আরএএস প্রযুক্তিগত বিশ্লেষণ: এমবিবিআর বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর, মাইক্রোস্ক্রিন ড্রাম ফিল্টার এবং মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন ডেলিভার 1,075 কেজি/মিউ কাঁকড়া ফলন

চীনের মিটেন কাঁকড়া চাষীরা বর্জ্য নিষ্কাশনের মান কঠোর করা, জমি ও জলের সম্পদ সঙ্কুচিত করা এবং ধারাবাহিক উচ্চ মানের ফসলের জন্য ভোক্তাদের চাহিদার মধ্যে ধরা পড়েছে। একটি 2024 রিসার্কুলেটিং অ্যাকুয়াকালচার সিস্টেম (RAS) ট্রায়াল যা একটি MBBR বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর, একটি 80-100 মেশ মাইক্রোস্ক্রিন ড্রাম ফিল্টার এবং একটি মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন সিস্টেমের সাথে তিনটি মাত্রিক কাঁকড়া আশ্রয়কে যুক্ত করে একটি ব্যবহারিক উত্তরের দিকে নির্দেশ করে1,075 কেজি প্রতি মিউঅ্যামোনিয়া 0.3 mg/L এর নিচে রাখার সময়।

তিনটি-মডিউল RAS ব্যাকবোন

যেহেতু জলজ চাষের জন্য জাতীয় বর্জ্য নিষ্কাশনের মান ক্রমশ কঠোর হয়ে উঠছে এবং ভূমি ও জল সম্পদের উপর সীমাবদ্ধতা ক্রমাগত তীব্র হচ্ছে, রিসার্কুলেটিং অ্যাকুয়াকালচার সিস্টেম (RAS) একটি বিকল্প থেকে একটি শিল্প প্রয়োজনে চলে গেছে। একটি দক্ষ RAS এর প্রযুক্তিগত মূল তিনটি সরঞ্জাম মডিউলে হ্রাস করা যেতে পারে:কঠিন-তরল বিচ্ছেদ, বায়োফিল্ম চুল্লি, এবংউচ্চ-দক্ষ অক্সিজেনেশন. যখন এই মডিউলগুলি সঠিকভাবে আকার এবং সংহত করা হয়, তখন তারা একটি বন্ধ লুপ তৈরি করে যেখানে বর্জ্য শারীরিকভাবে অপসারণ করা হয়, দ্রবীভূত নাইট্রোজেন জৈবিকভাবে রূপান্তরিত হয় এবং দ্রবীভূত অক্সিজেন নির্ভুলতার সাথে সরবরাহ করা হয়।

নকশা দর্শন হল "শারীরিক বিচ্ছেদ + জৈবিক পরিশোধন + নির্ভুল অক্সিজেনেশন।" প্রতিটি পর্যায় পরেরটি রক্ষা করে: মাইক্রোস্ক্রিন ফিল্টার জৈব ওভারলোড থেকে বায়োফিল্টারকে রক্ষা করে, MBBR চুল্লি জলের রসায়নকে স্থিতিশীল করে, এবং মাইক্রোপোরাস বায়ুচলাচল ফসল এবং নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া উভয়ের অক্সিজেনের চাহিদা বজায় রাখে। ফলাফলটি এমন একটি সিস্টেম যা চিকিত্সা ট্যাঙ্কের ক্রম থেকে একটি পরিচালিত বাস্তুতন্ত্রের মতো আচরণ করে।

মাইক্রোস্ক্রিন ড্রাম ফিল্টার - সলিড-তরল বিচ্ছেদ ফ্রন্টলাইন

যেকোন রিসার্কুলেটিং সিস্টেমে, না খাওয়া খাবার এবং মল জল দূষণের প্রাথমিক উৎস। যদি বড় স্থগিত কণাগুলিকে জৈবিক চিকিত্সা পর্যায়ে পৌঁছানোর অনুমতি দেওয়া হয়, তবে তারা বায়োফিল্টারের উপর জৈব লোডকে তীব্রভাবে বৃদ্ধি করে এবং অ্যামোনিয়া অপসারণের জন্য সিস্টেমটি নির্ভর করে এমন জীবাণুর নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া - এর বৃদ্ধি এবং বিপাকীয় কার্যকলাপকে দমন করে। বাধাদান তাই তাড়াতাড়ি এবং নির্ভরযোগ্যভাবে ঘটতে হবে।

