এমবিবিআর-এর প্রক্রিয়া পরিচালনা এবং প্রয়োগের উপর গবেষণার অগ্রগতি কম তাপমাত্রায় সিস্টেম
ওভারভিউ
মুভিং বেড বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর (এমবিবিআর) প্রক্রিয়াটি বর্তমানে বহুল ব্যবহৃত বায়োফিল্ম বর্জ্য জল চিকিত্সা প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি। প্রচলিত অ্যাক্টিভেটেড স্লাজ প্রক্রিয়ার তুলনায়, এমবিবিআর কার্যকরী বর্জ্য গুণমান, শক লোডের শক্তিশালী প্রতিরোধ এবং স্লাজ ফেরত বা ব্যাক ওয়াশিংয়ের জন্য কোন প্রয়োজনের মতো সুবিধা প্রদান করে। শীতকালে নিম্ন-তাপমাত্রার সময়কালে, বিশেষ করে উত্তরাঞ্চল এবং দক্ষিণ-পশ্চিম মালভূমিতে, বাতাসের তাপমাত্রা সহজেই 5 ডিগ্রির নিচে নেমে যেতে পারে এবং জলের তাপমাত্রা 15 ডিগ্রির নিচে নেমে যেতে পারে। নিম্ন তাপমাত্রা MBBR সিস্টেমে রাসায়নিক অক্সিজেন ডিমান্ড (COD), অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন, এবং মোট নাইট্রোজেনের মতো বর্জ্য সূচকগুলি মেনে চলতে পারে না। বায়োফিল্ম নাইট্রোজেন অপসারণের মধ্যে অ্যারোবিক নাইট্রিফিকেশন এবং অ্যানোক্সিক ডিনাইট্রিফিকেশন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এবং তাপমাত্রা এই প্রক্রিয়াগুলিকে প্রভাবিত করার অন্যতম প্রধান কারণ। তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে, সক্রিয় স্লাজ সিস্টেমে ব্যাকটেরিয়াগুলির নাইট্রিফিকেশন হার ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যখন তাপমাত্রা 8 ডিগ্রির নিচে নেমে আসে তখন নাইট্রিফিকেশন ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। এই নিবন্ধটি পদ্ধতিগতভাবে মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায়, ক্যারিয়ার বর্ধিতকরণ প্রযুক্তি, এবং প্রক্রিয়া সংমিশ্রণ এবং ম্যানিপুলেশনের মতো দিকগুলি থেকে নিম্ন তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে MBBR প্রক্রিয়াগুলির ক্রিয়াকলাপ সম্পর্কে বিস্তারিতভাবে বিস্তারিত করে, আরও গবেষণা এবং প্রয়োগের জন্য রেফারেন্স প্রদান করে।
1. নিম্ন-তাপমাত্রার MBBR সিস্টেমে মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায়ের উপর গবেষণা
বর্তমানে, বর্জ্য জল শোধনাগারের মূল প্রক্রিয়া হল জৈবিক চিকিত্সা।শীতকালে নিম্ন তাপমাত্রা (15 ডিগ্রির কম বা সমান) বায়োরিয়াক্টরগুলিতে নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার কার্যকলাপকে বাধা দেয়, যা নাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে এবং সিস্টেমের নাইট্রোজেন অপসারণ ক্ষমতাকে সীমিত করে।. নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া দীর্ঘ প্রজন্মের চক্রের সাথে স্বয়ংক্রিয় এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের জন্য সংবেদনশীল, 20-35 ডিগ্রির সর্বোত্তম বৃদ্ধির তাপমাত্রা পরিসীমা সহ।
1.1 মাইক্রোবিয়াল কার্যকলাপ
