एक जैव रासायनिक प्रणाली की सफलता एमएलएसएस (मिश्रित नींबू कीचड़ एकाग्रता) पर निर्भर करती है

सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया के संचालन के लिए कई मापदंडों के उचित नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जिसमें एमएलएसएस का नियंत्रण भी शामिल है, जो अपशिष्ट जल प्रणालियों के दैनिक संचालन में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले संकेतकों में से एक है।

सक्रिय कीचड़ सांद्रता, वातन टैंक के आउटलेट पर मिश्रित शराब में निलंबित ठोस पदार्थों की सामग्री को संदर्भित करती है, जिसे प्रतीक एमएलएसएस द्वारा एमजी/एल की इकाइयों के साथ दर्शाया जाता है। इसका उपयोग वातन टैंक में सक्रिय कीचड़ की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है। एमएलएसएस की कुल राशि में निम्नलिखित चार पहलू शामिल हैं:

सक्रिय सूक्ष्मजीव;
सक्रिय कीचड़ पर अधिशोषित गैर-बायोडिग्रेडेबल कार्बनिक पदार्थ;
माइक्रोबियल स्व-ऑक्सीकरण से अवशेष;
अकार्बनिक पदार्थ.

ऑपरेशन के दौरान, यह ध्यान रखना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कि एमएलएसएस द्वितीयक अवसादन टैंक में मिश्रित शराब की एकाग्रता को छोड़कर, केवल वातन टैंक में मिश्रित शराब की एकाग्रता को संदर्भित करता है। इसके अलावा, वातन टैंक में मिश्रित शराब एकाग्रता की निगरानी करते समय, पूरे वातन टैंक में सक्रिय कीचड़ एकाग्रता को मापने के लिए मानक के रूप में वातन टैंक के आउटलेट पर मिश्रित शराब की एकाग्रता का उपयोग करना महत्वपूर्ण है।

1. सक्रिय कीचड़ सांद्रता और कीचड़ आयु के बीच संबंध

कीचड़ आयु सक्रिय कीचड़ को हटाकर कीचड़ आयु लक्ष्य को प्राप्त करने का एक परिचालन साधन है। सक्रिय कीचड़ सांद्रता को नियंत्रित करने के लिए एक उचित सीमा उचित कीचड़ आयु और भोजन {{1}से {{2}सूक्ष्मजीव अनुपात के माध्यम से दी जा सकती है। वास्तव में, यदि सक्रिय कीचड़ की सांद्रता अत्यधिक बढ़ जाती है, तो कीचड़ की आयु विशेष रूप से लंबी हो जाएगी, जो सामान्य रूप से नियंत्रित कीचड़ आयु मूल्य से अधिक होगी, भले ही प्रभावशाली कार्बनिक पदार्थ की सांद्रता अधिक न हो। यह स्पष्ट रूप से इंगित करता है कि सक्रिय कीचड़ एकाग्रता को बहुत अधिक नियंत्रित किया जा रहा है, जो यह निर्धारित करने से कहीं अधिक सटीक है कि सक्रिय कीचड़ एकाग्रता को उसके पूर्ण मूल्य के आधार पर नियंत्रित करने की आवश्यकता है या नहीं।

2. सक्रिय कीचड़ सांद्रता और पानी के तापमान के बीच संबंध

जैविक उपचार टैंक में सक्रिय कीचड़ की वृद्धि, प्रजनन और चयापचय का पानी के तापमान से गहरा संबंध है। पानी के तापमान में प्रत्येक 10 डिग्री की कमी के लिए, सक्रिय कीचड़ की गतिविधि आधी हो जाएगी; जब पानी का तापमान 10 डिग्री से नीचे होता है, तो उपचार प्रभाव स्पष्ट रूप से खराब होता है। इसे संबोधित करने के लिए, सक्रिय कीचड़ सांद्रता को पानी के तापमान परिवर्तन से निपटने के लिए समायोजित किया जा सकता है:

जब पानी का तापमान कम होता है, तो कम सक्रिय कीचड़ गतिविधि के नकारात्मक प्रभाव को दूर करने के लिए सक्रिय कीचड़ एकाग्रता को बढ़ाया जा सकता है, जिससे कम पानी के तापमान पर हटाने की दक्षता बढ़ जाती है।

जब पानी का तापमान अधिक होता है, तो सक्रिय कीचड़ गतिविधि जोरदार होती है। अत्यधिक उच्च सक्रिय कीचड़ सांद्रता सक्रिय कीचड़ के निपटान के लिए हानिकारक है। इस मामले में, सक्रिय कीचड़ सांद्रता को कम करने से अस्थिर फ्लॉक्स और अशांत सतह पर तैरनेवाला के गठन को रोका जा सकता है।

