एमबीबीआर प्रौद्योगिकी अवलोकन और अनुप्रयोग|कुशल अपशिष्ट जल उपचार के लिए मूविंग बेड बायोफिल्म रिएक्टर

प्रवाह गुणवत्ता

1. अतिरिक्त कार्बनिक पदार्थ

कार्बनिक पदार्थों की उपचार दक्षता को मुख्य रूप से प्रभावित करने वाले कारकों में शामिल हैं:

(1) पोषक तत्व
सामान्य तौर पर, अपशिष्ट जल में नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे पोषक तत्व माइक्रोबियल जरूरतों के लिए पर्याप्त होते हैं, और अक्सर अधिक मात्रा में भी। हालाँकि, जब औद्योगिक अपशिष्ट जल का अनुपात अपेक्षाकृत अधिक होता है, तो कार्बन {{1} नाइट्रोजन - फॉस्फोरस अनुपात की जाँच की जानी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह 100: 5: 1 के मानक को पूरा करता है।

● यदि नाइट्रोजन की कमी हो तो आमतौर पर अमोनियम लवण मिलाया जाता है।

● यदि फॉस्फोरस की कमी हो तो आमतौर पर फॉस्फोरिक एसिड या फॉस्फेट मिलाया जाता है।

(2) पी.एच
अपशिष्ट जल का pH आमतौर पर तटस्थ होता है, 6.5 से 7.5 के बीच। पीएच में थोड़ी कमी सीवेज पाइपलाइन में अवायवीय किण्वन के कारण हो सकती है। बरसात के मौसम में पीएच में महत्वपूर्ण गिरावट अक्सर शहरी अम्लीय वर्षा के कारण होती है, खासकर संयुक्त सीवर प्रणालियों में।
पीएच में अचानक और बड़ा परिवर्तन, चाहे वृद्धि या कमी, आमतौर पर औद्योगिक अपशिष्ट जल के बड़े निर्वहन के कारण होता है। अपशिष्ट जल के पीएच को समायोजित करने में आमतौर पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड या सल्फ्यूरिक एसिड जोड़ना शामिल होता है, लेकिन इससे उपचार लागत काफी बढ़ जाती है।

(3) तेल और ग्रीस
जब अपशिष्ट जल में तैलीय पदार्थों की मात्रा अधिक होगी, तो वातन उपकरण की वातन दक्षता कम हो जाएगी। वातन में वृद्धि के बिना, उपचार दक्षता कम हो जाएगी, लेकिन वातन बढ़ने से परिचालन लागत अनिवार्य रूप से बढ़ जाती है।
उच्च तेल सामग्री भी सक्रिय कीचड़ के निपटान प्रदर्शन को कम कर देती है, और गंभीर मामलों में कीचड़ के ढेर का कारण बन सकती है, जिससे अपशिष्ट पदार्थों में निलंबित ठोस (एसएस) मानकों से अधिक हो जाते हैं। उच्च तेल सामग्री वाले प्रभाव के लिए, तेल हटाने वाले उपकरण को प्रीट्रीटमेंट चरण में जोड़ा जाना चाहिए।

(4) तापमान
सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया पर तापमान का व्यापक प्रभाव पड़ता है।

● सबसे पहले, यह माइक्रोबियल गतिविधि को प्रभावित करता है। सर्दियों में यदि नियंत्रण के उपाय नहीं किए गए तो उपचार की क्षमता कम हो जाएगी।

● दूसरा, यह द्वितीयक अवसादन टैंकों में पृथक्करण प्रदर्शन को प्रभावित करता है; उदाहरण के लिए, तापमान परिवर्तन के कारण घनत्व धाराएं और शॉर्ट सर्किट हो सकता है; कम तापमान कीचड़ की चिपचिपाहट को बढ़ाता है और निपटान क्षमता को कम करता है।

