्रांतिकारी तकनीक बनाता है। पिछले कई अध्ययनों से पता चला है कि एमबीबीआर प्रक्रिया शहरी सीवेज के नाइट्रोजन हटाने के दबाव को प्रभावी ढंग से कम कर सकती है। एमबीबीआर प्रक्रिया में जैव - वाहक पैकिंग बायोफिल्म को पूरे रिएक्टर तक पहुंचा सकती है, बायोफिल्म, ऑक्सीजन और प्रतिक्रिया सब्सट्रेट्स के बीच संपर्क को बढ़ावा दे सकती है, और गिरावट प्रतिक्रियाओं की दक्षता में सुधार कर सकती है। उनकी अद्वितीय स्थिरता और घनत्व विशेषताओं के कारण, उनके पास व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं।

वर्तमान में, अधिकांश एमबीबीआर बायो - वाहक पैकिंग मुख्य रूप से पॉलीथीन (पीई), पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी), पॉलीयूरेथेन (पीयू) और छिद्रपूर्ण पॉलीयूरेथेन (पीपीसी) जैसी सामग्रियों से बने होते हैं। उनमें से, पीई आधारित एमबीबीआर पैकिंग का अपशिष्ट जल में क्रोमा, सीओडीसीआर, अमोनिया नाइट्रोजन, कुल नाइट्रोजन, कुल कार्बनिक कार्बन और वाष्पशील फिनोल पर अच्छा निष्कासन प्रभाव पड़ता है; पीपी पैकिंग का उपयोग ज्यादातर संयुक्त एमबीबीआर प्रक्रियाओं में किया जाता है, जैसे एमबीबीआर {{3}एओ संयुक्त प्रक्रिया और एमबीबीआर {{4}एमबीआर संयुक्त प्रक्रिया; पीयू और पीपीसी पैकिंग में उच्च सरंध्रता होती है, जो सूक्ष्मजीवों के लिए एक बड़ा लगाव क्षेत्र प्रदान कर सकती है, जिससे सूक्ष्मजीवों को तेजी से और स्थिर रूप से बढ़ने में सक्षम बनाया जा सकता है, जिससे अपशिष्ट जल में कार्बनिक प्रदूषकों और विभिन्न पोषक तत्वों को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है। पीई और पीपीसी पैकिंग वर्तमान में दो व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकार हैं। बेहतर प्रदर्शन के साथ पीई पैकिंग अधिक व्यापक रूप से लागू की जाती है, जबकि पीपीसी पैकिंग में मजबूत हाइड्रोफिलिसिटी और बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है, जो सूक्ष्मजीवों के जुड़ाव के लिए अधिक अनुकूल होता है। दोनों प्रकार की पैकिंग के अपने-अपने फायदे और नुकसान हैं, और दोनों में अच्छी यांत्रिक शक्ति और कम लागत है। हालाँकि, एमबीबीआर {{11}एओ युग्मित प्रक्रिया में सूक्ष्म {9}प्रदूषित नदी जल और संयुक्त तूफानी जल{{10}सीवेज से उनके अमोनिया नाइट्रोजन हटाने के प्रभावों पर कुछ रिपोर्टें हैं। यह पेपर एमबीबीआर में विभिन्न प्रकार के एमबीबीआर जैव वाहक पैकिंग (पीई और पीपीसी सामग्री) को जोड़ने के प्रभाव का पता लगाता है। सूक्ष्म नदी जल और संयुक्त तूफान जल सीवेज से अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दक्षता पर एओ युग्मित प्रक्रिया। इसके साथ ही, यह विभिन्न एमबीबीआर बायो-वाहक पैकिंग की बायोफिल्म निर्माण दर और सेवा जीवन का विश्लेषण करता है, जिसका लक्ष्य सीवेज उपचार के लिए एमबीबीआर प्रक्रिया में विभिन्न एमबीबीआर बायो-वाहक पैकिंग के विशिष्ट चयन तरीकों में सुधार करना है।

