सक्रिय कीचड़ को समझना (III) - जैव रासायनिक कीचड़ खेती के 'लक्षणों' का विश्लेषण और समाधान!

प्रस्तावना: पिछले दो दस्तावेज़ों ने सक्रिय कीचड़ की उत्पत्ति, माइक्रोबियल समुदाय संरचना और विकास वातावरण का परिचय दिया था, लेकिन ऐसा लगता है कि हमने अभी तक इसे समाप्त नहीं किया है। सक्रिय कीचड़ के संबंध में अभी भी बहुत कुछ कवर करना बाकी है, तो चलिए जारी रखें! आख़िरकार, मेरे "जल प्रदूषण नियंत्रण इंजीनियरिंग" पाठ्यक्रम में एक अध्याय सक्रिय कीचड़ को समर्पित है। अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में जैव रासायनिक कीचड़ की खेती के दौरान कई समस्याएं उत्पन्न होती हैं। यहां, मैं इन मुद्दों के समाधान के लिए निम्नलिखित पहलुओं का विश्लेषण करना चाहूंगा।

अधिकांश अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र जैविक उपचार प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं, और इनमें सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली प्रक्रिया "सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया" है। सक्रिय कीचड़ को चालू करने से अनिवार्य रूप से कुछ समस्याओं का सामना करना पड़ता है। कुछ मुद्दे डिज़ाइन की खामियों से उत्पन्न होते हैं, जबकि अन्य प्रभावशाली जल गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव से उत्पन्न होते हैं। हालाँकि, अधिकांश समस्याएँ अपर्याप्त कीचड़ खेती और अनुकूलन से उत्पन्न होती हैं। इन्हें मोटे तौर पर इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

प्रदूषक तत्व की अधिकता के मुद्दे:

पानी की गुणवत्ता मानकों से अधिक होने के संबंध में, सीमा से अधिक होने वाले सबसे आम प्रदूषक सीओडी, अमोनिया नाइट्रोजन और कुल नाइट्रोजन हैं। फॉस्फोरस और एसएस के मानकों से अधिक होने की संभावना बहुत कम है। यदि जैविक उपचार अपर्याप्त है, तो भौतिक रासायनिक उपचार को नियोजित किया जा सकता है। जब तक उपचार प्रक्रिया के डाउनस्ट्रीम अंत में जमाव और अवसादन प्रक्रिया को शामिल किया जाता है, तब तक फॉस्फोरस का स्तर आम तौर पर सीमा से अधिक नहीं होगा।

मानक से अधिक सीओडी प्रदूषकों और सूक्ष्मजीवों के बीच असंगति के कारण होता है (यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संरचना जितनी जटिल होगी और प्रदूषक का आणविक भार जितना बड़ा होगा, इसे नष्ट करना उतना ही कठिन होगा, इस प्रकार उपचार के लिए विशिष्ट सूक्ष्मजीवों की आवश्यकता होती है, जबकि घरेलू सीवेज में यह समस्या नहीं होती है)। सूक्ष्मजीवों के विशिष्ट आहार होते हैं; कुछ प्रकार के सूक्ष्मजीवों का अपना पसंदीदा भोजन होता है। उदाहरण के लिए, सेल्युलोलाइटिक बैक्टीरिया विशेष रूप से सेल्युलोज को पसंद करते हैं और अन्य खाद्य पदार्थों को नापसंद करते हैं, और अन्य वातावरण में पनप नहीं सकते हैं। बेशक, ऐसे अंधाधुंध सूक्ष्मजीव भी हैं जो ग्लूकोज, आटा, ब्राउन शुगर, शराब और घरेलू मल जैसे खाद्य पदार्थों को स्वीकार करेंगे क्योंकि उनमें ऊर्जा अधिक होती है और आसानी से पचने योग्य होते हैं। यह उसी तरह है जैसे अधिकांश लोग गोमांस, चिकन, बत्तख, हंस और समुद्री भोजन पसंद करते हैं, लेकिन बांस की एक भी गोली खाने में असमर्थ होते हैं। केवल राष्ट्रीय खजाना "पांडा" ही इस तरह के कार्य को संभाल सकता है।