3. सक्रिय कीचड़ एकाग्रता और सक्रिय कीचड़ निपटान अनुपात के बीच संबंध

सक्रिय कीचड़ सांद्रता अंतिम निपटान अनुपात को प्रभावित करती है। उच्च सक्रिय कीचड़ सांद्रता के परिणामस्वरूप उच्च अंतिम निपटान अनुपात होता है, और इसके विपरीत। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च सक्रिय कीचड़ सांद्रता से बड़ी जैविक मात्रा प्राप्त होती है, जिसके परिणामस्वरूप संपीड़न और अवसादन के बाद उच्च निपटान अनुपात होता है। अन्य कारकों से एक महत्वपूर्ण अंतर जो निपटान अनुपात को बढ़ा सकता है वह यह देखना है कि क्या संपीड़ित सक्रिय कीचड़ घना है और क्या इसका रंग गहरा भूरा है। ऐसे मामलों में जहां गैर-सक्रिय कीचड़ सांद्रता बढ़ने से निपटान अनुपात अधिक हो जाता है, यह आमतौर पर खराब संघनन और सुस्त रंग के कारण होता है।

बेशक, अत्यधिक कम सक्रिय कीचड़ सांद्रता भी निपटान अनुपात को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। हालाँकि, यह अक्सर ऑपरेटरों द्वारा जानबूझकर सक्रिय कीचड़ एकाग्रता को कम करने के कारण नहीं होता है, बल्कि अत्यधिक कम प्रभावशाली कार्बनिक पदार्थ एकाग्रता के कारण होता है। ऐसे मामलों में, ऑपरेटरों को लगता है कि सक्रिय कीचड़ की सांद्रता बहुत कम है, इसे बढ़ाने की कोशिश करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सक्रिय कीचड़ की उम्र बढ़ने लगती है। अंतिम निपटान अनुपात अवलोकन सक्रिय कीचड़ उम्र बढ़ने के विशिष्ट लक्षण प्रकट करेगा: उच्च संपीड़ितता, गहरा रंग, और एक स्पष्ट सतह पर तैरनेवाला जिसमें महीन फ्लॉक्स होते हैं।

यदि असामान्य कीचड़ निर्वहन के कारण कम निपटान अनुपात होता है, तो अवलोकन से यह भी पता चलेगा कि जमा हुआ सक्रिय कीचड़ रंग में हल्का है, खराब संपीड़न क्षमता है, और विरल है।

1. नाइट्रीकरण पर कीचड़ सांद्रता का प्रभाव

कई पर्यावरणीय कारक नाइट्रीकरण को प्रभावित करते हैं, जिनमें पीएच, तापमान, एसआरटी, डीओ, बीओडी/टीकेएन, कीचड़ सांद्रता और विषाक्त पदार्थ शामिल हैं। वास्तविक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में, प्रक्रिया संचालन के दौरान केवल एसआरटी, डीओ, बीओडी/टीकेएन और कीचड़ एकाग्रता जैसे मापदंडों को नियंत्रित किया जा सकता है।

एक। एरोबिक नाइट्रीकरण में, उच्च कीचड़ सांद्रता के परिणामस्वरूप नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता होती है, जिससे उच्च कीचड़ सांद्रता स्थितियों के तहत एरोबिक नाइट्रीकरण की उच्च दर होती है।

बी। जैविक कीचड़ में नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की उपस्थिति सुनिश्चित करने के लिए एक निश्चित कीचड़ आयु आवश्यक है। नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के लिए अनुकूल रहने की स्थिति बनाने से माइक्रोबियल समुदाय में उनका अनुपात और बढ़ जाता है, जिससे उनकी एकाग्रता बढ़ जाती है। उच्च कीचड़ सांद्रता पर, अवायवीय चरण में अधिक बीओडी की खपत होती है, जिसके परिणामस्वरूप एरोबिक चरण में बीओडी/टीकेएन अनुपात अपेक्षाकृत कम होता है।

