উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণের জন্য একটি বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর প্রক্রিয়ার ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইন এবং কর্মক্ষমতা
চীনের পরিবেশগত সভ্যতা নির্মাণের ব্যাপক অগ্রগতির সাথে, বর্জ্য জল শোধনাগার (WWTPs) এর নিষ্কাশন মান ক্রমশ কঠোর হয়েছে। "মিউনিসিপ্যাল ওয়েস্টওয়াটার ট্রিটমেন্ট প্ল্যান্টের জন্য দূষণকারীর নিঃসরণ স্ট্যান্ডার্ড" (GB 18918-2002) এর গ্রেড A মান 15 mg/L এর চেয়ে কম বা সমান, যখন বেইজিং এবং শানডং-এর মতো অঞ্চলে স্থানীয় মানগুলি স্পষ্টভাবে TN কম বা সমান 1 mg/L এর সীমা নির্ধারণ করে। এই উন্নত মানগুলি কেবলমাত্র জলের গুণমান সীমার বাইরে প্রসারিত হয়, যা বর্জ্য স্থিতিশীলতার উপর কঠোর দাবি রাখে। ফলস্বরূপ, চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলির নাইট্রোজেন অপসারণ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য একটি চাপের প্রয়োজন রয়েছে। একটি পদ্ধতি হল ডিনাইট্রিফিকেশন উন্নত করার জন্য বিদ্যমান প্রক্রিয়ায় কার্বন উৎসের ডোজ বাড়ানো, কিন্তু এটি উচ্চ পরিচালন ব্যয় এবং কার্বন নির্গমন বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। বিকল্পভাবে, উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণের সুবিধা যোগ করা, প্রায়শই ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াকে দক্ষতার সাথে সমৃদ্ধ করার জন্য বায়োফিল্ম পদ্ধতি ব্যবহার করে, টিএন অপসারণকে উন্নত করতে পারে, বাহ্যিক কার্বন উত্সের প্রয়োজন কমাতে পারে এবং কার্বন নিঃসরণ কমাতে পারে। মুভিং বেড বায়োফিল্ম রিঅ্যাক্টর (এমবিবিআর), শক্তিশালী কার্যকরী ব্যাকটেরিয়া সমৃদ্ধকরণ, ছোট পদচিহ্ন এবং সহজ অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের সুবিধা সহ, WWTP-এর নির্মাণ, সম্প্রসারণ এবং আপগ্রেডে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। এটি আধা-শ্রেণি IV পৃষ্ঠের জলের গুণমানের চেয়ে স্থিরভাবে স্রাবের মান অর্জন করতে পারে এবং WWTP-তে উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণের জন্য উল্লেখযোগ্য সম্ভাবনা এবং সুবিধা ধারণ করে। উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণের জন্য একটি বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর প্রক্রিয়া প্রয়োগের নকশার যুক্তি এবং কার্যকারিতা বিশ্লেষণ করার জন্য এই নিবন্ধটি শানডং-এ একটি কেস স্টাডি হিসাবে একটি WWTP-কে গ্রহণ করে, যার লক্ষ্য দক্ষ বর্জ্য জল নিষ্কাশনের জন্য একটি প্রযুক্তিগত রেফারেন্স প্রদান করা।
1. প্রকল্প ওভারভিউ
1.1 প্রকল্প পরিচিতি