এই কেস স্টাডি একটি ব্যবহার করে80-100 জাল মাইক্রোস্ক্রিন ড্রাম ফিল্টারকোর কঠিন-তরল বিচ্ছেদ ডিভাইস হিসাবে. একটি 80-মেশ স্ক্রীন 180 μm এর থেকে বড় বা সমান কণা ধরে রাখে, যখন একটি 100-মেশ স্ক্রীন 150 μm এর চেয়ে বড় বা সমান কণা ধরে রাখে, যা কাঁকড়া চাষে উৎপন্ন বেশিরভাগ ফিড বর্জ্য এবং মলকে ধরে রাখে। পরিস্রাবণের পরে, বৃহৎ-কণার অমেধ্যগুলিকে স্থগিত করা কঠিন পদার্থগুলিকে অতিক্রম করে আলাদা করা হয়85%, নাটকীয়ভাবে ডাউনস্ট্রিম জৈবিক চিকিত্সা হস্তান্তর লোড হ্রাস.

নির্বাচন নির্দেশিকা:বড় আকারের RAS প্রকল্পগুলির জন্য, জালের পছন্দ স্টকিং ঘনত্ব, খাওয়ানোর হার এবং জলের বিনিময় হারের উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত। স্বয়ংক্রিয় ব্যাকওয়াশিং সহ স্টেইনলেস স্টিল বা নাইলন স্ক্রিনগুলি ম্যানুয়াল রক্ষণাবেক্ষণের ফ্রিকোয়েন্সি কমানোর জন্য সুপারিশ করা হয়। সূক্ষ্ম জাল ধারণকে উন্নত করে তবে আটকে যাওয়ার প্রবণতা বেশি, তাই একটি ব্যবহারিক ভারসাম্য রয়েছে: 80-100 জাল ধরে রাখার দক্ষতা এবং হাইড্রোলিক ক্ষমতা জুড়ে সর্বোত্তম সামগ্রিক কর্মক্ষমতা প্রদান করে।

এমবিবিআর বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর - পিউরিফিকেশন হার্ট

বায়োফিল্ট্রেশন হল যেকোন রিসার্কুলেটিং অ্যাকুয়াকালচার সিস্টেমের হার্ট। এর কাজ হল দ্রবীভূত অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন (NH₃-N) এবং নাইট্রাইট (NO₂^--N), যা উচ্চ-ঘনত্বের সংস্কৃতির অধীনে দ্রুত জমা হয় এবং স্টকের জন্য বিষাক্ত হয়ে ওঠে। এই সিস্টেমটি একটি তিন-পর্যায়ের বায়োফিল্ট্রেশন ট্রেন ব্যবহার করে - অ্যানেরোবিক, অ্যানোক্সিক, তারপর অ্যারোবিক - যা অন্তর্নিহিতভাবে মুভিং বেড বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর (এমবিবিআর) ধারণাকে মূর্ত করে। অ্যারোবিক ট্যাঙ্কে, স্থগিত বা স্থির বায়োফিল্ম বাহকগুলি নাইট্রিফাইং এবং হেটেরোট্রফিক ব্যাকটেরিয়াগুলির জন্য সংযুক্তি পৃষ্ঠ সরবরাহ করে, ঘন, অত্যন্ত সক্রিয় বায়োফিল্ম গঠন করে।

প্রক্রিয়া নীতি:

• অ্যানেরোবিক পর্যায়:ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া নাইট্রেটকে কমিয়ে নাইট্রোজেন গ্যাসে পরিণত করে (N₂), জৈব পদার্থের একটি অংশের অবনতি করার সময় নাইট্রোজেন অপসারণ অর্জন করা।

• অ্যানোক্সিক পর্যায়:অ্যারোবিক এবং অ্যানেরোবিক বিপাকীয় ক্ষমতাকে একত্রিত করে, নমনীয়ভাবে জলের গুণমানের ওঠানামা শোষণ করে এবং শক-লোড প্রতিরোধকে শক্তিশালী করে।

• অ্যারোবিক স্টেজ (MBBR কোর):বায়ুচলাচলের অধীনে, সংযুক্ত নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া অ্যামোনিয়াকে নাইট্রাইট এবং তারপর নাইট্রেটে অক্সিডাইজ করে, যখন হেটেরোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া অবশিষ্ট জৈব পদার্থকে হ্রাস করে।

MBBR মিডিয়া সাধারণত একটি উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা - প্রদান করে500–1,200 m²/m³- এবং প্রচলিত অ্যাক্টিভেটেড স্লাজ প্রক্রিয়ার তুলনায় অনেক বেশি ভলিউম্যাট্রিক লোডিং হার সমর্থন করে। মূল নির্বাচন পরামিতি নীচে সংক্ষিপ্ত করা হয়.