● तीसरा, तापमान वातन दक्षता को प्रभावित करता है। गर्मियों में, उच्च तापमान घुलित ऑक्सीजन संतृप्ति को कम कर देता है, जिससे ऑक्सीजन स्थानांतरण अधिक कठिन हो जाता है और वातन दक्षता कम हो जाती है। इससे वायु घनत्व भी कम हो जाता है, इसलिए समान वायु आपूर्ति बनाए रखने के लिए वायु की मात्रा बढ़ानी होगी।

2.टीपी (कुल फास्फोरस) मानकों से अधिक

जैविक फॉस्फोरस निष्कासन पॉलीफॉस्फेट {{0}संचय करने वाले जीवों (पीएओ) पर निर्भर करता है जो एनारोबिक स्थितियों के तहत फॉस्फोरस जारी करते हैं और एरोबिक स्थितियों के तहत अतिरिक्त फॉस्फोरस को अवशोषित करते हैं। फॉस्फोरस को फॉस्फोरस से भरपूर अतिरिक्त कीचड़ को डिस्चार्ज करके हटा दिया जाता है। अपशिष्ट टीपी के मानकों से अधिक होने के कारणों में शामिल हैं:

(1) तापमान
तापमान जैविक नाइट्रोजन निष्कासन की तुलना में फॉस्फोरस निष्कासन को कम स्पष्ट रूप से प्रभावित करता है। एक निश्चित सीमा के भीतर, मध्यम तापमान परिवर्तन के बावजूद जैविक फास्फोरस निष्कासन सफलतापूर्वक संचालित होता है। प्रयोगों से पता चलता है कि फास्फोरस को हटाना 10 डिग्री से ऊपर के तापमान पर बेहतर होता है, क्योंकि पीएओ कम तापमान पर धीमी गति से बढ़ते हैं।

(2) पीएच मान
पीएच 6.5 और 8.0 के बीच, फॉस्फोरस सामग्री और पॉलीफॉस्फेट सूक्ष्मजीवों की ग्रहण दर स्थिर रहती है। जब पीएच 6.5 से नीचे चला जाता है, तो फॉस्फोरस ग्रहण तेजी से कम हो जाता है। अचानक पीएच गिरने से एरोबिक और एनारोबिक दोनों क्षेत्रों में फॉस्फोरस एकाग्रता में तेजी से वृद्धि होती है; पीएच में जितनी अधिक गिरावट होगी, फास्फोरस उतना ही अधिक निकलेगा। यह रिलीज़ पीएओ की शारीरिक या जैव रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं है, बल्कि विशुद्ध रूप से रासायनिक "एसिड विघटन" प्रभाव है। पीएच ड्रॉप के कारण बड़े अवायवीय फॉस्फोरस रिलीज के परिणामस्वरूप एरोबिक फॉस्फोरस का अवशोषण कम हो जाता है, जो दर्शाता है कि रिलीज विनाशकारी और अप्रभावी है। पीएच बढ़ने पर थोड़ा फास्फोरस ग्रहण होता है।

(3) घुलित ऑक्सीजन (डीओ)
प्रत्येक मिलीग्राम आणविक ऑक्सीजन 1.14 मिलीग्राम बायोडिग्रेडेबल सीओडी का उपभोग कर सकता है, जो पीएओ विकास को रोकता है और फॉस्फोरस हटाने में बाधा उत्पन्न करता है। अवायवीय क्षेत्र को अवायवीय जीवों द्वारा एसिड किण्वन को बढ़ावा देने, पीएओ द्वारा फॉस्फोरस रिलीज को बढ़ावा देने और बायोडिग्रेडेबल कार्बनिक पदार्थ की खपत को कम करने के लिए कम डीओ बनाए रखना चाहिए, जिससे पीएओ को अधिक पीएचबी संश्लेषित करने में सक्षम बनाया जा सके। इसके विपरीत, एरोबिक ज़ोन को सीवेज से घुले हुए फॉस्फेट को अवशोषित करने और इंट्रासेल्युलर पॉलीफॉस्फेट को संश्लेषित करने के लिए ऊर्जा प्राप्त करने के लिए संग्रहित पीएचबी को कम करने में पीएओ का समर्थन करने के लिए उच्च डीओ की आवश्यकता होती है। प्रभावी एनारोबिक फॉस्फोरस रिलीज और एरोबिक अवशोषण सुनिश्चित करने के लिए डीओ को एनारोबिक क्षेत्रों में 0.3 मिलीग्राम/लीटर से नीचे और एरोबिक क्षेत्रों में 2 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर नियंत्रित किया जाना चाहिए।