1. सीवेज उपचार प्रक्रिया

1. 1 प्रक्रिया प्रवाह और जैव-वाहक पैकिंग विवरण

इस अध्ययन में उपयोग किया जाने वाला सीवेज उपचार उपकरण एक स्व-डिज़ाइन किया गया जैविक द्रवीकृत बेड रिएक्टर है, जो एमबीबीआर {{1}एओ युग्मित प्रक्रिया को अपनाता है। मुख्य प्रक्रिया प्रवाह चित्र 1(ए) में दिखाया गया है, और विशिष्ट उपकरण में एक ग्रिल, एक लिफ्ट पंप, एमबीबीआर जैव {{4} वाहक पैकिंग, एक एकीकृत उच्च - दक्षता जैविक नाइट्रोजन हटाने वाला टैंक, एक उच्च दक्षता अवसादन टैंक, एक वातन प्रणाली, आदि शामिल हैं। रिएक्टर की प्रभावशाली प्रवाह दर 50 m³/d (लगभग 2 m³/h) है, प्रभावी हाइड्रोलिक अवधारण समय 5 है घंटे, और रिएक्टर की प्रभावी मात्रा लगभग 10 वर्ग मीटर है।

सीवेज उपचार उपकरण में एमबीबीआर बायो{{0}कैरियर पैकिंग पीई-आधारित पैकिंग और पीपीसी जेल कैरियर पैकिंग हैं। पीई आधारित पैकिंग Φ25 मिमी × 10 मिमी, 19 छेद और पंचकोणीय चैनलों के आकार के साथ कुंडलाकार विकिरण के आकार में होती है, जिसका विशिष्ट सतह क्षेत्र लगभग 500 वर्ग मीटर / वर्ग मीटर होता है [चित्रा 1 (बी)]; पीपीसी जेल वाहक पैकिंग Φ10 मिमी × 10 मिमी × 10 मिमी के आकार और लगभग 5,000 वर्ग मीटर / वर्ग मीटर के विशिष्ट सतह क्षेत्र के साथ घन हैं [चित्रा 1 (सी)]।

1.2 सीवेज गुणवत्ता

इस अध्ययन में, सीवेज उपचार उपकरण का उपयोग दो प्रकार के जल निकायों के उपचार के लिए किया गया था: सूक्ष्म -प्रदूषित नदी जल और संयुक्त तूफानी जल-सीवेज। सूक्ष्म प्रदूषित नदी का पानी कम प्रदूषण स्तर वाले झेजियांग क्षेत्र की एक शहरी नदी से था, और इसकी अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता अपेक्षाकृत कम थी, औसत द्रव्यमान सांद्रता 5 मिलीग्राम/लीटर थी। संयुक्त तूफानी जल सीवेज झेजियांग में एक सीवेज उपचार संयंत्र के दो सीवेज पंपिंग स्टेशनों (पंपिंग स्टेशन 1 और पंपिंग स्टेशन 2) का प्रभावशाली स्रोत था, जिसमें अपेक्षाकृत उच्च अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता 3 से 20 मिलीग्राम/लीटर तक थी। ऐसा इसलिए है क्योंकि वर्षा अवधि के दौरान हवा में कुछ नाइट्रोजन ऑक्साइड वर्षा जल के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रिक एसिड या नाइट्रेट बनाते हैं, जो अमोनिया ऑक्सीकरण बैक्टीरिया के प्रजनन के लिए अधिक अनुकूल है, जिसके परिणामस्वरूप सीवेज में अपेक्षाकृत उच्च अमोनिया नाइट्रोजन सामग्री होती है। इस बीच, दोनों जल निकायों का पीएच मान 7 और 9 के बीच बनाए रखा गया।

1.3 सीवेज उपचार उपकरण के ऑपरेटिंग पैरामीटर

1.2.1 प्रारंभिक बायोफिल्म निर्माण प्रक्रिया

बायोफिल्म निर्माण के लिए बैचों में पैकिंग जोड़कर सीवेज उपचार प्रणाली शुरू की गई थी। रिएक्टर में पैकिंग के वास्तविक द्रवीकरण प्रभाव के अनुसार, जोड़े गए पैकिंग का अंतिम मात्रा अंश 20% निर्धारित किया गया था। स्टार्ट अप प्रक्रिया के दौरान, सिस्टम में निलंबित कीचड़ को वापस नहीं किया गया था, और सीवेज उपचार के दौरान कीचड़ वापसी अनुपात 1: 8 था।