প্রযুক্তিগত হাইলাইট:এমবিবিআর প্রক্রিয়াটির কোন ব্যাকওয়াশিং এর প্রয়োজন নেই, এটি পরিচালনা করা সহজ, এবং কম স্লাজ উৎপাদনের সাথে সুষম বায়োফিল্ম স্লফিং বজায় রাখে। এই কাঁকড়া-ফার্মিং ট্রায়ালে, তিনটি-পর্যায়ের বায়োফিল্ট্রেশন সিস্টেম স্থিরভাবে অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনের সাথে স্থিরভাবে চলছিল0.3 mg/Lএবং নিচে নাইট্রাইট0.8 mg/L, জলজ চাষের জল বিশুদ্ধকরণের প্রক্রিয়াটিকে সম্পূর্ণরূপে বৈধ করা হচ্ছে। বায়োফিল্ম ক্রিয়াকলাপ ধসে পড়ে এমন মৃত অঞ্চলগুলি এড়াতে বায়ুচলাচল গ্রিডকে অবশ্যই পুরো ট্যাঙ্ক জুড়ে মিডিয়াটিকে সমানভাবে তরল রাখতে হবে।

মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন - যথার্থ অক্সিজেনেশন

দ্রবীভূত অক্সিজেন (DO) হল জলজ চাষের পুনঃসঞ্চালনের ক্ষেত্রে সবচেয়ে সংবেদনশীল এবং গুরুত্বপূর্ণ জলের গুণমানের পরামিতি। উচ্চ-ঘনত্বের অবস্থার অধীনে, অক্সিজেনের চাহিদা একবারে তিনটি দিক থেকে আসে - সংষ্কৃত প্রাণীর শ্বাস-প্রশ্বাস, জৈব পদার্থের অবক্ষয় এবং নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার বিপাক। ক্ষেত্রের অভিজ্ঞতা দেখায় যে যখন DO ধারাবাহিকভাবে উপরে রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়5 মিগ্রা/লি, খাওয়ানোর হার, ফিড রূপান্তর দক্ষতা, এবং বৃদ্ধির হার সবই লক্ষণীয়ভাবে উন্নতি করে।

এই সিস্টেমটি একটি "তরল অক্সিজেন ট্যাঙ্ক + মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন ডিস্ক" সম্মিলিত সমাধান ব্যবহার করে। একটি 1 কেজির-ধারণক্ষমতার তরল অক্সিজেন ট্যাঙ্ক প্রতিটি কালচার ট্যাঙ্কে ইনস্টল করা মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন পাইপ নেটওয়ার্কগুলিতে উচ্চ চাপের অক্সিজেন লাইনগুলিকে -ফিড করে৷

মূল প্রযুক্তিগত পরামিতি:

• দুই-পর্যায়ের চাপ হ্রাস: প্রাথমিক থেকে 0.8–1.0 MPa, মাধ্যমিক থেকে 0.1–0.2 MPa, স্থিতিশীল এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য অক্সিজেন সরবরাহ চাপ সরবরাহ করে;

• মাইক্রোপোরাস অ্যায়ারেশন ডিস্কগুলি অভিন্ন ছোট বুদবুদ তৈরি করে (সাধারণত 3 মিমি থেকে কম বা সমান), গ্যাস-তরল যোগাযোগের ক্ষেত্রকে সর্বাধিক করে এবং প্রচলিত বায়ুচলাচলের বিপরীতে অক্সিজেন ভর স্থানান্তর দক্ষতা (KLa) উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়ায়;

• সমন্বিত অক্সিজেন প্রবাহ মিটার এবং চাপ সেন্সরগুলি অক্সিজেন সরবরাহের বাস্তব-সময় পর্যবেক্ষণ এবং স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে;

• সংস্কৃতি অঞ্চলে DO ধারাবাহিকভাবে 5 মিলিগ্রাম/লির থেকে বেশি বা সমান, মূল এলাকায় 5.2 মিলিগ্রাম/লির উপরে পরিমাপিত মান সহ রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়।

মাইক্রোপোরাস এয়ারেটরের মূল সুবিধা:সূক্ষ্ম বুদবুদগুলি বর্ধিত বসবাসের সময়ের সাথে জলের কলামের মধ্য দিয়ে ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়, যা অক্সিজেন দ্রবীভূত করার দক্ষতা অর্জন করে30–50%প্রচলিত ছিদ্রযুক্ত পাইপের বায়ুচলাচলের জন্য - বনাম মাত্র 5-10%।