(4) अवायवीय टैंक में नाइट्रेट नाइट्रोजन
अवायवीय क्षेत्र में नाइट्रेट नाइट्रोजन कार्बनिक सब्सट्रेट्स का उपभोग करता है, पीएओ के फॉस्फोरस रिलीज को रोकता है और इस प्रकार एरोबिक स्थितियों के तहत फॉस्फोरस ग्रहण को प्रभावित करता है। इसके अलावा, नाइट्रेट नाइट्रोजन का उपयोग डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया द्वारा डिनाइट्रीकरण के लिए इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में किया जाता है, जो पीएओ फॉस्फोरस चयापचय के लिए आवश्यक एसिड का उत्पादन करने वाली किण्वन प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करता है, पीएओ फॉस्फोरस रिलीज, अपटेक और पीएचबी संश्लेषण को दबाता है। प्रत्येक मिलीग्राम नाइट्रेट नाइट्रोजन 2.86 मिलीग्राम बायोडिग्रेडेबल सीओडी की खपत करता है, जो अवायवीय फास्फोरस रिलीज को रोकता है। आमतौर पर, नाइट्रेट नाइट्रोजन को 1.5 मिलीग्राम/लीटर से नीचे नियंत्रित किया जाता है।

(5) कीचड़ आयु
फॉस्फोरस निष्कासन मुख्य रूप से अतिरिक्त कीचड़ का निर्वहन करके प्राप्त किया जाता है; इस प्रकार, अतिरिक्त कीचड़ की मात्रा हटाने की दक्षता निर्धारित करती है। कीचड़ की आयु सीधे तौर पर कीचड़ निर्वहन की मात्रा और फास्फोरस ग्रहण को प्रभावित करती है। कीचड़ की आयु कम होने से अतिरिक्त कीचड़ निर्वहन और सिस्टम फास्फोरस निष्कासन को बढ़ाकर फास्फोरस हटाने में सुधार होता है, जिससे द्वितीयक अवसादन प्रवाह में फास्फोरस कम हो जाता है। हालाँकि, जैविक नाइट्रोजन और फॉस्फोरस हटाने के लिए नाइट्रिफाइंग और डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के विकास के लिए पर्याप्त कीचड़ आयु की आवश्यकता होती है, जिससे अक्सर फॉस्फोरस निष्कासन असंतोषजनक हो जाता है। आम तौर पर, फॉस्फोरस हटाने वाली प्रणालियों में कीचड़ की आयु 3.5 और 7 दिनों के बीच नियंत्रित होती है।

(6) सीओडी/टीपी अनुपात
जैविक फॉस्फोरस हटाने में, अवायवीय चरण में कार्बनिक सब्सट्रेट्स का प्रकार और मात्रा, और सीवेज में फॉस्फोरस के लिए रोगाणुओं द्वारा आवश्यक पोषक तत्वों का अनुपात, हटाने की दक्षता को गंभीर रूप से प्रभावित करता है। विभिन्न सब्सट्रेट अलग-अलग फॉस्फोरस रिलीज और ग्रहण को प्रेरित करते हैं। कम आणविक भार, आसानी से नष्ट होने वाले कार्बनिक पदार्थ (उदाहरण के लिए, वाष्पशील फैटी एसिड) का उपयोग पीएओ द्वारा संग्रहीत पॉलीफॉस्फेट को जारी करने और फॉस्फोरस रिलीज को दृढ़ता से प्रेरित करने के लिए किया जाता है। उच्च आणविक भार, कठोर {{5} से - निम्नीकृत कार्बनिक पदार्थ कमजोर फॉस्फोरस रिलीज को प्रेरित करते हैं। अवायवीय रूप से फॉस्फोरस का विमोचन जितना अधिक पूरा होगा, एरोबिक रूप से फॉस्फोरस का अवशोषण उतना ही अधिक होगा। पीएओ अवायवीय परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए कम आणविक कार्बनिक पदार्थों को अवशोषित करने के लिए अवायवीय फास्फोरस रिलीज से ऊर्जा का उपयोग करते हैं। इसलिए, पीएओ के अस्तित्व और आदर्श फॉस्फोरस निष्कासन के लिए पर्याप्त कार्बनिक पदार्थ (सीओडी/टीपी > 15) आवश्यक है।