1.2.2 डिवाइस ऑपरेटिंग पैरामीटर्स का नियंत्रण

सीवेज उपचार उपकरण कमरे के तापमान (20 डिग्री) पर संचालित होता है। डिवाइस के निचले भाग में वातन उपकरण का उपयोग सीवेज उपचार के दौरान वातन दर को नियंत्रित करने के लिए किया गया था। इस बीच, डिवाइस की प्रभावशाली प्रवाह दर 2 m³/h पर नियंत्रित की गई, और सीवेज उपचार के दौरान अन्य पैरामीटर मूल रूप से सुसंगत रहे। पम्पिंग स्टेशन 1 और पम्पिंग स्टेशन 2 से संयुक्त तूफानी जल सीवेज, साथ ही सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल को प्रभावशाली जल नमूनों के रूप में चुना गया था।

2. परिणाम और चर्चा

2.1 विभिन्न सामग्रियों के साथ एमबीबीआर पैकिंग की बायोफिल्म निर्माण दर

सीवेज उपचार उपकरण के शुरुआती चरण के दौरान, प्रभावशाली पानी की गुणवत्ता स्थिर थी। बैचों में पैकिंग जोड़ने के बाद, पैकिंग में सामान्य बायोफिल्म का निर्माण और परिपक्वता हुई।

समान परिचालन स्थितियों के तहत, विभिन्न सामग्रियों के साथ बायो - वाहक पैकिंग की बायोफिल्म निर्माण दर उनकी अंतर्निहित विशेषताओं के कारण काफी भिन्न होती है। पीई आधारित पैकिंग की बायोफिल्म निर्माण दर अपेक्षाकृत धीमी थी, जिसमें बंद वातन संस्कृति के लिए ग्लूकोज जैसे रसायनों को शामिल करने की आवश्यकता थी। एमबीबीआर एओ युग्मित प्रक्रिया में पीई और पीपीसी पैकिंग के संचालन को देखकर, यह पाया गया कि पीई पैकिंग जोड़ने के लगभग 5 दिन बाद, वाहक की सतह पर एक पतली पीली भूरे रंग की बायोफिल्म दिखाई दी। लगभग 1 सप्ताह तक निरंतर संचालन के बाद, वाहक सतह पर बड़ी संख्या में पैरामेशिया, एपिस्टिलिस, रोटिफ़र्स और थोड़ी मात्रा में वोर्टिसेला दिखाई दिए, जो दर्शाता है कि बायोफिल्म मूल रूप से परिपक्व था और सिस्टम स्टार्ट अप इस समय पूरा हो गया था। इसके विपरीत, पीपीसी पैकिंग की बायोफिल्म निर्माण दर तेज थी, और बायोफिल्म मूल रूप से लगभग 3 दिनों में परिपक्व हो जाती थी, जबकि कीचड़ को पैकिंग के अंदरूनी हिस्से में अवशोषित किया जा सकता था। बायोफिल्म के निर्माण से अमोनिया ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया की गतिविधि में सुधार करने में मदद मिलती है। पीई पैकिंग की तुलना में, पीपीसी पैकिंग का बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र बायोफिल्म निर्माण और माइक्रोबियल स्थिरीकरण के लिए अधिक अनुकूल है। विभिन्न प्रकार के सीवेज का उपचार करने वाली एक ही सामग्री की पीई पैकिंग के लिए, पैकिंग के बायोफिल्म निर्माण प्रभाव में भी महत्वपूर्ण अंतर दिखाई दिया। चित्र 2(ए) से देखा जा सकता है कि सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल में पीई पैकिंग की सतह पर एक पतली हल्की भूरी बायोफिल्म थी। हालाँकि, चित्र 2(बी) से पता चलता है कि संयुक्त तूफानी जल में पीई पैकिंग की सतह पर बायोफिल्म परत खंडित हो गई थी, जो दर्शाता है कि सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल में पीई पैकिंग का बायोफिल्म निर्माण प्रभाव संयुक्त तूफानी पानी में पीई पैकिंग की तुलना में काफी बेहतर था। चित्र 2(सी) और चित्र 2(डी) से देखा जा सकता है कि सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल और संयुक्त तूफान जल सीवेज में पीपीसी पैकिंग के बायोफिल्म निर्माण प्रभाव में अंतर महत्वपूर्ण नहीं था।