এমবিবিআর চুল্লিতে বায়োফিল্মগুলি ক্যারিয়ারের পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত থাকে, দীর্ঘ প্রজন্মের চক্রের সাথে অণুজীবের বৃদ্ধিকে সমর্থন করে, যার ফলে সিস্টেমে নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার পরিমাণ বৃদ্ধি পায়। সক্রিয় স্লাজ প্রক্রিয়ার তুলনায়, MBBR কম তাপমাত্রায় শক্তিশালী নাইট্রিফিকেশন কার্যকারিতা প্রদর্শন করে, যার ফলে এটি কম তাপমাত্রার বর্জ্য জল চিকিত্সায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। নিম্ন তাপমাত্রা এই চুল্লির নাইট্রিফিকেশন কার্যকারিতা প্রভাবিত করে এমন একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিবেশগত কারণ। তাপমাত্রা হ্রাসের ফলে কোষের ঝিল্লির তরলতা এবং এনজাইম ক্যাটালাইসিস হ্রাস পায়, উপাদান পরিবহন এবং বিপাকীয় হার হ্রাস পায়, যার ফলে নিউক্লিক অ্যাসিড গৌণ কাঠামোর স্থায়িত্ব প্রভাবিত হয় এবং ডিএনএ প্রতিলিপি, mRNA ট্রান্সক্রিপশন এবং অনুবাদকে বাধা দেয়। যখন তাপমাত্রা সাইটোপ্লাজমিক হিমাঙ্কের নিচে নেমে যায়, তখন কোষের মধ্যে বরফের স্ফটিক তৈরি হয়, যার ফলে গুরুতর কাঠামোগত ক্ষতি হয়। Qiu Tian et al দ্বারা অধ্যয়ন. দেখিয়েছেন যে10 ডিগ্রিতে এমবিবিআর বায়োফিল্মের অ্যামোনিয়া অক্সিডেশন এবং নাইট্রাইট জারণ কার্যকলাপ যথাক্রমে 20 ডিগ্রিতে 55% এবং 56% ছিল. ঝেং ঝিজিয়া এট আল। সক্রিয় স্লাজের নাইট্রিফিকেশন হার পরীক্ষা করেগ্রীষ্মে (20 ডিগ্রী) এবং শীতকালে (8 ডিগ্রী) একটি বর্জ্য জল শোধনাগার, 8 ডিগ্রীতে অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন নাইট্রিফিকেশন হার 20 ডিগ্রীতে তার 48.5% ছিল. জৈব রাসায়নিক ট্যাঙ্কের নাইট্রিফিকেশন ক্ষমতার উপর নিম্ন তাপমাত্রার প্রভাব দুটি দিক অন্তর্ভুক্ত করে: প্রথমত, নিম্ন তাপমাত্রা নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়ের কার্যকলাপকে প্রভাবিত করে এবং দ্বিতীয়ত, দীর্ঘায়িত নিম্ন তাপমাত্রা সক্রিয় স্লাজে নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার জনসংখ্যাকে হ্রাস করে।
1.2 মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায় প্রতিযোগিতা
যেহেতু নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া অটোট্রফিক, তাই অন্যান্য মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়গুলি নাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে এবং নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার সাথে দৃঢ়ভাবে প্রতিযোগিতা করে। হাউওয়েলিং এট আল। এমবিবিআর প্রক্রিয়া পরীক্ষা পরিচালনা করে, দেখায় যে 4 ডিগ্রিতে, এমবিবিআর-এর নির্দিষ্ট নাইট্রিফিকেশন সম্ভাবনা রয়েছে, কিন্তু সিস্টেমের মধ্যে হেটারোট্রফিক অণুজীবের অত্যধিক বৃদ্ধি নাইট্রিফিকেশন হারকে কিছুটা কমিয়ে দিয়েছে। শাও শুহাই এট আল। নির্দেশ করে যে একক-পর্যায়ের MBBR-এর নাইট্রোজেন অপসারণের প্রভাব নাইট্রিফাইং এবং হেটারোট্রফিক ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে প্রতিযোগিতার কারণে আদর্শ নয়। হ্যান ওয়েঞ্জি এট আল। কম তাপমাত্রার ঋতুতে MBBR হাইব্রিড প্রক্রিয়া ব্যবহার করে একটি বর্জ্য জল শোধনাগারে অণুজীব সম্প্রদায়ের পরিবর্তন এবং জৈবিক বন্টনের ধরণগুলি অধ্যয়ন করে, দেখা গেছে যে স্থগিত বাহক বায়োফিল্মগুলিতে মাইক্রোবিয়াল প্রজাতির সংখ্যা অসম প্রজাতির বন্টন সহ একই সিস্টেম থেকে সক্রিয় স্লাজের তুলনায় কম ছিল৷ স্থগিত বাহক সংযোজন সিস্টেমে মাইক্রোবায়াল বৈচিত্র্যকে উন্নত করেছে, যখন প্রভাবশালী এবং কর্মক্ষম মোডগুলি মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়ের সংমিশ্রণে একটি নির্দিষ্ট নির্বাচন করেছে। উ হান এট আল। বিভিন্ন ধরনের ফিলার সহ তিনটি অনুক্রমিক ব্যাচ MBBR চুল্লি ব্যবহার করে সিমুলেটেড গার্হস্থ্য বর্জ্য জল চিকিত্সা। কম তাপমাত্রার বর্জ্য জলের জন্য বায়োফিল্ম চাষ ও মানিয়ে নিতে তাপমাত্রা (25, 20, 15, 10, 6, এবং 5 ডিগ্রি) ধীরে ধীরে হ্রাস করে, তারা দেখতে পায় যে তিনটি চুল্লিতে বিভিন্ন অণুজীব আধিপত্য বিস্তার করে। উচ্চ-থ্রুপুট সিকোয়েন্সিং ফলাফল দেখায় যে 5 ডিগ্রীতে, তিনটি চুল্লিতে জৈব পদার্থের অবক্ষয়কারী অণুজীবগুলি প্রধান ছিল; একটি চুল্লী সফলভাবে সাইক্রোফিলিক নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াকে উন্নত এবং সমৃদ্ধ করেছে, অন্য দুটিতে নাইট্রোজেনের বেশি পরিমাণে আছে
1.3 সাইক্রোফিলিক অণুজীবের আত্তীকরণ
নিম্ন তাপমাত্রার প্রভাবশালী মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায়ের জন্য অভিযোজন এবং সমৃদ্ধকরণ উন্নত প্রযুক্তিনিম্ন তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে MBBR-এর কার্যকারিতা এবং স্থিতিশীলতা উন্নত করার একটি কার্যকর পদ্ধতি। প্রগতিশীল আনয়ন এবং অপ্টিমাইজড চাষের মাধ্যমে, প্রভাবশালী জনসংখ্যার স্ক্রীনিং এবং প্রয়োগ করা হয়, মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়ের শক্তিশালী সহনশীলতা ব্যবহার করে নিম্ন তাপমাত্রার প্রভাব কমাতে, দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতার সম্ভাবনা প্রদান করে। ওয়াং ড্যান এট আল। দেখা গেছে যে শীতের কম-তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে, সক্রিয় স্লাজ অর্জনের জন্য ঠান্ডা সহনশীল মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায়ের সক্রিয় স্লাজ যোগ করা-বায়োফিল্ম সিম্বিওটিক হাইব্রিড বায়োরিয়্যাক্টর দ্রুত স্টার্টআপ, দ্রুত বায়োফিল্ম গঠন এবং স্থিতিশীল চিকিত্সা প্রভাবের মতো সুবিধা প্রদান করে। ডেলাটোল্লা এট আল। আবিষ্কৃত হয়েছে যে সিস্টেমটিকে 1 ডিগ্রিতে ডিকার্বনাইজ করা নাইট্রিফাইং সক্রিয় বায়োমাসকে বাড়িয়েছে, বায়োফিল্মকে ঘন করেছে, কম তাপমাত্রায় অপারেশনের সময় কার্যকরীভাবে কার্যকর কোষের সংখ্যা বাড়িয়েছে এবং সিস্টেমের নাইট্রিফিকেশন কর্মক্ষমতা বাড়িয়েছে। উপরন্তু, NO, N₂H₄, NH₂OH, ইত্যাদি হল মূল মধ্যবর্তী যা অ্যানারোবিক অ্যামোনিয়াম অক্সিডেশন (অ্যানামমক্স) প্রক্রিয়াকে উদ্দীপিত করে এবং NO₂ দ্বারা অ্যানামক্স ব্যাকটেরিয়া প্রতিরোধকে উপশম করে। জেকার এট আল., একটি এমবিবিআর সিস্টেমের সাথে উচ্চ-ঘনত্বের বর্জ্য জলের (অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন ঘনত্ব 740 মিলিগ্রাম/লি) চিকিত্সার একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে NO যোগ করা অ্যানামক্স প্রক্রিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করে, এবং অ্যামোনিয়ার প্রাচুর্য-অক্সিডাইজিং ব্যাকটেরিয়া সিস্টেম অপারেশনের সময় বৃদ্ধি পায়।
2. নিম্ন তাপমাত্রায় এমবিবিআর-এর জন্য ক্যারিয়ার এনহ্যান্সমেন্ট টেকনোলজির উপর গবেষণা