(7) आसानी से बायोडिग्रेडेबल सीओडी (आरबीसीओडी)
अध्ययनों से पता चलता है कि एसिटिक, प्रोपियोनिक और फॉर्मिक एसिड जैसे सब्सट्रेट उच्च फास्फोरस रिलीज दर का कारण बनते हैं, जो सक्रिय कीचड़ एकाग्रता और माइक्रोबियल संरचना पर निर्भर करते हैं, न कि सब्सट्रेट एकाग्रता पर। इस तरह का फॉस्फोरस रिलीज शून्य - ऑर्डर कैनेटीक्स का पालन करता है। पीएओ द्वारा उन्हें चयापचय करने से पहले अन्य कार्बनिक पदार्थों को इन छोटे अणुओं में परिवर्तित किया जाना चाहिए।

(8) ग्लाइकोजन
ग्लाइकोजन ग्लूकोज इकाइयों से बना एक बड़ा शाखित पॉलीसेकेराइड है और इंट्रासेल्युलर ऊर्जा भंडारण के रूप में कार्य करता है। पीएओ में, ग्लाइकोजन एरोबिक वातावरण में बनता है, एनएडीएच (पीएचए संश्लेषण के लिए एक अग्रदूत) का उत्पादन करने के लिए एनारोबिक स्थितियों के तहत चयापचयित ऊर्जा का भंडारण करता है, जो चयापचय ऊर्जा प्रदान करता है। अत्यधिक वातन या अधिक -ऑक्सीकरण से पीएओ में ग्लाइकोजन कम हो जाता है, जिससे अवायवीय स्थितियों में एनएडीएच की कमी हो जाती है और फॉस्फोरस का निष्कासन खराब हो जाता है।

(9) हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी)
अच्छी तरह से संचालित {{0}नगरपालिका जैविक नाइट्रोजन और फास्फोरस हटाने वाली प्रणालियों में, फास्फोरस रिलीज और ग्रहण के लिए आमतौर पर क्रमशः 1.5-2.5 घंटे और 2.0-3.0 घंटे की आवश्यकता होती है। फॉस्फोरस का निकलना कुछ अधिक महत्वपूर्ण है; इस प्रकार, अवायवीय एचआरटी की बारीकी से निगरानी की जाती है। बहुत कम अवायवीय एचआरटी पर्याप्त फॉस्फोरस रिलीज और कम फैटी एसिड में कार्बनिक पदार्थ के टूटने को रोकता है; बहुत लंबे समय तक लागत और दुष्प्रभाव बढ़ जाते हैं। फॉस्फोरस रिलीज और ग्रहण एक दूसरे से जुड़े हुए हैं: पर्याप्त अवायवीय रिलीज एरोबिक ग्रहण में सुधार करता है और इसके विपरीत, एक सकारात्मक चक्र बनाता है। ऑपरेशनल डेटा उपयुक्त एचआरटी को 1h15m-1h45m एनारोबिक और 2h-3h10m एरोबिक के रूप में दर्शाता है।

