एनारोबिक आईसी और यूएएसबी प्रक्रियाओं के बीच अंतर

1.1 यूएएसबी रिएक्टर

1.1.1 यूएएसबी का परिचय

अपफ्लो एनारोबिक कीचड़ कंबल रिएक्टर (यूएएसबी) अपशिष्ट जल के उपचार के लिए एक अवायवीय जैविक विधि है, जिसे अपफ्लो एनारोबिक कीचड़ कंबल रिएक्टर के रूप में भी जाना जाता है, जिसका आविष्कार 1977 में नीदरलैंड के प्रोफेसर लेटिंगा ने किया था।

यूएएसबी के माध्यम से अपशिष्ट जल नीचे से ऊपर की ओर बहता है। रिएक्टर के निचले भाग में एक उच्च सांद्रता, अत्यधिक सक्रिय कीचड़ बिस्तर है जहां अपशिष्ट जल में अधिकांश कार्बनिक प्रदूषक अवायवीय किण्वन और मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड में गिरावट से गुजरते हैं। जल प्रवाह और हवा के बुलबुले की हलचल के कारण, कीचड़ बिस्तर के ऊपर एक कीचड़ निलंबन परत बन जाती है। डाइजेस्टर गैस, डाइजेस्टर तरल और कीचड़ कणों को अलग करने के लिए रिएक्टर के शीर्ष पर एक तीन - चरण विभाजक स्थापित किया गया है। रिएक्टर के शीर्ष से डाइजेस्टर गैस का निर्वहन किया जाता है; कीचड़ के कण स्वचालित रूप से नीचे की ओर खिसकते हैं और रिएक्टर के निचले भाग में कीचड़ के बिस्तर पर जम जाते हैं; डाइजेस्टर तरल को स्पष्टीकरण क्षेत्र से छुट्टी दे दी जाती है।

यूएएसबी की लोडिंग क्षमता उच्च है और यह उच्च सांद्रता वाले जैविक अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयुक्त है। एक अच्छी तरह से काम करने वाला यूएएसबी (अल्ट्रा अवायवीय कीचड़ बंकर) उच्च कार्बनिक प्रदूषक हटाने की दर प्रदर्शित करता है, किसी हलचल की आवश्यकता नहीं होती है, और महत्वपूर्ण भार झटके, तापमान और पीएच परिवर्तनों के अनुकूल हो सकता है।

1.1.2 यूएएसबी संरचना

यूएएसबी की विशेषता इसकी एकीकृत जैविक प्रतिक्रिया और अवसादन प्रणाली है, जो इसे एक कॉम्पैक्ट अवायवीय रिएक्टर बनाती है। रिएक्टर में मुख्य रूप से एक प्रभावशाली वितरण प्रणाली, एक प्रतिक्रिया क्षेत्र, एक तीन चरण विभाजक, एक गैस कक्ष और एक उपचारित जल निर्वहन प्रणाली शामिल होती है।

1.1.3 यूएएसबी कार्य सिद्धांत

यूएएसबी रिएक्टर में अवायवीय प्रतिक्रिया प्रक्रिया अन्य अवायवीय जैविक उपचार प्रक्रियाओं के समान है, जिसमें हाइड्रोलिसिस, अम्लीकरण, एसिटिक एसिड उत्पादन और मेथनोजेनेसिस शामिल हैं। विभिन्न सूक्ष्मजीव सब्सट्रेट परिवर्तन प्रक्रिया में भाग लेते हैं, सब्सट्रेट को अंतिम उत्पाद बायोगैस, पानी और अन्य अकार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित करते हैं।

यूएएसबी में तीन भाग होते हैं: एक कीचड़ प्रतिक्रिया क्षेत्र, एक गैस {{0}तरल {{1} ठोस तीन {{2} चरण विभाजक (अवसादन क्षेत्र सहित), और एक गैस कक्ष। नीचे के प्रतिक्रिया क्षेत्र में बड़ी मात्रा में अवायवीय कीचड़ रहता है, और अच्छे अवसादन और फ्लोक्यूलेशन गुणों वाला कीचड़ नीचे एक कीचड़ की परत बनाता है। उपचारित किया जाने वाला अपशिष्ट जल अवायवीय कीचड़ बिस्तर के तल में बहता है और कीचड़ की परत में कीचड़ के साथ मिल जाता है। कीचड़ में सूक्ष्मजीव अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थ को विघटित करते हैं, इसे बायोगैस में परिवर्तित करते हैं। बायोगैस लगातार छोटे-छोटे बुलबुलों के रूप में निकलती रहती है। जैसे-जैसे ये बुलबुले उठते हैं, वे विलीन हो जाते हैं, जिससे धीरे-धीरे बड़े बुलबुले बनते हैं। कीचड़ बिस्तर के शीर्ष पर, बायोगैस कीचड़ को उत्तेजित करती है, जिससे अपेक्षाकृत पतला कीचड़ पानी का मिश्रण बनता है जो पानी के साथ तीन चरण विभाजक में ऊपर उठता है। जब बायोगैस विभाजक के तल पर परावर्तक प्लेट का सामना करती है, तो यह प्लेट के चारों ओर विक्षेपित हो जाती है और फिर पानी की परत के माध्यम से गैस कक्ष में चली जाती है, जहां यह केंद्रित होती है। फिर बायोगैस को एक नाली के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है। ठोस तरल मिश्रण, परावर्तन के बाद, तीन चरण विभाजक के अवसादन क्षेत्र में प्रवेश करता है। अपशिष्ट जल में कीचड़ जमा हो जाता है, कण धीरे-धीरे आकार में बढ़ते हैं, और गुरुत्वाकर्षण के तहत स्थिर हो जाते हैं। झुकी हुई दीवार पर जमा हुआ कीचड़ वापस अवायवीय प्रतिक्रिया क्षेत्र में चला जाता है, जिससे प्रतिक्रिया क्षेत्र में कीचड़ का एक बड़ा संचय हो जाता है। उपचारित प्रवाह, कीचड़ से अलग होकर, अवसादन क्षेत्र के अतिप्रवाह मेड़ के ऊपर से बहता है और फिर कीचड़ बिस्तर से निकल जाता है।