নির্বাচন নির্দেশিকা:মূল কারণগুলির মধ্যে রয়েছে ছিদ্রের আকার (20-50 μm প্রস্তাবিত), উপাদান (ইপিডিএম রাবার বা সিলিকন বার্ধক্য এবং রাসায়নিক প্রতিরোধের জন্য), পরিষেবার এলাকা এবং চাপ হ্রাস। একটি উত্তোলনযোগ্য মাউন্টিং ফ্রেম রক্ষণাবেক্ষণ এবং প্রতিস্থাপনকে সহজ করে। বৃহৎ-স্কেল RAS-এর জন্য, একটি বদ্ধ-লুপ ডিও কন্ট্রোলার একটি সেট রেঞ্জের মধ্যে অক্সিজেনেশন ধরে রাখতে পারে, শক্তির দক্ষতা এবং নিরাপত্তার ভারসাম্য বজায় রাখে।

সার্কুলেশন পাইপিং এবং হাইড্রোডাইনামিক ডিজাইন

পাইপিং ডিজাইন সরাসরি শক্তি খরচ এবং জল বিনিময় দক্ষতা নিয়ন্ত্রণ করে। এই ক্ষেত্রে পরিবর্তনশীল-ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (ভিএফডি) পাম্প ব্যবহার করে পিভিসি পাইপের সাথে সংযুক্ত 50-80 সেমি (60 সেমি পছন্দের) ব্যাসের সাথে সংস্কৃতি অঞ্চল এবং পরিশোধন অঞ্চলের মধ্যে একটি দক্ষ সঞ্চালন চ্যানেল তৈরি করতে।

• ঘণ্টায় জল পুনর্নবীকরণ হার: 10-15%, VFD পাম্প দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়;

• পাইপ ইনস্টলেশন: প্রবাহ প্রতিরোধের কমাতে 45 ​​ডিগ্রিতে ঝুঁকে;

• প্রকৃত-সময় সঞ্চালন নিয়ন্ত্রণের জন্য কী নোডগুলিতে প্রবাহ পর্যবেক্ষণ ডিভাইস;

• দক্ষ বর্জ্য সংগ্রহ এবং নিষ্কাশনের জন্য মাধ্যাকর্ষণ প্রবাহ ব্যবহার করে, একটি বৃত্তাকার সংগ্রহের ট্রফ সহ কালচার ট্যাঙ্কের নীচে 12 ডিগ্রিতে ঢালু।

নকশা বিবেচনা:সঞ্চালন প্রবাহ হার নির্বাচন করা মানে পশুদের সহনশীলতার বিপরীতে শুদ্ধিকরণের ভারসাম্য বজায় রাখা। এই ট্রায়াল জুড়ে 10-15%/ঘন্টা পুনর্নবীকরণ হার ভাল পারফর্ম করেছে, এবং VFD পাম্পগুলি অপারেটরদের পরিশ্রুত অপারেশনাল নিয়ন্ত্রণের জন্য সংস্কৃতির পর্যায় এবং ঋতু অনুসারে সঞ্চালনের তীব্রতা ঠিক- করতে দেয়৷

ইকুইপমেন্ট ইন্টিগ্রেশন এবং সিস্টেম সিনার্জি

এই ক্ষেত্রের সর্বশ্রেষ্ঠ প্রযুক্তিগত মান হল একীকরণের মাধ্যমে অর্জিত সিস্টেম-স্তরের সমন্বয়:

মাইক্রোস্ক্রিন ফিল্টার (শারীরিক বিচ্ছেদ) → এমবিবিআর বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর (জৈবিক অবক্ষয়) → মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন (প্রিসিশন অক্সিজেনেশন)

মাইক্রোস্ক্রিন ফিল্টার স্থগিত কঠিন পদার্থগুলিকে সরিয়ে দেয় এবং বায়োফিল্টারে জৈব লোড কমায়, এমবিবিআর মিডিয়াতে নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াগুলিকে কম-জৈব-লোড অবস্থার মধ্যে উন্নতি করতে এবং উচ্চ নাইট্রিফিকেশন কার্যকলাপ বজায় রাখার অনুমতি দেয়৷ স্থিতিশীল নিঃসরণ গুণমান নিশ্চিত করতে এমবিবিআর বর্জ্যের অবশিষ্ট জৈব পদার্থ এবং অ্যামোনিয়া আরও ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন সিস্টেম কালচার জোন এবং অ্যারোবিক বায়োফিল্টার উভয়কেই একই সাথে পরিবেশন করে, বহু-উদ্দেশ্যের শক্তি অপ্টিমাইজেশান অর্জন করে। এদিকে, জলজ উদ্ভিদ, শামুক, এবং অণুজীব পরিবেশগত বিশুদ্ধকরণ অঞ্চলে একটি জৈব-বাস্তুসংস্থানিক বাধা তৈরি করে যা শারীরিক-জৈবিক চিকিত্সা ট্রেনের পরিপূরক।