2. 2 विभिन्न सामग्रियों के साथ वाहक पैकिंग जैव की अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की क्षमता

पंपिंग स्टेशनों से निकलने वाले सीवेज के वास्तविक उपचार प्रभाव के मूल्यांकन के लिए अमोनिया नाइट्रोजन सामग्री एक प्रमुख संकेतक है। इसलिए, एमबीबीआर{{2}एओ युग्मित प्रक्रिया में जैव - वाहक पैकिंग प्रकारों के चयन के लिए अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की क्षमता का महत्वपूर्ण व्यावहारिक मार्गदर्शक महत्व है।

2. 3 अमोनिया नाइट्रोजन निष्कासन प्रक्रिया के अल्पकालिक संचालन के दौरान सूक्ष्म -प्रदूषित नदी जल पर पीई और पीपीसी पैकिंग का प्रभाव

जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, पीई और पीपीसी पैकिंग के साथ एमबीबीआर -एओ युग्मित प्रक्रिया की औसत प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता क्रमशः 3.69 मिलीग्राम/एल और 3.39 मिलीग्राम/एल थी। इस बीच, वास्तविक प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता में काफी उतार-चढ़ाव हुआ, जो वर्षा के कारण हुआ। पीई पैकिंग की प्रक्रिया में, अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की औसत मात्रा और सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल की औसत हटाने की दर क्रमशः 3.12 मिलीग्राम/लीटर और 84.55% थी, जो पीपीसी पैकिंग वाली प्रक्रिया (2.56 मिलीग्राम/लीटर और 75.52%) से अधिक थी। यह इंगित करता है कि एमबीबीआर {{12}एओ युग्मित प्रक्रिया में पीई पैकिंग जोड़ने से अल्पावधि में (12 दिनों के भीतर) सूक्ष्म प्रदूषित नदी के पानी से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने के लिए अधिक अनुकूल है।

2.4 अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की प्रक्रिया के अल्पकालिक संचालन के दौरान संयुक्त स्टॉर्मवाटर {{0}सीवेज पर पीई और पीपीसी पैकिंग का अमोनिया नाइट्रोजन हटाने का प्रभाव

जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, पीई पैकिंग के साथ एमबीबीआर {{4}एओ युग्मित प्रक्रिया के अल्पावधि (18{3}दिन) संचालन के दौरान, पंपिंग स्टेशन 1 [चित्र 4(ए)] और पंपिंग स्टेशन 2 [चित्र 4(बी)] से संयुक्त तूफानी पानी {{12}सीवेज की औसत प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता क्रमशः 7.24 मिलीग्राम/एल और 9.35 मिलीग्राम/लीटर थी। जब एमबीबीआर{26}एओ युग्मित प्रक्रिया का उपयोग करके पंपिंग स्टेशन 1 और पंपिंग स्टेशन 2 से संयुक्त तूफान जल सीवेज के अल्पावधि (18{17}दिन) उपचार में पीई पैकिंग को जोड़ा गया, तो अपशिष्ट में अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता में काफी कमी आई। अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की औसत मात्रा क्रमशः 6.93 मिलीग्राम/लीटर और 7.9 मिलीग्राम/लीटर थी, औसत हटाने की दर क्रमशः 95.71% और 84.49% थी। पंपिंग स्टेशन 1 से संयुक्त तूफानी जल सीवेज के अल्पावधि (18{35}} दिन) उपचार के दौरान, अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर 90% से ऊपर रही, और 9वें दिन लगभग 100% तक पहुंच गई। उपचारित सीवेज संलग्न सूक्ष्मजीवों के विकास के लिए अधिक अनुकूल हो सकता है, जिससे अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने को बढ़ावा मिलेगा। इस बीच, पंपिंग स्टेशन 2 से संयुक्त तूफानी जल-सीवेज के अल्पावधि (18 दिन) उपचार के दौरान, अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर ज्यादातर 90% के आसपास रही, यह दर्शाता है कि एमबीबीआर-एओ युग्मित प्रक्रिया में पीई पैकिंग जोड़ने से अल्पावधि (18 दिन) में संयुक्त तूफानी जल-सीवेज में अमोनिया नाइट्रोजन पर मजबूत निष्कासन प्रभाव पड़ता है।

जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, पीपीसी पैकिंग के साथ एमबीबीआर {{1}एओ युग्मित प्रक्रिया में, पंपिंग स्टेशन 1 [चित्रा 5 (ए)] और पंपिंग स्टेशन 2 [चित्रा 5 (बी)] से संयुक्त तूफानी जल सीवेज की प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता बड़े उतार-चढ़ाव के साथ क्रमशः 3 से 20 मिलीग्राम / एल और 3 से 22 मिलीग्राम / एल तक थी। यह वर्षा के कारण हो सकता है, जिससे हवा में नाइट्रोजन ऑक्साइड सीवेज प्रणाली में प्रवेश कर जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव होता है। पंपिंग स्टेशन 1 और पंपिंग स्टेशन 2 से संयुक्त तूफानी जल सीवेज की औसत प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता क्रमशः 14.76 मिलीग्राम/लीटर और 13.26 मिलीग्राम/लीटर थी। एमबीबीआर द्वारा अल्पावधि उपचार (24 दिन) के बाद पीपीसी पैकिंग के साथ एमबीबीआर एओ युग्मित प्रक्रिया से, प्रवाह में अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता में काफी कमी आई, औसत द्रव्यमान सांद्रता केवल 5.32 मिलीग्राम/लीटर और 6.42 मिलीग्राम/लीटर थी। अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की औसत मात्रा 9.44 मिलीग्राम/लीटर और 6.84 मिलीग्राम/लीटर थी, और औसत हटाने की दर क्रमशः 63.96% और 51.58% थी। यह इंगित करता है कि पीपीसी पैकिंग का संयुक्त तूफानी जल सीवेज से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। संयुक्त तूफानी जल में अमोनिया नाइट्रोजन की उच्च सांद्रता सीवेज में अन्य जटिल घटकों की शुरूआत के कारण हो सकती है, जिससे पीपीसी पैकिंग द्वारा अमोनिया नाइट्रोजन के क्षरण को रोका जा सकता है। पीई पैकिंग की तुलना में, पीपीसी पैकिंग में छोटे छिद्र और उच्च सरंध्रता होती है। संयुक्त तूफानी जल में अशुद्धियाँ और निलंबित कण पीपीसी पैकिंग के छिद्रों को अवरुद्ध कर सकते हैं, जिससे पैकिंग के अंदर जमाव हो सकता है और इस प्रकार अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दक्षता कम हो सकती है। इस बीच, पिछले अध्ययनों में पाया गया है कि 1 मिमी से छोटी बायोफिल्म पैकिंग के अंदर छिद्रों में रुकावट पैदा कर सकती है। यद्यपि बायोफिल्म्स पैकिंग की आंतरिक रुकावट को तेज कर सकते हैं, लेकिन वे मुख्य कारक नहीं हैं।