1.2 आईसी रिएक्टर

1.2.1 आईसी का परिचय

उत्पादन विकास और पूंजी, ऊर्जा खपत और भूमि उपयोग जैसे कारकों के बीच बढ़ते विरोधाभासों के साथ, जल उपचार श्रमिकों को अधिक तकनीकी और आर्थिक रूप से अनुकूलित अवायवीय प्रक्रियाओं को खोजने का प्रयास करना चाहिए, विशेष रूप से उत्पादन विकास द्वारा उत्पन्न नए उच्च सांद्रता वाले कार्बनिक अपशिष्ट जल से निपटने में। आंतरिक परिसंचरण अवायवीय रिएक्टर (आईसी) एक नए प्रकार का रिएक्टर है जो इस पृष्ठभूमि के तहत उभरा है। यह अवायवीय अपशिष्ट जल उपचार सिद्धांत और इंजीनियरिंग अभ्यास के संयोजन का एक उत्पाद है, जो अवायवीय प्रक्रियाओं की विकास आवश्यकताओं को दर्शाता है। 1985 में, डच कंपनी PAQUES ने पहला IC पायलट स्केल रिएक्टर स्थापित किया, और 1988 में, पहला प्रोडक्शन स्केल IC रिएक्टर चालू किया गया। वर्तमान में, आईसी रिएक्टरों को बीयर उत्पादन और खाद्य प्रसंस्करण जैसे उद्योगों में औद्योगिक अपशिष्ट जल के उपचार के लिए सफलतापूर्वक लागू किया गया है। इसकी उच्च उपचार क्षमता, कम निवेश, छोटे पदचिह्न और स्थिर संचालन के कारण, इसने दुनिया भर के जल उपचार कर्मियों का ध्यान आकर्षित किया है, और कुछ लोग इसे अवायवीय जैविक रिएक्टरों की तीसरी पीढ़ी की प्रतिनिधि प्रौद्योगिकियों में से एक मानते हैं। आईसी रिएक्टरों का आगे का अनुसंधान और विकास और उनके अनुप्रयोग को बढ़ावा देना अवायवीय अपशिष्ट जल उपचार में गर्म विषयों में से एक बन गया है।

1.2.2 आईसी संरचना

आईसी रिएक्टर में श्रृंखला में लंबवत रूप से खड़े दो यूएएसबी रिएक्टर होते हैं, जो 16-25 मीटर की ऊंचाई तक पहुंचते हैं और ऊंचाई {{2} से {3} व्यास अनुपात आमतौर पर 4 और 8 के बीच होती है। इसमें पांच बुनियादी भाग शामिल हैं: एक मिश्रण क्षेत्र, एक दानेदार कीचड़ विस्तारित बिस्तर क्षेत्र, एक परिष्करण क्षेत्र, एक आंतरिक परिसंचरण प्रणाली और एक प्रवाह क्षेत्र। आंतरिक परिसंचरण प्रणाली आईसी प्रक्रिया की मुख्य संरचना है, जिसमें एक प्राथमिक तीन चरण विभाजक, एक बायोगैस राइजर, एक गैस {{8}तरल विभाजक, और एक कीचड़ डाउनकमर शामिल है।