স্থগিত এমবিবিআর ফিলার নির্বাচন বর্জ্য জল চিকিত্সার জন্য এই প্রক্রিয়ার মূল প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি এবং প্রক্রিয়ার দক্ষতা এবং প্রকৌশল ব্যয়কে প্রভাবিত করে এমন একটি মূল কারণ। সাধারণত ব্যবহৃত ফিলার প্রকারের মধ্যে রয়েছে মধুচক্র ফিলার, সেমি-নরম ফিলার, এবং কম্পোজিট ফিলার। ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলি ফিলার ক্লগিং, জমাটবদ্ধতা এবং বার্ধক্যের মতো সমস্যার সম্মুখীন হতে পারে। নিম্ন-তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে, এমবিবিআর ফিলারগুলিতে বায়োফিল্ম গঠন ধীর হয়, সম্ভাব্যভাবে সরঞ্জামের শুরুর সময়কাল দীর্ঘায়িত করে, স্বাভাবিক প্রক্রিয়ার ক্রিয়াকলাপকে বাধাগ্রস্ত করে, যার ফলে শক লোড প্রতিরোধ ক্ষমতা দুর্বল হয় এবং প্রত্যাশিত চিকিত্সার প্রভাবগুলি অর্জনে ব্যর্থ হয়। শিল্পগতভাবে ব্যবহৃত MBBR সাসপেন্ডেড ক্যারিয়ারগুলি আকার ও আকৃতিতে ভিন্ন হয় এবং উচ্চ-ঘনত্বের পলিথিন (HDPE), পলিথিন (PE), বা পলিপ্রোপিলিন (PP) এর মতো উচ্চ আণবিক পলিমার দিয়ে তৈরি হয় মেল্ট এক্সট্রুশন বা গ্রানুলেশনের মতো পদ্ধতির মাধ্যমে। এই প্রক্রিয়ার বৃহৎ আকারের প্রকৌশল প্রয়োগের সাথে, বাণিজ্যিক ক্যারিয়ারের বিভিন্নতা ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেয়েছে। ক্যারিয়ারের নকশা এবং প্রক্রিয়াকরণ জলের গুণমান এবং মাইক্রোবায়াল বৃদ্ধির বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য তৈরি করা যেতে পারে, নিম্ন তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে MBBR বায়োফিল্ম সিস্টেমগুলিকে উন্নত করতে লক্ষ্যযুক্ত অপ্টিমাইজেশান এবং উন্নতি সক্ষম করে৷ ব্যবহারিক প্রয়োগে, ক্যারিয়ার পরিবর্তনগুলি প্রাথমিকভাবে নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, হাইড্রোফিলিসিটি, জৈব-সম্পর্ক, চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য ইত্যাদির উন্নতিতে ফোকাস করে, যা ক্যারিয়ারের ভর স্থানান্তর, বায়োফিল্ম গঠন এবং বর্জ্য জল চিকিত্সা কার্যকারিতা উন্নত করতে।
2.1 চৌম্বকীয় লোডিং
বর্তমান গবেষণায় কম তাপমাত্রায় এমবিবিআর-এর বর্জ্য জল শোধন ক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে অনুসন্ধান করা হয়েছে।নির্দিষ্ট শক্তির চৌম্বক ক্ষেত্র জৈবিক চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলিতে দূষণকারী অপসারণকে উন্নত করতে পারে. দুর্বল চৌম্বক ক্ষেত্রের অধীনে, জৈব দূষণকারী চৌম্বকীয় জৈবিক বাহকের পৃষ্ঠে চৌম্বকীয় সমষ্টি এবং শোষণের মাধ্যমে সমৃদ্ধ হয়, যা চৌম্বকীয় শক্তি, লরেন্টজ বাহিনী এবং চৌম্বক-কোলয়েডাল প্রভাব দ্বারা সহায়তা করে। একটি উপযুক্ত তীব্রতার সীমার মধ্যে, চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি মাইক্রোবায়াল অক্সিজেন ব্যবহার উন্নত করতে পারে, মাইক্রোবিয়াল বৃদ্ধির বিপাক এবং এনজাইমের কার্যকলাপকে উন্নত করতে পারে এবং কোষের ঝিল্লির ব্যাপ্তিযোগ্যতা বাড়াতে পারে। জিং শুয়াংই এট আল। MBBR চুল্লিতে বাণিজ্যিক বাহক বনাম চৌম্বকীয় বাহক [পলিথিন, নিওডিয়ামিয়াম আয়রন বোরন চৌম্বক পাউডার (Nd₂Fe₁₄B), এবং পলিকোয়াটারিয়াম-10 (PQAS-10), ইত্যাদি] যোগ করার তুলনামূলক প্রভাবগুলি অধ্যয়ন করেছে৷ ফলাফলগুলি দেখায় যে নিম্ন{12}}তাপমাত্রার অবস্থার