एमबीबीआर{{1}एओ युग्मित प्रक्रिया के अल्पावधि संचालन के दौरान, संयुक्त तूफान जल {{2}सीवेज के लिए पीई पैकिंग की औसत अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर (पंपिंग स्टेशन 1 के लिए 95.71% और पंपिंग स्टेशन 2 के लिए 84.49%) सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल (84.55%) की तुलना में थोड़ी अधिक थी। इसके विपरीत, संयुक्त तूफान जल सीवेज (पंपिंग स्टेशन 1 के लिए 63.96% और पंपिंग स्टेशन 2 के लिए 51.58%) के लिए पीपीसी पैकिंग की औसत अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल (75.52%) की तुलना में थोड़ी कम थी। पीई पैकिंग के लिए, सूक्ष्म प्रदूषित नदी जल की तुलना में, संयुक्त तूफानी जल में कम घुलित ऑक्सीजन सांद्रता - सीवेज नाइट्रोजन हटाने के लिए पीई पैकिंग पर सूक्ष्मजीवों के एक साथ नाइट्रीकरण और डीनाइट्रीकरण के लिए अधिक अनुकूल है। पीपीसी पैकिंग के बायोफिल्म निर्माण के दौरान, कीचड़ को पैकिंग के अंदरूनी हिस्से में सोख लिया जाता है, जिससे घुलित ऑक्सीजन सांद्रता में वृद्धि होती है, जो आंतरिक सूक्ष्मजीवों के एक साथ नाइट्रीकरण और डीनाइट्रीकरण के लिए अनुकूल नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त तूफानी जल {{21} सीवेज और सूक्ष्म - प्रदूषित नदी जल दोनों में अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर में कमी आती है।

संक्षेप में, पीई पैकिंग को जोड़ने से अल्पावधि में एमबीबीआर {{1}एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा संयुक्त तूफानी जल में अमोनिया नाइट्रोजन के क्षरण के लिए अधिक अनुकूल है।

अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की प्रक्रिया के दीर्घकालिक संचालन के दौरान संयुक्त स्टॉर्मवाटर {{0}सीवेज पर पीई और पीपीसी पैकिंग का अमोनिया नाइट्रोजन हटाने का प्रभाव

जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, पीई पैकिंग के साथ एमबीबीआर {4}एओ युग्मित प्रक्रिया के दीर्घकालिक (96{3}दिन) संचालन के दौरान, पंपिंग स्टेशन 1 [चित्र 6(ए)] और पंपिंग स्टेशन 2 [चित्रा 6(बी)] से संयुक्त तूफानी पानी के प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान की सांद्रता 2 से 25 मिलीग्राम/लीटर और 3 से 35 के बीच थी। एमजी/एल, क्रमशः, बड़े उतार-चढ़ाव के साथ। औसत प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता क्रमशः 10.20 मिलीग्राम/लीटर और 8.93 मिलीग्राम/लीटर थी। एमबीबीआर -एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा उपचार के बाद, प्रवाह में औसत अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता घटकर 2.93 मिलीग्राम/लीटर और 2.67 मिलीग्राम/लीटर हो गई, जिसमें औसत निष्कासन मात्रा 7.27 मिलीग्राम/लीटर और 6.26 मिलीग्राम/लीटर थी, और औसत निष्कासन दर क्रमशः 71.27% और 70.10% थी। एमबीबीआर {{34}एओ युग्मित प्रक्रिया के दीर्घकालिक (96{33}} दिन) संचालन के दौरान पीई पैकिंग जोड़कर पंपिंग स्टेशन 1 और पंपिंग स्टेशन 2 से संयुक्त तूफानी जल सीवेज में अमोनिया नाइट्रोजन के क्षरण में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था, और अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर लगभग 74% पर बनाए रखी गई थी। यह इंगित करता है कि एमबीबीआर {{35}एओ युग्मित प्रक्रिया में पीई पैकिंग जोड़ने से लंबी अवधि (96{45 दिन) ऑपरेशन के दौरान संयुक्त तूफानी पानी में अमोनिया नाइट्रोजन पर अच्छा निष्कासन प्रभाव पड़ता है। जब पीई पैकिंग के साथ एमबीबीआर-एओ युग्मित प्रक्रिया बाद के चरण (84-96 दिन) में संचालित की गई, भले ही प्रभाव को पंपिंग स्टेशन 1 या पंपिंग स्टेशन 2 से तूफानी जल-सीवेज संयुक्त किया गया हो, प्रवाहित अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता में काफी वृद्धि हुई, और अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर प्रक्रिया संचालन के प्रारंभिक चरण में लगभग 90% हटाने की दर से काफी कम थी। ऐसा इसलिए है क्योंकि लंबे समय तक उपयोग के बाद, पीई पैकिंग स्वयं क्षतिग्रस्त और पुरानी हो जाती है, और पैकिंग की सतह का खुरदरापन बदल जाता है, जिससे सेवा शक्ति और अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की क्षमता में कमी आती है।