1.2.3 आईसी कार्य सिद्धांत

उत्पादन अपशिष्ट जल, पीएच और तापमान समायोजन के बाद, सबसे पहले रिएक्टर के निचले भाग में मिश्रण क्षेत्र में प्रवेश करता है। वहां, सीओडी जैवरासायनिक क्षरण के लिए दानेदार कीचड़ विस्तारित बिस्तर में प्रवेश करने से पहले इसे डाउनकमर से आंतरिक रूप से प्रसारित कीचड़ {{1} पानी के मिश्रण के साथ अच्छी तरह मिलाया जाता है। यहां सीओडी वॉल्यूमेट्रिक लोडिंग बहुत अधिक है, अधिकांश प्रभावशाली सीओडी का क्षरण होता है, जिससे बड़ी मात्रा में बायोगैस का उत्पादन होता है। बायोगैस को प्राथमिक तीन चरण विभाजक द्वारा एकत्र किया जाता है। बायोगैस बुलबुला निर्माण के दौरान तरल पर किया गया विस्तार कार्य एक गैस उठाने वाला प्रभाव पैदा करता है, जिससे बायोगैस, कीचड़ और पानी का मिश्रण बायोगैस लिफ्ट पाइप के साथ रिएक्टर के शीर्ष पर गैस {{6}तरल विभाजक तक बढ़ जाता है। यहां, बायोगैस कीचड़ और पानी से अलग हो जाती है और उपचार प्रणाली से निकल जाती है। फिर कीचड़ पानी का मिश्रण रिएक्टर के निचले हिस्से में कीचड़ के साथ मिश्रण क्षेत्र में प्रवेश करता है, जहां यह कीचड़ विस्तारित बिस्तर क्षेत्र में प्रवेश करने से पहले प्रभाव के साथ अच्छी तरह से मिश्रित होता है, जिससे तथाकथित आंतरिक परिसंचरण बनता है। प्रभावशाली सीओडी लोड और रिएक्टर की संरचना के आधार पर, आंतरिक परिसंचरण प्रवाह दर प्रभावशाली प्रवाह दर से 0.5 से 5 गुना तक पहुंच सकती है। विस्तारित बिस्तर द्वारा उपचार के बाद, अपशिष्ट जल का एक हिस्सा आंतरिक परिसंचरण में भाग लेता है; शेष अपशिष्ट जल एक प्राथमिक तीन चरण विभाजक से होकर गुजरता है और अवशिष्ट सीओडी क्षरण और बायोगैस उत्पादन के लिए ठीक उपचार क्षेत्र के दानेदार कीचड़ बिस्तर क्षेत्र में प्रवेश करता है, जिससे प्रवाह की गुणवत्ता में सुधार और सुनिश्चित होता है। क्योंकि अधिकांश सीओडी का क्षरण हो चुका है, ठीक उपचार क्षेत्र में सीओडी लोड कम है, और बायोगैस का उत्पादन भी छोटा है। यहां उत्पादित बायोगैस को एक माध्यमिक तीन चरण विभाजक द्वारा एकत्र किया जाता है, गैस संग्रह पाइप के माध्यम से गैस तरल विभाजक में प्रवेश करती है, और उपचार प्रणाली से छुट्टी दे दी जाती है। सूक्ष्म उपचार क्षेत्र में उपचार के बाद, अपशिष्ट जल दो{21}चरण तीन{22}चरण विभाजक से होकर गुजरता है। सतह पर तैरनेवाला को प्रवाह क्षेत्र के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है, जबकि दानेदार कीचड़ को ठीक उपचार क्षेत्र में कीचड़ बिस्तर पर वापस कर दिया जाता है।

यूएएसबी जैसे दूसरी पीढ़ी के अवायवीय रिएक्टरों की तुलना में, आईसी रिएक्टरों के निम्नलिखित फायदे हैं:<1>उच्च जैविक लोडिंग दर और कम हाइड्रोलिक अवधारण समय;<2>बड़ी ऊंचाई-से-व्यास अनुपात, छोटा पदचिह्न, और कम बुनियादी ढांचा निवेश;<3>स्थिर प्रवाह और आघात भार के प्रति मजबूत प्रतिरोध। चीन में अधिक से अधिक निर्माता अब आईसी रिएक्टरों का उपयोग कर रहे हैं, और उनकी बायोगैस पुनर्प्राप्ति और उपयोग मूल्य भी महत्वपूर्ण है। आईसी रिएक्टरों की सबसे बड़ी विशेषता यह है कि उनमें दो अवायवीय प्रतिक्रिया कक्ष होते हैं, जो रिएक्टर के भीतर कीचड़ पानी के मिश्रण को प्रसारित करने में सक्षम बनाते हैं। यह यूएएसबी रिएक्टरों में अपर्याप्त कीचड़ जल संपर्क के नकारात्मक प्रभाव को हल करता है, जो दानेदार कीचड़ की जैव रासायनिक उपचार क्षमता को कमजोर करता है।

इसलिए, आईसी रिएक्टर आधुनिक अवायवीय रिएक्टरों में एक सफलता का प्रतिनिधित्व करते हैं और कार्बनिक प्रदूषकों के औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार में व्यापक विकास की संभावनाएं हैं। वे तेजी से यूएएसबी रिएक्टरों की जगह लेंगे और आगे अनुसंधान, विकास और प्रचार के पात्र होंगे।