মধ্যে, চৌম্বকীয় বাহকগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে বায়োফিল্ম নাইট্রিফিকেশন কার্যকলাপকে উন্নত করে, এক্সট্রা সেলুলার পলিমারিক পদার্থ (ইপিএস) নিঃসরণকে উন্নীত করে এবং বায়োফিল্ম আকারবিদ্যা এবং গঠন বজায় রাখে এবং উন্নত করে। চৌম্বকীয় বাহকগুলি আরও বেশি নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া জেনারাকে সমৃদ্ধ করেছে, যেখানে অ্যামোনিয়া-অক্সিডাইজিং ব্যাকটেরিয়া এবং নাইট্রাইট-অক্সিডাইজিং ব্যাকটেরিয়াগুলির আপেক্ষিক প্রাচুর্য বাণিজ্যিক বাহকের তুলনায় যথাক্রমে 1.82 গুণ এবং 1.05 গুণ বৃদ্ধি পেয়েছে এবং দুটি অনন্য নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াকে উন্নত ও সমৃদ্ধ করেছে।
2.2 ক্যারিয়ার পরিবর্তন
চৌম্বকীয় লোডিংয়ের পাশাপাশি, পলিথিনের মতো ঐতিহ্যবাহী বাহক উপকরণগুলির অ্যাফিনিটি পরিবর্তনও ফিলার বায়োফিল্ম গঠনের কার্যকারিতা বাড়ানোর একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়। সান বো এট আল। কম তাপমাত্রার গার্হস্থ্য বর্জ্য জলের-শোধনের জন্য অভিনব ন্যানো সাসপেন্ডেড ফিলার ব্যবহার করা হয়েছে। 10-12 ডিগ্রীতে, ন্যানো ফিলারগুলির জন্য বায়োফিল্ম গঠনের সময়কাল ছিল 18 দিনের কম, অন্যান্য ফিলারের তুলনায় কম, সিস্টেম সিওডি অপসারণের হার প্রায় 75% এ স্থিতিশীল, ভাল প্রচারের মান প্রদর্শন করে। রেন ইয়ানকিয়াং এট আল। নিম্ন তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে একটি বর্জ্য জল শোধনাগারের প্রাথমিক সেডিমেন্টেশন ট্যাঙ্কের বর্জ্য শোধনের জন্য উচ্চ হাইড্রোফিলিক পলিমার অ্যালয় উপাদান থেকে তৈরি মধুচক্র সাসপেন্ডেড ফিলার ব্যবহার করা হয়। ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে এই স্থগিত ফিলারগুলি কার্যকরভাবে পৃষ্ঠের সক্রিয় অণুজীবের সংযুক্তি ক্ষমতাকে{12}} উন্নত করেছে, এমবিবিআর প্রক্রিয়ার চিকিত্সার প্রভাবগুলিকে উন্নত করতে সহায়তা করে৷ হান জিয়াওয়ুন এট আল। সক্রিয় স্লাজ থেকে আলাদা করা দক্ষ ঠান্ডা{15}}সহিষ্ণু মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায়গুলিকে ঠিক করার জন্য একটি স্থির বাহক হিসাবে একটি উন্নত ছিদ্র কাঠামো সহ নরম পলিউরেথেন ফোম ব্যবহার করা হয়েছে৷ চুল্লিতে এই ফিলার যোগ করার পর, দূষণকারী চিকিত্সার প্রভাবগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে, কম তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে COD অপসারণের হার 82% এবং জৈব রাসায়নিক অক্সিজেন চাহিদা (BOD) অপসারণের হার 92%। চেন এট আল। পলিভিনাইল অ্যালকোহল (PVA) জেল ফিলারের সাথে একটি এমবিবিআর প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়েছে যা সক্রিয় স্লাজের পরিবর্তে গবাদি পশু এবং হাঁস-মুরগির প্রজননকারী বর্জ্য জলের চিকিত্সার জন্য এইচএন-এডি ব্যাকটেরিয়া দিয়ে টিকা দেওয়া হয়েছে। বিভিন্ন কার্বন-থেকে-নাইট্রোজেন অনুপাতের (C/N) অধীনে, বিভিন্ন ক্যারিয়ারের কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। PVA জেলের ছিদ্রযুক্ত কাঠামো ব্যাকটেরিয়াগুলির জন্য সুরক্ষা প্রদান করে, যার ফলে আরও স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা হয়। মাইক্রোবিয়াল বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে PVA জেল বাহকগুলির সাথে MBBR প্রক্রিয়া অটোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া এবং HN-AD ব্যাকটেরিয়া (প্যারাকোকাস এবং অ্যাসিনেটোব্যাক্টর) বৃদ্ধির পক্ষে ছিল।