अत्यधिक अमोनिया नाइट्रोजन और कुल नाइट्रोजन की समस्या को आमतौर पर नाइट्रीकरण और डीनाइट्रीकरण के माध्यम से संबोधित किया जाता है। यदि अमोनिया नाइट्रोजन स्वीकार्य सीमा के भीतर है लेकिन कुल नाइट्रोजन अत्यधिक है, तो यह विनाइट्रीकरण की समस्या का संकेत देता है। यह काफी सामान्य है, और इसका कारण आमतौर पर घुलित ऑक्सीजन, पीएच या पोषक तत्वों में असंतुलन है। मुझे याद है कि पिछली बार जब मुझे विनाइट्रीकरण की समस्या का सामना करना पड़ा था, तो मैंने एक कठोर विधि का उपयोग किया था: मैंने ब्लोअर को बंद कर दिया और पूर्ण टैंक विनाइट्रीकरण किया, जिससे 8 घंटों में कुल नाइट्रोजन 100 से कम होकर एकल अंक में आ गया। जब अमोनिया नाइट्रोजन और कुल नाइट्रोजन दोनों अत्यधिक होते हैं, तो एक विशेषता यह होती है कि "अमोनिया नाइट्रोजन कुल नाइट्रोजन के लगभग बराबर होती है।" मैंने पहले कभी अमोनिया नाइट्रोजन को मानक से अधिक होने का सामना नहीं किया है, क्योंकि नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया को विकसित करना अपेक्षाकृत आसान है, डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के विपरीत जो कुछ हद तक नाजुक होते हैं।

मैं फॉस्फोरस और निलंबित ठोस (एसएस) का विश्लेषण नहीं करूंगा, क्योंकि इन दो संकेतकों को संबोधित करना वास्तव में अपेक्षाकृत आसान है।

कीचड़ का तैरना, झाग और मैल जैसी समस्याएँ

जैविक उपचार प्रणाली के संचालन के दौरान, कीचड़ का तैरना, कीचड़ का विस्तार, झाग और मैल जैसी समस्याएं हो सकती हैं। जरूरी नहीं कि इन समस्याओं के कारण प्रवाह की गुणवत्ता मानकों से अधिक हो, लेकिन वे देखने में आकर्षक नहीं हैं और लंबे समय में संभावित रूप से प्रणालीगत समस्याएं पैदा कर सकती हैं। इसलिए, कारण की पहचान करना और समस्या का यथाशीघ्र समाधान करना महत्वपूर्ण है!

ये समस्याएँ आम तौर पर तीन मुख्य स्रोतों से उत्पन्न होती हैं:
1. असामान्य रूप से प्रभावशाली पानी की गुणवत्ता के कारण जैविक उपचार प्रणाली के वातावरण में अचानक परिवर्तन होता है, जैसे पीएच परिवर्तन। अत्यधिक अम्लता या क्षारीयता झाग, मैल या अन्य समस्याएं पैदा कर सकती है। विषाक्त पदार्थ, सर्फेक्टेंट और अत्यधिक उच्च प्रभावशाली भार भी संबंधित समस्याओं का कारण बन सकते हैं।

2. जैविक उपचार प्रणाली के चालू होने के दौरान, परिचालन त्रुटियों से सिस्टम वातावरण (जैसे पीएच या घुलनशील ऑक्सीजन) में अचानक परिवर्तन हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कीचड़, झाग और मैल हो सकता है।

3. अनुचित टैंक डिज़ाइन (या अन्य टैंक संरचनाएं) शॉर्ट सर्किटिंग या अवायवीय क्षेत्रों के निर्माण का कारण बन सकता है। उदाहरण के लिए, अवसादन टैंक कीचड़ हॉपर में अत्यधिक छोटा कोण कीचड़ संचय आदि का कारण बन सकता है।