कुछ अध्ययनों ने सक्रिय कीचड़ और बीओडी/टीकेएन में नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के अनुपात के बीच विपरीत संबंध दिखाया है। चूंकि नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया स्वपोषी होते हैं, इसलिए कार्बनिक सब्सट्रेट की सांद्रता उनकी वृद्धि के लिए सीमित कारक नहीं है। हालाँकि, यदि कार्बनिक सब्सट्रेट की सघनता बहुत अधिक है, तो यह उच्च -विकास दर वाले हेटरोट्रॉफिक बैक्टीरिया को तेजी से बढ़ने और घुलित ऑक्सीजन के लिए प्रतिस्पर्धा करने का कारण बनेगा। यह ऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया के विकास को धीमा कर देता है और एरोबिक नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया को लाभ प्राप्त करने से रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप नाइट्रीकरण दर कम हो जाती है।

सी। घुलित ऑक्सीजन (डीओ) आमतौर पर अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों के नाइट्रीकरण चरण में एक महत्वपूर्ण संकेतक है, आमतौर पर 2 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर। अधिकांश ऑक्सीकरण खाई प्रक्रियाओं में, खाई के भीतर औसत डीओ मान 2 मिलीग्राम/लीटर तक पहुंचना मुश्किल होता है, जो आम तौर पर 1 मिलीग्राम/लीटर या उससे कम पर रहता है। हालाँकि, नाइट्रीकरण प्रभाव अभी भी अच्छा है। इसका कारण यह है कि ऑक्सीकरण खाइयों के लिए अद्वितीय अपेक्षाकृत उच्च कीचड़ सांद्रता, हालांकि कम डीओ मूल्य के परिणामस्वरूप, नाइट्रीकरण के लिए अनुकूल अन्य कारकों को बढ़ाती है।

बढ़ी हुई कीचड़ सांद्रता भार को कम करते हुए जैविक उपचार टैंक की प्रभावी मात्रा को बढ़ाती है। दूसरे दृष्टिकोण से, कीचड़ की सघनता बढ़ने से सूक्ष्मजीवों की एरोबिक क्षमता भी बढ़ जाती है। समान वातन स्थितियों के तहत, घुलित ऑक्सीजन मीटर की रीडिंग भी कम होनी चाहिए। उपरोक्त बिंदु बताते हैं कि कीचड़ की सघनता बढ़ाने से नाइट्रीकरण का अच्छा स्तर बनाए रखते हुए जैविक उपचार टैंक में घुलित ऑक्सीजन (डीओ) के मूल्य को उचित रूप से कम किया जा सकता है।

डी। सक्रिय कीचड़ में नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की सामान्य वृद्धि और प्रजनन सुनिश्चित करने के लिए, कीचड़ की उम्र को आम तौर पर 8 दिनों से अधिक पर नियंत्रित किया जाना चाहिए। हालांकि, अन्य हेटरोट्रॉफिक बैक्टीरिया के खिलाफ नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के लिए अपेक्षाकृत संतुलित प्रतिस्पर्धात्मक लाभ सुनिश्चित करने के लिए, कीचड़ की गंभीर उम्र बढ़ने के बिना कीचड़ की उम्र बढ़ाई जानी चाहिए, जो जैविक प्रणाली में कीचड़ की एकाग्रता को बढ़ाती है।

2. विनाइट्रीकरण पर कीचड़ सांद्रण का प्रभाव

जैविक विनाइट्रीकरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा विनाइट्रीकरण बैक्टीरिया एनोक्सिक परिस्थितियों में कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने के लिए नाइट्रेट में आयनिक ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। नाइट्रेट को घटाकर N2 कर दिया जाता है, जिससे विनाइट्रीकरण प्रक्रिया पूरी हो जाती है। डेनिट्रिफाइंग बैक्टीरिया अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों में प्रचुर मात्रा में हेटरोट्रॉफ़िक ऐच्छिक बैक्टीरिया हैं। एरोबिक परिस्थितियों में, वे श्वसन और कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीडेटिव अपघटन के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं।

आणविक ऑक्सीजन के बिना स्थितियों में, जब नाइट्रेट और नाइट्राइट आयन एक साथ मौजूद होते हैं, तो वे श्वसन, ऑक्सीकरण और कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने के लिए इन आयनों में ऑक्सीजन का उपयोग कर सकते हैं। डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, डिनाइट्रीकरण प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में विभिन्न प्रकार के कार्बनिक सब्सट्रेट्स का उपयोग कर सकते हैं, जिनमें कार्बोहाइड्रेट, कार्बनिक अम्ल, अल्कोहल और यहां तक ​​कि अल्केन्स, बेंजोएट और अन्य बेंजीन डेरिवेटिव जैसे यौगिक शामिल हैं, जो अक्सर अपशिष्ट जल के मुख्य घटक होते हैं। कई कारक विनाइट्रीकरण दर को प्रभावित करते हैं, जिनमें पीएच, तापमान, घुलित ऑक्सीजन (डीओ), कार्बन {{2} से {{3} नाइट्रोजन अनुपात (सी/एन अनुपात), और कीचड़ एकाग्रता शामिल हैं। वास्तविक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में, प्रक्रिया संचालन के दौरान केवल डीओ और कीचड़ एकाग्रता जैसे मापदंडों को नियंत्रित किया जा सकता है। यद्यपि सी/एन अनुपात विनाइट्रीकरण प्रतिक्रिया में सबसे महत्वपूर्ण प्रभावकारी कारक है, यह प्रभावशाली पानी की गुणवत्ता पर अत्यधिक निर्भर है और आमतौर पर व्यवहार में इसे नियंत्रित करना मुश्किल है।