3. প্রক্রিয়া সমন্বয় এবং নিম্ন তাপমাত্রায় MBBR এর নিয়ন্ত্রণ
এই সিস্টেমের ফিলার পৃষ্ঠে বায়োফিল্ম গঠনের জন্য অনন্য প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, প্রক্রিয়া সংমিশ্রণ এবং নিয়ন্ত্রণের গুরুত্ব তুলে ধরে। MBBR-এ স্থিতিশীল নাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়া পরামিতি এবং অনুপাত নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে অর্জন করা যেতে পারে; কঠোর সীমাবদ্ধতার মাধ্যমে নিম্ন তাপমাত্রার প্রভাবের জন্য ক্ষতিপূরণ একটি অপেক্ষাকৃত সরাসরি এবং কার্যকর পদ্ধতি।
3.1 বায়ুচলাচল
MBBR প্রক্রিয়া বর্তমানে প্রধানত বায়বীয় পরিবেশে প্রয়োগ করা হয়। চুল্লিতে বায়ুচলাচল হার এবং পদ্ধতি সরাসরি সিস্টেমে দ্রবীভূত অক্সিজেন (DO) সামগ্রী এবং বায়োফিল্ম গঠনের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে, যার ফলে দূষণকারীর অবনতি স্তরকে প্রভাবিত করে। চেন লং এট আল।, শিল্প বর্জ্য জল চিকিত্সার সময়, ব্যাচ এয়ারেশন, 95.5% সিওডি অপসারণের হার এবং 91% অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন অপসারণের হারের মতো ব্যবস্থাগুলি ব্যবহার করে বায়োফিল্ম গঠনে অসুবিধাগুলি কার্যকরভাবে মোকাবেলা করেছেন। ব্যক্তি এবং অন্যান্য. রান্নাঘরের বর্জ্য এবং কালো জলের মিশ্র বর্জ্য জলকে 10 ডিগ্রিতে অ্যানেরোবিক প্রিট্রিটমেন্টের পরে MBBR ব্যবহার করে, বিরতিহীন বায়ুচলাচলের মাধ্যমে সম্পূর্ণ নাইট্রিফিকেশন অর্জন করে। বিয়ান এট আল। পাওয়া গেছে যে ডিও এবং মোট অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন ঘনত্বের মধ্যে একটি ধ্রুবক অনুপাত নিয়ন্ত্রণ করা কম তাপমাত্রায় অপটিমাইজড বর্জ্য প্রভাব; যখন নিয়ন্ত্রণ অনুপাত 0.17 অতিক্রম করেনি, নাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়াটি 6 ডিগ্রিতে স্থিতিশীল ছিল।
3.2 কার্বন-থেকে-নাইট্রোজেন অনুপাত (C/N)
নাইট্রিফাইং এবং হেটেরোট্রফিক ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে সুস্পষ্ট প্রতিযোগিতা রয়েছে; অতএব, সিস্টেমে জৈব পদার্থ এবং নাইট্রোজেন অবক্ষয়ের মধ্যে ভারসাম্যকে প্রভাবিত করে C/N নিয়ন্ত্রণ একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার হয়ে ওঠে। চেন এট আল। দেখায় যে MBBR সিস্টেমে, যখন C/N ছিল 4-15 এর মধ্যে, COD অপসারণের হার ছিল 90% এর উপরে। যখন C/N 1 এ কমে যায়, তখন COD অপসারণের হার উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। সিস্টেমের অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন অপসারণের দক্ষতা প্রথমে বৃদ্ধি পায় এবং তারপর C/N হ্রাসের সাথে হ্রাস পায়। চেন এট আল। একটি A/O{10}MBBR চুল্লি মেরিকালচারের বর্জ্য জল চিকিত্সার কার্যক্ষমতার উপর C/N-এর প্রভাব অন্বেষণ করেছে৷ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে C/N হ্রাস করছে হয় উপকারী সিওডি এবং অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন অপসারণের দক্ষতা উন্নত করা.