(10) रिटर्न अनुपात (आर)
ए/ओ (एनारोबिक/एरोबिक) प्रक्रियाओं में, वातन टैंक से द्वितीयक अवसादन टैंक में लौटने वाले सक्रिय कीचड़ में पर्याप्त घुलनशील ऑक्सीजन बनाए रखना महत्वपूर्ण है ताकि बाद में अवायवीय फास्फोरस रिलीज को रोका जा सके। तेजी से कीचड़ हटाने के बिना, मोटी कीचड़ परतें उच्च डीओ के बावजूद अवायवीय फॉस्फोरस रिलीज का कारण बनती हैं। इस प्रकार, वापसी अनुपात बहुत कम नहीं होना चाहिए, जिससे अवसादन टैंकों से कीचड़ का त्वरित निर्वहन सुनिश्चित हो सके। अत्यधिक उच्च रिटर्न अनुपात ऊर्जा की खपत को बढ़ाता है और वातन टैंक में कीचड़ प्रतिधारण समय को कम करता है, जिससे बीओडी5 और फॉस्फोरस हटाने में बाधा आती है। इष्टतम रिटर्न अनुपात 50% और 70% के बीच होता है।

3.यांत्रिक और विद्युत उपकरण

सीवेज और कीचड़ उपचार का स्थिर संचालन विश्वसनीय यांत्रिक और विद्युत उपकरणों पर निर्भर करता है, जो संयंत्र ऊर्जा खपत को भी प्रभावित करता है।

(1) बार स्क्रीन मशीन
उपचार में पहला कदम, दोषों की संभावना है जो सीवेज प्रवाह को रोक सकता है। सामान्य मुद्दे:

बियरिंग घिसाव या यांत्रिक विफलता के कारण जाम होना। नियमित स्नेहन और निरीक्षण की आवश्यकता है।

रेशों, प्लास्टिक थैलियों द्वारा रुकावट के कारण प्रवाह और अतिप्रवाह कम हो जाता है। तकनीकी उन्नयन या मैन्युअल सफाई की आवश्यकता है।

(2) लिफ्ट पंप
अधिकतर सबमर्सिबल पंप। पंप प्ररित करनेवाला और सील रिंग अंतराल मलबे से अवरुद्ध हो सकते हैं, जिससे सीलिंग और दक्षता कम हो सकती है, जिससे मोटर विफलता हो सकती है। नियमित निरीक्षण, पंप रोटेशन, और उन्नत बार स्क्रीन ऑपरेशन की सिफारिश की गई।

परिवर्तनीय प्रवाह और संग्रह प्रणाली डिज़ाइन के लिए उतार-चढ़ाव को कुशलतापूर्वक संभालने के लिए निश्चित {{0}गति और परिवर्तनीय -गति पंपों के साथ ग्रेडिएंट में व्यवस्थित पंपों की आवश्यकता होती है।

(3) ब्लोअर
कुंजी और ऊर्जा {{0}गहन उपकरण। मापदंडों में वायु प्रवाह, दबाव, बिजली की खपत और शोर शामिल हैं। आमतौर पर सेंट्रीफ्यूगल ब्लोअर का उपयोग दक्षता, जीवनकाल, शोर और स्थिरता में रूट्स ब्लोअर की तुलना में फायदे के साथ किया जाता है। परिवर्तनीय आवृत्ति नियंत्रण और एकाधिक ब्लोअर कॉन्फ़िगरेशन ऊर्जा उपयोग को अनुकूलित करते हैं।

इमल्सीफिकेशन और ओवरहीटिंग को रोकने के लिए तेल कूलर, फिल्टर का नियमित रखरखाव और उचित तेल की गुणवत्ता सुनिश्चित करना आवश्यक है।

(4) वातन प्रमुख
अधिकतर माइक्रोपोरस झिल्ली (डिस्क, गुंबद, प्लेट, ट्यूब प्रकार)। क्लॉगिंग और रबर की उम्र बढ़ने से ऑक्सीजन स्थानांतरण दक्षता कम हो जाती है। सुरक्षा सावधानियों के साथ फॉर्मिक एसिड या उच्च दबाव वाली हवा से नियमित सफाई की आवश्यकता होती है। कंडेनसेट को हटाने के लिए नाली के वाल्व नियमित रूप से खोले जाने चाहिए। गंभीर रूप से बंद या क्षतिग्रस्त डिफ्यूज़र को बदला जाना चाहिए।