चित्र 7, पीपीसी पैकिंग के साथ एमबीबीआर{2}}एओ युग्मित प्रक्रिया के दीर्घकालिक संचालन के दौरान प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता, प्रवाहित अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता, अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की मात्रा और अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर में परिवर्तन दिखाता है। पंपिंग स्टेशन 1 [चित्र 7(ए)] और पंपिंग स्टेशन 2 [चित्र 7(बी)] से संयुक्त तूफानी पानी {{4}सीवेज की प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता 3 से 35 मिलीग्राम/लीटर तक थी, औसत प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता क्रमशः 10.96 मिलीग्राम/लीटर और 8.10 मिलीग्राम/लीटर थी। एमबीबीआर -एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा उपचार के बाद, प्रवाह में औसत अमोनिया नाइट्रोजन द्रव्यमान सांद्रता घटकर 3.96 मिलीग्राम/लीटर और 3.39 मिलीग्राम/लीटर हो गई, जिसमें औसत निष्कासन मात्रा 7.00 मिलीग्राम/लीटर और 4.71 मिलीग्राम/लीटर और औसत निष्कासन दर क्रमशः 63.87% और 58.15% थी। एमबीबीआर{{23}एओ युग्मित प्रक्रिया के दीर्घकालिक संचालन के दौरान, पीपीसी पैकिंग जोड़ने से पंपिंग स्टेशन 2 की तुलना में पंपिंग स्टेशन 1 से संयुक्त तूफानी जल सीवेज में अमोनिया नाइट्रोजन पर थोड़ा बेहतर क्षरण प्रभाव पड़ा, लेकिन अंतर महत्वपूर्ण नहीं था। यह इंगित करता है कि एमबीबीआर {{28}एओ युग्मित प्रक्रिया में पीपीसी पैकिंग जोड़ने से लंबी अवधि के ऑपरेशन के दौरान संयुक्त तूफानी पानी {{29}सीवेज में अमोनिया नाइट्रोजन पर एक निश्चित निष्कासन प्रभाव पड़ता है। लंबी अवधि के ऑपरेशन के दौरान पीपीसी पैकिंग के साथ एमबीबीआर {{32}एओ युग्मित प्रक्रिया की अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर छोटी अवधि के ऑपरेशन की तुलना में अधिक थी। ऐसा इसलिए है क्योंकि लंबी अवधि के संचालन के दौरान, पीपीसी पैकिंग के अंदर कीचड़ जमा हो जाता है, जिससे एक स्थानीय अवायवीय या एनोक्सिक वातावरण बनता है, जो नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की जीवन गतिविधियों के लिए उपयुक्त रहने का वातावरण प्रदान करता है। नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया तेजी से प्रजनन करते हैं, और स्थानीय प्रतिक्रिया दर तेज हो जाती है

संक्षेप में, पीई पैकिंग जोड़ने से लंबी अवधि के ऑपरेशन के दौरान एमबीबीआर {{1}एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा संयुक्त तूफानी जल सीवेज में अमोनिया नाइट्रोजन के क्षरण के लिए अधिक अनुकूल है। इस बीच, लंबे समय तक उपयोग के बाद पीई पैकिंग को समय पर बदला या साफ किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि एमबीबीआर {6}एओ युग्मित प्रक्रिया के दीर्घकालिक संचालन के दौरान सीवेज में अमोनिया नाइट्रोजन को अभी भी प्रभावी ढंग से हटाया जा सके।