3.3 হাইড্রোলিক রিটেনশন সময়
হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (HRT) প্রতিক্রিয়া সিস্টেমের মধ্যে সক্রিয় স্লাজ লোড নির্ধারণ করে। খুব বেশি বা খুব কম এইচআরটি MBBR সিস্টেমের চিকিত্সার দক্ষতা এবং নির্মাণ/পরিচালনামূলক খরচকে প্রভাবিত করতে পারে। স্থিতিশীল সিস্টেম অপারেশনের জন্য একটি যুক্তিসঙ্গত HRT নির্বাচন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ভ্যান এট আল। নিম্ন তাপমাত্রায় কৃষি অ{{4}পয়েন্ট উৎস দূষণ নিয়ন্ত্রণের জন্য এমবিবিআর প্রয়োগ করা হয়েছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে 5 ডিগ্রিতে, এইচআরটি কমে যাওয়ায়, দূষণকারী অপসারণের দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, নাইট্রোজেন গ্যাসে নাইট্রেট ডিনাইট্রিফিকেশন নিশ্চিত করার জন্য ন্যূনতম ধারণ সময় 8 ঘন্টা। ওয়াং চুয়ানজিন এট আল। নিম্ন তাপমাত্রায় এমবিবিআর-এ একযোগে নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশনের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে একটি অ্যানোক্সিক/অ্যারোবিক বায়োফিল্ম সিস্টেমের মাধ্যমে গার্হস্থ্য বর্জ্য জলকে চিকিত্সা করা হয়। ফলাফলগুলি দেখায় যে সিস্টেমটি মান পূরণের জন্য এইচআরটি প্রসারিত করে, বর্জ্য সিওডি এবং অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনের ঘনত্বকে স্থিতিশীল করে মৌসুমী তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে ভালভাবে মানিয়ে নিয়েছে। বিভিন্ন এইচআরটি-তে এর জল চিকিত্সার প্রভাব অধ্যয়নের জন্য শিতু একটি এমবিবিআর বায়োফিল্ম ক্যারিয়ার হিসাবে একটি অভিনব স্পঞ্জ ফিলার ব্যবহার করেছিলেন। ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে জল চিকিত্সার প্রভাবগুলি এইচআরটি 6 ঘন্টাতে সর্বোত্তম ছিল। ঝাও ওয়েনবিন এট আল। দেখায় যে MBBR সিস্টেমের দ্বারা বর্জ্য জলে দূষক অপসারণের জন্য সর্বোত্তম-তাপমাত্রার অবস্থা ছিল 24 ঘন্টা। হান লেই এট আল। DE অক্সিডেশন ডিচ + এমবিবিআর সম্মিলিত প্রক্রিয়ায় যখন এইচআরটি 15.4 ঘন্টা থেকে 11.0 ঘন্টা কমানো হয়েছিল তখন দূষণকারী অপসারণের হার অধ্যয়ন করেছিলেন। ফলাফলগুলি দেখায় যে এইচআরটি সংক্ষিপ্ত হওয়ার সাথে সাথে দূষণকারী অপসারণের দক্ষতা ধীরে ধীরে হ্রাস পেয়েছে, তবে বর্জ্যের গুণমান এখনও জলের গুণমানের লক্ষ্যের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে, যা এমবিবিআর সিস্টেমের শক্তিশালী শক লোড প্রতিরোধের প্রতিফলন করে।
3.4 প্রক্রিয়া সংমিশ্রণ
ডেং রুই এট আল। পৌরসভার বর্জ্য জল শোধনের জন্য একটি দুই-পর্যায়ের A/O-MBBR প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করেছে৷ নিম্ন জলের তাপমাত্রা এবং কম প্রভাবশালী ঘনত্বের অবস্থার অধীনে, এই সম্মিলিত প্রক্রিয়াটি শক্তিশালী শক লোড প্রতিরোধ এবং তাপমাত্রা অভিযোজনযোগ্যতা, স্থিতিশীল অপারেশন এবং সুবিধাজনক অপারেশন প্রদর্শন করে, যা বর্জ্য জল চিকিত্সার ভাল প্রয়োগের সম্ভাবনা দেখায়। লুওস্টারিনেন এট আল। কম তাপমাত্রায় অ্যানেরোবিক প্রিট্রিটমেন্টের পরে দুগ্ধজাত বর্জ্য জলের উপর এমবিবিআর প্রক্রিয়ার চিকিত্সার প্রভাবগুলি অধ্যয়ন করেছে। ফলাফলগুলি দেখায় যে প্রক্রিয়াটি 