वर्तमान जल उपचार प्रौद्योगिकी प्रणाली में, बायोडिग्रेडेशन और भौतिक निस्पंदन के एकीकरण के कारण, जैविक वातित फिल्टर (बीएएफ) नगरपालिका सीवेज और कुछ औद्योगिक अपशिष्ट जल के उन्नत उपचार के लिए मुख्यधारा के विकल्पों में से एक बन गए हैं। पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया की तुलना में, बीएएफ प्रक्रिया में एक कॉम्पैक्ट पदचिह्न, उच्च उपचार दक्षता और स्थिर प्रवाह गुणवत्ता होती है। हालाँकि, इसकी परिचालन स्थितियों का वैज्ञानिक नियंत्रण सीधे उपचार प्रभाव और परिचालन लागत को निर्धारित करता है। यह आलेख, इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों और प्रयोगात्मक डेटा को मिलाकर, बीएएफ प्रक्रिया संचालन और नियंत्रण के प्रमुख बिंदुओं का गहराई से विश्लेषण करता है, विशेष रूप से लोड, पानी {3}वायु अनुपात, बैकवाशिंग और ऑपरेशन प्रबंधन के संदर्भ में प्रमुख मापदंडों, और जल उपचार पेशेवरों को इस प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने और लागू करने में मदद करने के लिए डेटा संचालित संदर्भ प्रदान करता है।
I. बीएएफ प्रक्रिया संचालन का मुख्य पैरामीटर - लोड
बीएएफ डिजाइन और संचालन में, लोड सबसे महत्वपूर्ण नियंत्रण कारक है। दो सामान्य लोड सूचकांकों में हाइड्रोलिक लोड और वॉल्यूमेट्रिक लोड शामिल हैं। वॉल्यूमेट्रिक लोड अक्सर BOD₅, NH₃-N, या NO₃-N होता है, और अलग-अलग ऑपरेटिंग उद्देश्यों के लिए अलग-अलग लोड की आवश्यकता होती है।
कार्बोनाइज्ड बीएएफ उच्चतम वॉल्यूमेट्रिक लोडिंग दर की अनुमति देते हैं और उच्च कार्बनिक पदार्थ सांद्रता का सामना कर सकते हैं; नाइट्रिफाइंग बीएएफ में अपेक्षाकृत कम लोडिंग दर होती है, और अमोनिया नाइट्रोजन निष्कासन लंबे समय तक अवधारण समय और अधिक स्थिर घुलनशील ऑक्सीजन आपूर्ति पर निर्भर करता है; नाइट्रोजन हटाने की दक्षता बनाए रखने के लिए डीनाइट्रिफाइंग बीएएफ को उच्च हाइड्रोलिक लोडिंग दरों की आवश्यकता होती है। इंजीनियरिंग परियोजनाओं में वास्तविक प्रवाह लक्ष्य के आधार पर प्रक्रिया अनुकूलन किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, उच्च लोड कार्बोनाइजेशन ऑपरेशन का उपयोग मुख्य रूप से कार्बनिक पदार्थ हटाने के लिए औद्योगिक अपशिष्ट जल के लिए किया जा सकता है, जबकि नगरपालिका अपशिष्ट जल से अमोनिया नाइट्रोजन हटाने के लिए कम वॉल्यूमेट्रिक लोडिंग दर की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, डाउनफ्लो बीएएफ आम तौर पर कम लोडिंग दरों का उपयोग करते हैं, जबकि अपफ्लो बीएएफ उच्च लोडिंग दरों का उपयोग कर सकते हैं।
द्वितीय. वायु-से-जल अनुपात - नाइट्रोजन निष्कासन क्षमता को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक
पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रियाओं की तुलना में, बीएएफ में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की स्थिति और उच्च ऑक्सीजन उपयोग दर होती है, जिससे अपेक्षाकृत कम हवा {{0} से {{1} पानी का अनुपात संभव होता है। अध्ययनों से पता चलता है कि 1 किलोग्राम BOD₅ को हटाने के लिए 0.42–0.8 किलोग्राम O₂ की ऑक्सीजन आपूर्ति की आवश्यकता होती है। BAF की औसत ऑक्सीजन आपूर्ति लगभग 0.51 किलोग्राम O₂/kg BOD है, जो पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रियाओं के 1.0-1.2 किलोग्राम O₂/kg BOD से काफी कम है।