(5) कीचड़ हटाने के उपकरण
कुछ प्रक्रियाओं में द्वितीयक अवसादन टैंक (उदाहरण के लिए, एसबीआर, यूनिटैंक) का अभाव होता है, जिससे कीचड़ परत फ़नल हो जाती है और अपर्याप्त कीचड़ निर्वहन होता है, जिससे ऊर्जा और रासायनिक खपत बढ़ जाती है। रुक-रुक कर या बहु-बिंदु कीचड़ निर्वहन की सिफारिश की गई। अवसादन टैंकों में स्क्रेपर और सक्शन उपकरणों का नियमित रखरखाव आवश्यक है।

(6) पानी निकालने वाली मशीनें
दो मुख्य प्रकार: सेंट्रीफ्यूज और बेल्ट फिल्टर प्रेस।

4.अपकेंद्रित्र:

कीचड़ सांद्रता, फ़ीड दर, गति अंतर, केक ठोस पर पॉलिमर खुराक, फ़िल्टर एसएस और रिकवरी पर विचार करें।

बड़ा गति अंतर कीचड़ प्रतिधारण को कम करता है, नमी की मात्रा बढ़ाता है और ठोस पदार्थों को छानता है।

छोटे अंतर से अलगाव में सुधार होता है लेकिन रुकावट का खतरा रहता है।
अनुकूलन के लिए पॉलिमर खुराक और फ़ीड दर को समायोजित करें।

सामान्य मुद्दे:अपर्याप्त धुलाई के कारण अलार्म, स्नेहन रुकावट से अधिक गर्मी सहन करना, आवृत्ति कनवर्टर से मोटर अलार्म, और विशेष रूप से बरसात के मौसम में छोटे कीचड़ के प्रवाह के कारण कीचड़ का निर्वहन नहीं होना। कम करने के लिए परिचालन मापदंडों को समायोजित करें।

बेल्ट फ़िल्टर प्रेस:
पानी निकालने के लिए रोलर्स के ऊपर से गुजरने वाली दो बेल्टों के बीच कीचड़ को दबाया और काटा जाता है।
परिचालन और रखरखाव बिंदुओं में समान कीचड़ वितरण, नरम स्क्रेपर्स, नोजल सफाई प्रणाली, स्वचालित बेल्ट ट्रैकिंग और इंटरलॉक सुरक्षा शामिल हैं।

सामान्य मुद्दे: बेल्ट फिसलन, बेल्ट विचलन, क्लॉगिंग, और केक ठोस में गिरावट ज्यादातर ओवरलोडिंग, अनुचित तनाव, क्षतिग्रस्त रोलर्स और अतिरिक्त पॉलिमर के कारण होती है। नियमित समायोजन और सफाई आवश्यक है।

निगरानी उपकरण

उच्च अशुद्धता और कठोर वातावरण के कारण बार-बार माप त्रुटियाँ होती हैं या ऑनलाइन विश्लेषक क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, जिससे नियंत्रण और स्वचालन प्रभावित होता है।

उचित जल नमूना प्रीट्रीटमेंट इकाइयां और एकाग्रता सीमा से मेल खाने वाले विश्लेषक आवश्यक हैं। संचार लागत को कम करने के लिए बड़े उपकरणों में संयंत्र स्वचालन के साथ संगत नियंत्रण प्रणाली होनी चाहिए।

रखरखाव प्रक्रियाओं में नियोजित स्पेयर पार्ट्स, नियमित अंशांकन, सफाई और उपभोग्य सामग्रियों का प्रतिस्थापन शामिल है।

सीवेज संयंत्रों पर बार-बार बिजली गिरने के कारण बाहरी उपकरणों के लिए बिजली से सुरक्षा महत्वपूर्ण है। सुरक्षा की कमी के कारण मरम्मत की उच्च लागत और परिचालन जोखिम होते हैं।