विभिन्न सामग्रियों के साथ जैव वाहक पैकिंग की सेवा जीवन

पीपीसी पैकिंग की तुलना में, एमबीबीआर{{3}एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा सूक्ष्म{1}प्रदूषित नदी जल और संयुक्त तूफानी जल{{2}सीवेज के दीर्घकालिक उपचार के दौरान पीई पैकिंग का सेवा जीवन लंबा होता है। जैसा कि चित्र 8(ए) में दिखाया गया है, पीपीसी पैकिंग्स को एमबीबीआर{6}}एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा सीवेज उपचार प्रक्रिया के दौरान स्लैगिंग और क्षति का अनुभव होता है। इस बीच, लंबी अवधि के ऑपरेशन के बाद पैकिंग के अंदर उम्र बढ़ने और जमाव होता है [आंकड़े 8 (बी) और 8 (सी)]। पीपीसी पैकिंग में कीचड़ पारगम्यता खराब है। हालाँकि पीपीसी पैकिंग जैसे स्पंज का विशिष्ट सतह क्षेत्र बड़ा होता है, उनके आंतरिक छिद्र कीचड़ द्वारा आसानी से सोख लिए जाते हैं और बाहर निकलना मुश्किल होता है। पैकिंग के अंदर लंबे समय तक कीचड़ जमा होने से अवायवीय या अनॉक्सी वातावरण बनता है, जिससे पैकिंग का रंग धीरे-धीरे भूरे से काले में बदल जाता है। इससे लंबी अवधि के संचालन के दौरान पीपीसी पैकिंग में स्लैगिंग, टूट-फूट, उम्र बढ़ने और ढेर लगने जैसी समस्याएं होती हैं, जिससे उनकी सेवा का जीवन छोटा हो जाता है। यह संयुक्त तूफानी जल से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने में पीपीसी पैकिंग के खराब प्रभाव का मुख्य कारक भी है -सीवेज [आंकड़े 5(ए) और 5(बी)]। इसके विपरीत, बेहतर स्थायित्व और लंबे समय तक सेवा जीवन के साथ, एमबीबीआर{24}एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा दीर्घकालिक सीवेज उपचार के दौरान पीई पैकिंग में मूल रूप से उपरोक्त समस्याएं नहीं थीं। एक उचित वाहक विन्यास बायोफिल्म पर जल प्रवाह के प्रभाव को प्रभावी ढंग से बफर कर सकता है, जिससे बायोफिल्म को क्षतिग्रस्त हुए बिना स्थिर रूप से बढ़ने की अनुमति मिलती है।

निष्कर्ष

इस अध्ययन में, एमबीबीआर {{1}एओ युग्मित प्रक्रिया की सीवेज उपचार प्रक्रिया के दौरान पीई बायो {{0} वाहक पैकिंग और पीपीसी पैकिंग को जोड़ा गया था। सूक्ष्म प्रदूषित नदी के पानी और संयुक्त तूफानी जल में अमोनिया नाइट्रोजन के क्षरण पर पैकिंग सामग्री के प्रभाव, साथ ही विभिन्न सामग्रियों के साथ पैकिंग की माइक्रोबियल बायोफिल्म निर्माण दर और सेवा जीवन की जांच की गई। पीपीसी पैकिंग की तुलना में, पीई पैकिंग में बायोफिल्म निर्माण दर धीमी होती है लेकिन सेवा जीवन लंबा होता है। इस बीच, चाहे एमबीबीआर{{11}एओ युग्मित प्रक्रिया द्वारा सूक्ष्म{9}प्रदूषित नदी जल और संयुक्त तूफानी जल{{10}सीवेज के दीर्घावधि या अल्पावधि उपचार में उपयोग किया जाए, पीई पैकिंग अमोनिया नाइट्रोजन पर बेहतर क्षरण प्रभाव प्रदर्शित करती है। शोध के परिणाम सीवेज उपचार प्रक्रियाओं में पैकिंग सामग्री के चयन के लिए तकनीकी सहायता प्रदान करते हैं।