कार्बोनाइज्ड बीएएफ ऑपरेशन के लिए, पारंपरिक हवा {{0} से - पानी का अनुपात (3–7):1 है। यदि अमोनिया नाइट्रोजन को हटाना प्राथमिक उद्देश्य है, तो 1 किलोग्राम NH₃-N को हटाने के लिए आवश्यक वायु आपूर्ति लगभग 70 m³ है। इसका मतलब यह है कि बीएएफ पर्याप्त मात्रा में घुलित ऑक्सीजन सुनिश्चित करते हुए वातन ऊर्जा की खपत को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है, जो एक बड़ा फायदा है। हालाँकि, इंजीनियरिंग में, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अत्यधिक कम हवा से {{10} पानी का अनुपात फिल्टर बेड में ऑक्सीजन की कमी और नाइट्रीकरण दक्षता में कमी का कारण बन सकता है; अत्यधिक उच्च वायु - से - पानी का अनुपात ऊर्जा की खपत को बढ़ाएगा और फिल्टर मीडिया और बायोफिल्म की स्थिरता को प्रभावित कर सकता है।
तृतीय. बैकवाशिंग की तीव्रता और आवृत्ति - फ़िल्टर बेड गतिविधि सुनिश्चित करना
ऑपरेशन की एक अवधि के बाद, निलंबित ठोस पदार्थों के फंसने और बायोफिल्म के गाढ़ा होने के कारण फिल्टर बेड अवरुद्ध हो सकता है। इसलिए, बैकवाशिंग एक आवश्यक परिचालन कदम है। वर्तमान में, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि संयुक्त वायु{{2}पानी बैकवाशिंग है।
चतुर्थ. ऑपरेशन के दौरान विचार करने योग्य अन्य मुद्दे
1. एसएस नियंत्रण
निलंबित ठोस पदार्थों को फ़िल्टर बिस्तर को अवरुद्ध करने से रोकने के लिए, प्रभावशाली एसएस को 60-100 मिलीग्राम/लीटर से नीचे नियंत्रित किया जाना चाहिए। सामान्य पूर्व-उपचार उपायों में अवसादन या प्लवनशीलता शामिल है। अन्यथा, इससे न केवल फिल्टर बेड में दबाव में वृद्धि होगी, बल्कि बैकवाशिंग का बोझ भी बढ़ेगा।
2. बैकवॉश एफ्लुएंट रिटर्न का शॉक लोड
छोटे चक्र और बैकवॉशिंग की उच्च तीव्रता के कारण, यदि लौटा हुआ पानी सीधे फ्रंट एंड ट्रीटमेंट यूनिट में प्रवेश करता है, तो यह आसानी से शॉक लोड का कारण बन सकता है। समाधानों में शामिल हैं: पानी की मात्रा और पानी की गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव को बफर करने के लिए एक समकारी टैंक (मध्यवर्ती बफर टैंक) स्थापित करना; और चरम प्रभावशाली प्रवाह के साथ ओवरलैपिंग से बचने के लिए बैकवाशिंग समय को उचित रूप से शेड्यूल करना।
3. फॉस्फोरस निष्कासन और कीटाणुशोधन के सहक्रियात्मक मुद्दे
उन्नत उपचार या पुनः प्राप्त पानी के पुन: उपयोग में, BAF का उपयोग अक्सर रासायनिक फास्फोरस हटाने और कीटाणुशोधन इकाइयों के साथ श्रृंखला में किया जाता है। विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है: बायोफिल्म पर रासायनिक एजेंटों का प्रभाव, जैसे कि संभावना है कि अत्यधिक लौह या एल्यूमीनियम लवण जैविक गतिविधि को रोक सकते हैं; और द्वितीयक प्रदूषण से बचने के लिए बैकवाशिंग व्यवस्था और कीटाणुशोधन अवशेषों का युग्मन।
निष्कर्ष में, बीएएफ (बॉडी फ्लुइडाइजेशन) एक ऐसी प्रक्रिया है जो उच्च दक्षता और कॉम्पैक्टनेस को जोड़ती है, और इसका व्यापक रूप से उन्नत नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार, औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार और पुनः प्राप्त जल उपयोग में उपयोग किया गया है। हालाँकि, यह "रामबाण" नहीं है। इसकी अधिकतम प्रभावशीलता केवल संचालन और नियंत्रण में साइट विशिष्ट और परिष्कृत प्रबंधन के माध्यम से ही प्राप्त की जा सकती है। लोड नियंत्रण यह निर्धारित करता है कि उपचार लक्ष्य पूरे किए जा सकते हैं या नहीं; वायु से - जल अनुपात समायोजन ऊर्जा खपत और नाइट्रोजन हटाने की दक्षता से संबंधित है; बैकवॉशिंग दीर्घकालिक स्थिर संचालन को बनाए रखने का मूल है; और एसएस (निलंबित ठोस) और वापसी जल प्रबंधन प्रणाली के स्वस्थ संचालन को सुनिश्चित करने के लिए "छिपी हुई स्थितियां" हैं। भविष्य में, स्मार्ट जल प्रबंधन और स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, बीएएफ का संचालन और नियंत्रण अधिक परिष्कृत और बुद्धिमान हो जाएगा, और हरित और कम कार्बन जल उपचार प्रणालियों में इसकी भूमिका तेजी से महत्वपूर्ण हो जाएगी।