इन समस्याओं के कारण मूल रूप से वही हैं, इसलिए हम यहां एक एकीकृत विश्लेषण और समाधान प्रदान करेंगे। फोम और मैल मुख्य रूप से दो वातावरणों में होते हैं: एरोबिक वातावरण (या वातन टैंक) और अवायवीय वातावरण (जैसे प्राथमिक अवसादन टैंक, माध्यमिक अवसादन टैंक, एनोक्सिक टैंक, हाइड्रोलिसिस टैंक, आदि)। बेशक, एरोबिक और एनारोबिक वातावरण में फोम और मैल उत्पन्न होने के कारण पूरी तरह से अलग हैं।

एरोबिक वातावरण में समस्याओं के कारणों और विशेषताओं का विश्लेषण:

1. असामान्य pH परिवर्तन। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, अत्यधिक निम्न और उच्च दोनों पीएच स्तर वातन के तहत झाग का कारण बन सकते हैं। प्रभावशाली पानी की गुणवत्ता और अतिरिक्त रसायनों पर विश्लेषण किया जा सकता है, और जैविक उपचार टैंक के पीएच को समय पर सामान्य सीमा में समायोजित किया जाना चाहिए। इसके अलावा, एरोबिक टैंकों में नाइट्रीकरण प्रक्रिया पीएच को कम करती है, और उच्च अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता वाले पानी में मजबूत पीएच परिवर्तन आसानी से हो सकता है, जिससे क्षारीयता संतुलन बनाए रखने के लिए समय पर क्षार जोड़ने की आवश्यकता होती है।

2. विषैले पदार्थ और उच्च कार्बनिक भार। ये दोनों सक्रिय कीचड़ को तैरने का कारण बन सकते हैं, जिससे झाग और मैल पैदा होता है। यह मूल रूप से पानी की प्रभावशाली गुणवत्ता के कारण होता है (यह संभावना नहीं है कि कोई भी इतना निष्क्रिय होगा कि वातन टैंक को जहरीला बना देगा)।

3. प्रभाव में तैलीय पदार्थ और सर्फेक्टेंट होते हैं। तेल और सर्फेक्टेंट, वातन के साथ मिलकर, रंगीन झाग पैदा कर सकते हैं। यदि आप रंगीन झाग देखते हैं, तो आप इन पदार्थों को दोष दे सकते हैं, क्योंकि यह झाग घुलित ऑक्सीजन और वातन प्रणाली पर नकारात्मक प्रभाव डालता है।

4. जैविक उपचार टैंक में अवायवीय क्षेत्र दिखाई देते हैं। यह एक डिज़ाइन दोष है. स्थानीयकृत अवायवीय स्थितियां और कीचड़ संचय से कीचड़ का अवायवीय किण्वन हो सकता है, जिससे गैस उत्पन्न होती है जो संचित कीचड़ को सतह पर ले जाती है। इस मामले में, टैंक को संशोधन की आवश्यकता है। अपशिष्ट जल को प्रवाहित करने की अनुमति देने के लिए अवायवीय क्षेत्रों में वातन उपकरण या प्रवाह गाइड जोड़ें।

5. घुलित ऑक्सीजन बहुत कम है. उच्च प्रभावशाली सांद्रता वातन टैंक में घुलित ऑक्सीजन में कमी का कारण बन सकती है, या यह ब्लोअर और वातन उपकरणों के कारण हो सकता है। कम घुलित ऑक्सीजन वाला वातावरण फिलामेंटस बैक्टीरिया के अस्तित्व के लिए अनुकूल है। लंबे समय तक कम ऑक्सीजन स्तर से फिलामेंटस बैक्टीरिया का अत्यधिक प्रसार हो सकता है, जिससे कीचड़ जमा हो सकता है। आम तौर पर, वातन टैंक में घुलित ऑक्सीजन 2 मिलीग्राम/लीटर से कम नहीं होनी चाहिए।