40%-70% COD, 50%-60% নাইট্রোজেন এবং আপফ্লো অ্যানারোবিক স্লাজ ব্ল্যাঙ্কেট (UASB) এবং MBBR এর সমন্বয় 92% COD, 99% BOD এবং 65%-70% নাইট্রোজেন অপসারণ করতে পারে। রু চুন এট আল। একটি পরিবর্তিত বারডেনফো-এমবিবিআর + চৌম্বকীয় লোডিং বৃষ্টিপাত প্রক্রিয়া একটি বর্জ্য জল শোধনাগারকে সংস্কার করতে ব্যবহার করেছে৷ কার্বন উৎসের ডোজিং পয়েন্ট সামঞ্জস্য করে এবং সিস্টেমে মাল্টি-পয়েন্ট ইনফ্লুয়েন্ট এবং মাল্টি-পয়েন্ট রিফ্লাক্স প্রয়োগ করে, বাহ্যিকভাবে যোগ করা কার্বন উত্সের দক্ষ ব্যবহার অর্জন করা হয়েছে, 8.7 ডিগ্রিতে নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন প্রভাব নিশ্চিত করা হয়েছে, স্থিতিশীল বর্জ্যের গুণমান ডিসচার্জ স্ট্যান্ডার্ডের চেয়ে ভাল।
উপসংহার
নিম্ন-তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে, MBBR সিস্টেমে অণুজীবের কার্যকলাপ হ্রাস পায়, এবং জৈব পদার্থের চিকিত্সাকারী হেটারোট্রফিক অণুজীব এবং অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন চিকিত্সাকারী অটোট্রফিক অণুজীবের মধ্যে স্পষ্ট প্রতিযোগিতা রয়েছে। অতএব, কাঁচা জল দূষণকারী এবং বর্জ্য সূচকের প্রয়োজনীয়তার গঠনের উপর ভিত্তি করে, উপযুক্ত C/N সম্পূর্ণরূপে বিবেচনা করা উচিত। নিম্ন-তাপমাত্রার প্রভাবশালী স্ট্রেন, লক্ষ্যযুক্ত সমৃদ্ধকরণ, এবং বাহকগুলিতে প্রভাবশালী জনসংখ্যার প্রাচুর্য বৃদ্ধির মতো ব্যবস্থাগুলি বর্জ্যের গুণমান নিশ্চিত করার জন্য মূল সূচকগুলির জন্য প্রয়োগ করা উচিত৷
MBBR সিস্টেমের নিম্ন-তাপমাত্রা সহনশীলতা উন্নত করার এবং প্রক্রিয়ার অবক্ষয় দক্ষতা বাড়ানোর জন্য ক্যারিয়ার বর্ধন একটি গুরুত্বপূর্ণ মাধ্যম। নির্দিষ্ট ব্যবস্থার মধ্যে প্রধানত চৌম্বকীয় লোডিং এবং ক্যারিয়ারগুলির কাঠামোগত চিকিত্সা অন্তর্ভুক্ত। চৌম্বকীয় লোডিং কম তাপমাত্রায় নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার সংযুক্তি বাড়াতে পারে, ইপিএস নিঃসরণ প্রক্রিয়াকে শক্তিশালী করতে পারে এবং ব্যাকটেরিয়ার কার্যকলাপ উন্নত করতে পারে; ক্যারিয়ার গঠন এবং পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে অপ্টিমাইজ করা দূষণকারী ভর স্থানান্তর দক্ষতাকে ত্বরান্বিত করতে পারে, মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়গুলিকে দৃঢ় এবং সুরক্ষিত করার ক্ষমতা উন্নত করতে পারে এবং আরও স্থিতিশীল সিস্টেমের কার্যকারিতা বজায় রাখতে পারে।
এমবিবিআর প্রক্রিয়া নিজেই কিছু কম-তাপমাত্রা প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য ধারণ করে। যাইহোক, বর্জ্য জল শোধনাগারের জন্য ক্রমাগত বর্জ্য মানের মান উন্নত করার সাথে, কম তাপমাত্রার অবস্থায় MBBR-এর কাজের অবস্থার সমন্বয় এবং প্রক্রিয়ার সমন্বয় প্রক্রিয়া অগ্রগতির জন্য গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা বিষয়বস্তু হয়ে উঠেছে। বিভিন্ন ধরনের বর্জ্য জলের জন্য, বাস্তব পরিস্থিতির উপর ভিত্তি করে সর্বোত্তম কাজের শর্তগুলি নির্ধারণ করা উচিত। ইতিমধ্যে, যুক্তিসঙ্গত প্রক্রিয়া সংমিশ্রণ কার্যকরভাবে শক লোড প্রতিরোধ ক্ষমতা, তাপমাত্রা অভিযোজনযোগ্যতা, এবং দূষণকারীদের প্রতি MBBR সিস্টেমের সিস্টেম স্থিতিশীলতা বাড়াতে পারে।