एक। विनाइट्रीकरण के लिए आणविक ऑक्सीजन की अनुपस्थिति की आवश्यकता होती है ताकि विनाइट्रीकरण करने वाले बैक्टीरिया कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने के लिए नाइट्रेट और नाइट्राइट में आयनिक ऑक्सीजन का उपयोग कर सकें। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, उच्च कीचड़ सांद्रता वाली जैविक प्रणालियाँ नाइट्रीकरण दक्षता को बनाए रखते हुए नाइट्रीकरण के दौरान घुलित ऑक्सीजन (डीओ) को उचित रूप से कम कर सकती हैं। इसलिए, नाइट्रीकरण के अंत में डीओ को कम करने से नाइट्रेट रिटर्न तरल में मौजूद डीओ की मात्रा प्रभावी रूप से कम हो जाती है, जिससे एनोक्सिक क्षेत्र में डीनाइट्रीकरण प्रक्रिया पर आणविक ऑक्सीजन का प्रभाव कम हो जाता है और कार्बन स्रोतों का उपयोग करने के लिए डीनाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया की क्षमता में सुधार होता है।

इसके साथ ही, उच्च कीचड़ सांद्रता के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत मजबूत अंतर्जात चयापचय एरोबिक क्षमता भी होती है, जो रिटर्न और एनोक्सिक क्षेत्रों में घुलित ऑक्सीजन की खपत करती है। इसके अलावा, बहुत अधिक कीचड़ सांद्रता मिश्रित शराब की चिपचिपाहट को बदल देती है, जिससे प्रसार प्रतिरोध बढ़ जाता है और इस प्रकार रिटर्न तरल में डीओ कम हो जाता है। कुछ उपचार प्रक्रियाओं में खुले चैनलों को रिटर्न चैनल के रूप में उपयोग करने से रिटर्न प्रवाह के लिए आवश्यक ऑक्सीजनेशन कम हो सकता है। संक्षेप में, उच्च कीचड़ सांद्रता वास्तविक प्रक्रिया संचालन में डिनाइट्रीकरण चरण के दौरान डीओ को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

बी। चूंकि डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया हेटरोट्रॉफिक वैकल्पिक बैक्टीरिया हैं और अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों में प्रचुर मात्रा में हैं, इसलिए सिस्टम में कीचड़ की सांद्रता बढ़ाने से प्रभावी ढंग से डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की एकाग्रता में वृद्धि हो सकती है। विनाइट्रीकरण की दर काफी हद तक नाइट्रेट और नाइट्राइट सांद्रता से स्वतंत्र होती है, लेकिन विनाइट्रीकरण बैक्टीरिया की सांद्रता के साथ प्रथम श्रेणी की प्रतिक्रिया प्रदर्शित करती है।

इसलिए, वास्तविक प्रक्रिया संचालन में, उच्च कीचड़ सांद्रता विनाइट्रीकरण समय को कम कर सकती है और एनोक्सिक क्षेत्र की प्रभावी मात्रा को कम कर सकती है। अनॉक्सी क्षेत्र में एक निश्चित प्रभावी मात्रा को देखते हुए, उच्च कीचड़ सांद्रता कार्बन स्रोत के रूप में कार्बनिक मैट्रिक्स में अपेक्षाकृत कठिन {{1} से {{2} तक निम्नीकृत कार्बनिक पदार्थों के बेहतर उपयोग की अनुमति देती है। यह नाइट्रोजन और फास्फोरस हटाने की प्रक्रियाओं के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, खासकर जब कार्बन स्रोत अपर्याप्त हों।