6. लंबे समय तक अपर्याप्त या कोई कीचड़ हटाना नहीं। अपर्याप्त कीचड़ निर्वहन से वातन टैंक में कीचड़ की सांद्रता में लगातार वृद्धि होती है। जब कीचड़ की सघनता 5,000 या इससे अधिक हो जाती है, तो अपर्याप्त पोषक तत्वों के कारण कई सूक्ष्मजीव "भूखे" हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पोषक तत्वों की कमी हो जाती है। यह "मृत कीचड़" सतह पर तैरता है, जिससे मैल की एक मोटी परत बन जाती है। इसलिए, कीचड़ की सघनता को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है। अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र प्रबंधक या तकनीशियन के लिए, कीचड़ प्रबंधन अत्यंत महत्वपूर्ण है!

अवायवीय वातावरण में समस्याओं और विशेषताओं का विश्लेषण:

अवायवीय वातावरण में मुख्य समस्याएँ हैं विनाइट्रीकरण कीचड़ का तैरना और अवायवीय कीचड़ का तैरना, जो मुख्य रूप से अवसादन टैंकों में होता है।

1. विनाइट्रीकरण कीचड़ का तैरना: एनोक्सिक टैंक में अधूरा विकृतीकरण नाइट्रेट नाइट्रोजन को स्वाभाविक रूप से अवसादन टैंक में प्रवेश करने की अनुमति देता है। अवसादन टैंक में विषाक्त वातावरण विनाइट्रीकरण को ट्रिगर करता है, जिससे कीचड़ सतह पर तैरने लगता है। इसे हल करना अपेक्षाकृत आसान है (एनोक्सिक टैंक के बहुत छोटे होने के मुद्दे को छोड़कर, जो कि हल नहीं हो सकता है)। एनोक्सिक टैंक में कार्बन स्रोतों की समय पर पुनःपूर्ति सीओडी को कुल नाइट्रोजन स्तर के लगभग 4{5}}5 गुना पर बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया अच्छी तरह से पोषित हैं और प्रभावी ढंग से कार्य कर सकते हैं। बेशक, मिश्रित शराब पुनःपरिसंचरण अनुपात भी बनाए रखा जाना चाहिए, आदर्श रूप से 200% से ऊपर।

2. अवायवीय कीचड़ तैर रहा है। मैंने इस समस्या को प्रत्यक्ष रूप से देखा है। डिज़ाइन कोण (आम तौर पर 55 डिग्री से अधिक) के कारण, अवसादन टैंक कीचड़ हॉपर से कीचड़ को पूरी तरह से निकालना मुश्किल होता है, जिससे कई मृत क्षेत्र बन जाते हैं। समय के साथ, यह कीचड़ जमा हो जाता है और आसानी से सतह पर तैरने लगता है। इस समस्या का सामना करने वाले किसी भी व्यक्ति को सीधे डिज़ाइन टीम को दोष देना चाहिए।

जैविक प्रणालियों के संचालन के दौरान सूक्ष्मजीव एक महत्वपूर्ण संकेतक भूमिका निभाते हैं। सूक्ष्मजीवों के प्रकारों को देखकर, कीचड़ का आकार निर्धारित किया जा सकता है, और प्रवाह की गुणवत्ता का अनुमान लगाया जा सकता है।

जब सक्रिय कीचड़ अच्छी स्थिति में हो:

जब सक्रिय कीचड़ अच्छी स्थिति में होता है, तो फ्लॉक्स अपेक्षाकृत बड़े होते हैं और अच्छी तरह से जम जाते हैं। सूक्ष्म परीक्षण से *वोर्टिसेला*, *प्लैटाइकोडोन*, *प्लैटाइकोडोन*, *प्लैटाइकोडोन*, विभिन्न *स्किज़ोथोरा*, रोटिफ़र्स, *साइक्लोफ़ोरा*, और ऑलिगोचैटेस{{1}दोनों सेसाइल और रेंगने वाली प्रजातियों जैसे जीवों का पता चलता है।

जब सक्रिय कीचड़ खराब हो जाता है:

जब सक्रिय कीचड़ खराब हो जाता है, तो फ़्लॉक्स छोटे हो जाते हैं, और *ट्राइकोमोनास*, *ट्राइकोमोनास*, और *ट्राइकोमोनास* जैसे तेज़ -तैरने वाले जीव दिखाई देते हैं। जब कीचड़ गंभीर रूप से खराब हो जाता है, तो सूक्ष्मजीव बड़े पैमाने पर मर जाते हैं या लगभग गायब हो जाते हैं, कीचड़ का जमाव कम हो जाता है और जल उपचार क्षमता खराब हो जाती है।

गिरावट से सामान्य तक:

गिरावट से सामान्य तक संक्रमण अवधि के दौरान, सक्रिय कीचड़ धीमी गति से तैरने या रेंगने वाले जीवों जैसे *प्लैटाइकोडोन* और *प्लैटाइकोडोन* को प्रदर्शित करता है।

सक्रिय कीचड़ उभार:

सक्रिय कीचड़ का जमाव अक्सर शरद ऋतु और सर्दियों में होता है। इस समय, कीचड़ का निपटान खराब है, जिसमें निपटान का अनुपात 30 - मिनट अधिक है, जबकि कीचड़ की सघनता अपेक्षाकृत कम है, जिससे अपेक्षाकृत उच्च कीचड़ सूचकांक (एसवीआई) होता है। फिलामेंटस बैक्टीरिया कीचड़ जमाव का कारण बनने वाले मुख्य जीव हैं। फिलामेंटस बैक्टीरिया के बड़े पैमाने पर प्रसार के कारण, सक्रिय कीचड़ महीन कणों और अपेक्षाकृत हल्के रंग के साथ कपास जैसा दिखाई देता है।

अपर्याप्त घुलित ऑक्सीजन:

जब वातन टैंक में घुलित ऑक्सीजन लगातार अपर्याप्त होती है, तो सक्रिय कीचड़ सामान्य से अधिक गहरा हो जाता है और एक गंध उत्सर्जित करता है।

अत्यधिक घुलित ऑक्सीजन:

सामान्य परिस्थितियों में, माइक्रोस्कोप के तहत प्रति मिलीलीटर सक्रिय कीचड़ में लगभग 300 रोटिफ़र देखे जा सकते हैं, जबकि सामान्य परिस्थितियों में सरकोप्टेरा शायद ही कभी देखा जाता है। जब वातन टैंक में वातन दर लगातार बहुत अधिक होती है, तो बड़ी संख्या में सरकोप्टेरा और रोटिफ़र्स दिखाई देंगे।

कम प्रभावशाली सांद्रता और बीओडी भार:

जब अपशिष्ट जल की सघनता और बीओडी भार बहुत कम होगा, तो स्केल कीड़े दिखाई देंगे, जो नाइट्रीकरण की घटना का संकेत देंगे।

अन्य पर्यावरणीय परिवर्तन:

जब सक्रिय कीचड़ में संकेतक बायोमास तेजी से घटता है, तो यह विषाक्त पदार्थों के प्रभाव या कुछ पर्यावरणीय स्थितियों में अचानक परिवर्तन के कारण हो सकता है। ऐसे मामलों में, सूक्ष्मजीवों पर प्रभाव को कम करने के लिए उचित उपाय किए जाने चाहिए।

सक्रिय कीचड़ अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रियाओं में, वातन टैंक में सूक्ष्मजीवों की सूक्ष्म जांच सक्रिय कीचड़ की परिचालन स्थिति का आकलन करने के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका है और अपशिष्ट जल उपचार के लिए महत्वपूर्ण निगरानी उपकरणों में से एक है। वातन टैंक के भीतर माइक्रोबियल आबादी में परिवर्तन के आधार पर, यह सुनिश्चित करने के लिए संबंधित प्रक्रिया समायोजन किया जाना चाहिए कि सक्रिय कीचड़ अच्छी स्थिति में रहे और अपशिष्ट जल उपचार मानकों को पूरा करता है।