অপারেশনাল ফলাফল এবং মূল কর্মক্ষমতা ডেটা

মার্চ থেকে নভেম্বর 2024 পর্যন্ত একটি সম্পূর্ণ সংস্কৃতি চক্রের পরে, সমন্বিত সিস্টেম নিম্নলিখিত ফলাফলগুলি তৈরি করেছে।

অর্থনীতি জলের গুণমানের মতোই বাধ্যতামূলক: 45,880 RMB/mu খরচের বিপরীতে 75,250 RMB/mu-এর রাজস্ব 29,370 RMB/mu - মোটামুটি 440,550 RMB প্রতি হেক্টরে - নিট মুনাফা ছেড়ে দেয় - যা প্রমাণ করে যে RVIAS-এর অতিরিক্ত মূলধনের মাধ্যমে পুনরুদ্ধার করা সরঞ্জামের খরচ।

উপসংহার এবং আউটলুক

এই কেসটি দেখায় যে তিনটি মূল মডিউল - মাইক্রোস্ক্রিন ফিল্টার, এমবিবিআর বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর, এবং মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন - এর উপর নির্মিত একটি RAS প্রযুক্তিগত রুট বড়-অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় পরিপক্কতায় পৌঁছেছে। প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশান (তিন-পর্যায়ের বায়োফিল্টারেশন + নির্ভুল অক্সিজেনেশন + ইকোলজিক্যাল রেগুলেশন) সহ সরঞ্জাম উদ্ভাবন (মাইক্রোস্ক্রিন ফিল্টার + এমবিবিআর মিডিয়া + মাইক্রোপোরাস এরেটর) একত্রিত করে, মডেলটি পদ্ধতিগতভাবে উচ্চ ঘনত্বের তিনটি প্রধান প্রতিবন্ধকতা কাটিয়ে ওঠে-জনি নিয়ন্ত্রণ, জল নিয়ন্ত্রণ এবং জল নিয়ন্ত্রণ হিসাবে।

RAS সুবিধাগুলি তৈরি বা আপগ্রেড করার পরিকল্পনাকারী অনুশীলনকারীদের জন্য, নিম্নলিখিত সরঞ্জাম নির্বাচন এবং সিস্টেম ডিজাইন সুপারিশগুলি প্রযোজ্য:

• কঠিন-তরল বিচ্ছেদ:দক্ষ সাসপেন্ডেড সলিড অপসারণের জন্য স্বয়ংক্রিয় ব্যাকওয়াশিং সহ 80-100 জাল মাইক্রোস্ক্রিন ড্রাম ফিল্টার;

• জৈবিক চিকিৎসা:কার্যকর অ্যামোনিয়া এবং নাইট্রাইট অপসারণের জন্য একটি অ্যানেরোবিক-অ্যানোক্সিক-এরোবিক বায়োফিল্ট্রেশন ট্রেনে MBBR মিডিয়া (ফিল অনুপাত 30-60%);

• অক্সিজেনেশন:তরল অক্সিজেন ট্যাঙ্ক + মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন ডিস্ক/টিউব + দুই-পর্যায়ে চাপ হ্রাস, অনলাইন মনিটরিং এবং স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ সহ 5 mg/L এর চেয়ে বেশি বা সমান DO ধরে রাখে;

• সঞ্চালন পাইপিং:ভিএফডি পাম্প + পিভিসি পাইপ (45 ডিগ্রি বাঁকযুক্ত ইনস্টলেশন) 10-15%/ঘন্টা জল পুনর্নবীকরণ হার সহ;

• পরিবেশগত পলিশিং:জলজ উদ্ভিদ এবং বেন্থিক জীব যেমন শামুক একটি "শারীরিক-জৈবিক-ইকোলজিক্যাল" তিন-পর্যায়ের বিশুদ্ধকরণ ব্যবস্থা তৈরি করতে।

সামনের দিকে তাকিয়ে, MBBR মিডিয়া প্রযুক্তির উন্নতির সাথে সাথে, মাইক্রোস্ক্রিন ফিল্টার অটোমেশন উন্নত হচ্ছে, এবং মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন এনার্জি দক্ষতা অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, RAS আরও জলজ প্রজাতি জুড়ে স্কেল করবে এবং শিল্পকে আরও নিবিড়, বুদ্ধিমান, এবং পরিবেশগতভাবে টেকসই উৎপাদনের দিকে ঠেলে দেবে।