सी। उच्च कीचड़ सांद्रता के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत बड़े माइक्रोबियल फ्लोक व्यास होते हैं। नाइट्रीकरण के दौरान, कम घुलित ऑक्सीजन का स्तर छोटे ऑक्सीजन दबाव प्रवणता की ओर ले जाता है, जिससे फ्लॉक्स के भीतर एनोक्सिक वातावरण का निर्माण आसान हो जाता है, जिससे डिनाइट्रिफिकेशन को बढ़ावा मिलता है। इसलिए, उच्च कीचड़ सांद्रता एक साथ विनाइट्रीकरण को बढ़ावा दे सकती है।

जैविक फॉस्फोरस हटाने की कुंजी सक्रिय कीचड़ प्रणाली में बैक्टीरिया को जमा करके पॉलीफॉस्फेट के अनुपात को बढ़ाना है, साथ ही सिस्टम संचालन के दौरान उनके तेजी से विकास और प्रजनन को बढ़ावा देना है, पॉलीफॉस्फेट के भीतर उच्च फॉस्फोरस सामग्री को बनाए रखना है, जिससे डिस्चार्ज होने पर बैक्टीरिया जमा हो जाते हैं।

सिस्टम के सक्रिय कीचड़ में पॉलीफॉस्फेट {{0}संचयित (पीएसी) बैक्टीरिया के अनुपात को बढ़ाने के लिए, उनके विकास और प्रजनन के लिए अधिक अनुकूल वातावरण और हाइड्रोलिक स्थितियां बनाना आवश्यक है। इसका मतलब प्रक्रिया प्रवाह में एक अच्छा अवायवीय और एरोबिक वातावरण होना है। पीएसी बैक्टीरिया की वृद्धि और प्रजनन और फास्फोरस हटाने की उपलब्धि के लिए अवायवीय क्षेत्र में पर्यावरणीय कारकों को नियंत्रित करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। अवायवीय क्षेत्र में कीचड़ की उच्च सांद्रता पीएसी बैक्टीरिया के लिए अधिक फायदेमंद है।

जैविक फास्फोरस हटाने की दक्षता का कीचड़ की उम्र से गहरा संबंध है। केवल एक निश्चित कीचड़ आयु (लगभग 3 दिन) के साथ ही अतिरिक्त फॉस्फोरस को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है, जिससे फॉस्फोरस हटाने का कार्य प्राप्त हो सकता है। एक निश्चित प्रभावशाली निलंबित ठोस (एसएस) को देखते हुए, चूंकि कीचड़ की सघनता सीधे कीचड़ की उम्र के समानुपाती होती है, एक निश्चित सीमा से परे कीचड़ की सांद्रता जितनी अधिक होगी, फॉस्फोरस हटाने का प्रभाव उतना ही खराब होगा।

एक। फॉस्फोरस हटाने की दक्षता के लिए पर्याप्त कीचड़ आयु बनाए रखते हुए, अवायवीय क्षेत्र में कीचड़ की सघनता बढ़ाने से पीएसी बैक्टीरिया की समान रूप से उच्च सांद्रता होती है। इससे फॉस्फोरस मुक्त करने वाले सूक्ष्मजीवों की मात्रा बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप एरोबिक फॉस्फोरस को अवशोषित करने वाले सूक्ष्मजीवों की मात्रा बढ़ जाती है, जिससे सिस्टम के समग्र फॉस्फोरस निष्कासन प्रभाव में वृद्धि होती है।

बी। अवायवीय क्षेत्र में, पॉलीफॉस्फेट जमा करने वाले बैक्टीरिया वीएफए को अवशोषित करते हैं और फॉस्फोरस छोड़ते हैं। इसके साथ ही, उच्च कीचड़ सांद्रता की स्थितियों में, अवायवीय क्षेत्र सिस्टम के अवायवीय अम्लीकरण अनुभाग के रूप में काम कर सकता है, जो पानी में उच्च {{3}आणविक {{4}वजन, पुनर्गणना कार्बनिक पदार्थ को अवायवीय रूप से हाइड्रोलाइज कर सकता है। पॉलीफॉस्फेट जमा करने वाले बैक्टीरिया द्वारा फॉस्फोरस रिलीज के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग एसिटिक एसिड, एच+ आदि को सक्रिय रूप से अवशोषित करने, पीएचबी बनाने और इसे बैक्टीरिया के भीतर संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है। यह कार्बनिक पदार्थों की अम्लीकरण प्रक्रिया को बढ़ावा देता है, अपशिष्ट जल की बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करता है, और बाद की उपचार प्रक्रियाओं में डिनाइट्रिफिकेशन प्रतिक्रियाओं के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बन स्रोत को बढ़ाता है।