শানডং-এ একটি WWTP দুটি ধাপে নির্মিত হয়েছিল। প্রথম পর্যায়, BIOLAK প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, আনুষ্ঠানিকভাবে 40,000 m³/d এর চিকিত্সা ক্ষমতা সহ নভেম্বর 2003 সালে চালু করা হয়েছিল। BIOLAK প্রক্রিয়ার বিন্যাস এবং আপগ্রেডের জন্য উপলব্ধ এলাকা দেখানো হয়েছেচিত্র 1. প্রাথমিকভাবে, বর্জ্যের গুণমান GB 18918-2002-এর গ্রেড বি মান পূরণ করেছিল। 2020 সাল নাগাদ, বর্ধিত কার্বন উৎসের ডোজ এবং উন্নত ট্রিটমেন্টের মাধ্যমে, বর্জ্য পদার্থের গুণমানকে গ্রেড A স্ট্যান্ডার্ডে উন্নত করা হয়েছিল। 2023 সাল নাগাদ, তিন বছরের অপারেশনের পরে, সামগ্রিক বর্জ্যের গুণমান সাধারণত গ্রেড A মান পূরণ করতে পারে, কিন্তু এটি নাইট্রোজেন অপসারণ সংক্রান্ত দুটি বড় চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়েছিল:
উচ্চ কার্বন উৎস ডোজ: TN লক্ষ্যমাত্রা 15 mg/L এর কম বা সমান অর্জন করতে, বাহ্যিক কার্বন উৎসের যথেষ্ট পরিমাণ প্রয়োজন ছিল। প্রক্রিয়া বিভাগগুলির উপর ভিত্তি করে গণনাগুলি 5.9 পর্যন্ত একটি C/N অনুপাত দেখায়, যেখানে প্ল্যান্টের দ্বিতীয় পর্যায়ে AAO প্রক্রিয়াটি স্থিতিশীল TN সম্মতি নিশ্চিত করার জন্য শুধুমাত্র 4.5-5.0 এর C/N প্রয়োজন। বৃহৎ কার্বন উৎস সংযোজন বায়বীয় নাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়াকেও বিরূপভাবে প্রভাবিত করে, বায়বীয় অঞ্চলে অক্সিজেনের চাহিদা বৃদ্ধি করে।
নাইট্রোজেন অপসারণের দরিদ্র স্থায়িত্ব: যেহেতু নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন একই ট্যাঙ্কে বিভিন্ন প্রয়োজনীয় পরিস্থিতিতে ঘটেছে, তাই প্রভাবশালী পরিবর্তনের উপর ভিত্তি করে অপারেশনাল প্যারামিটারগুলির ঘন ঘন সমন্বয় প্রয়োজন। NH₃-N এবং TN নিয়ন্ত্রণ করা পরস্পরবিরোধী ছিল, যা নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশনের মধ্যে একটি স্থিতিশীল ভারসাম্য বজায় রাখা কঠিন করে তোলে। সিস্টেমের শক লোড প্রতিরোধের গড় ছিল, যা দুর্বল বর্জ্য স্থিতিশীলতার দিকে পরিচালিত করে।
তাই, নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশনের মধ্যে দ্বন্দ্বের সমাধান, নাইট্রোজেন অপসারণ অপারেশনাল খরচ কমানো, এবং বর্জ্য স্থিতিশীলতা উন্নত করার মূল উদ্দেশ্যগুলির সাথে মূল BIOLAK প্রক্রিয়ার একটি আপগ্রেড প্রয়োজন ছিল।

1.2 আপগ্রেড চ্যালেঞ্জ
যেহেতু BIOLAK প্রক্রিয়াটি কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য ট্যাঙ্ক পরিবর্তনের জন্য অনুপযুক্ত ছিল, তাই পরিকল্পনাটি ছিল একটি নতুন উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণ ইউনিট তৈরি করে চিকিত্সাকে শক্তিশালী করা। মূল BIOLAK প্রক্রিয়াটি প্রাথমিকভাবে ডিনাইট্রিফিকেশনের সাথে সেকেন্ডারি হিসাবে নাইট্রিফিকেশনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছিল, যখন নতুন প্রক্রিয়াটি ডিনাইট্রিফিকেশনের উপর ফোকাস করবে। প্রকৃত সংস্কারের প্রয়োজনীয়তার পরিপ্রেক্ষিতে, প্রকল্পটি দুটি বড় চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়েছিল: নতুন প্রক্রিয়ার জন্য সীমিত উপলব্ধ জমি এবং উচ্চ কর্মক্ষম দক্ষতার প্রয়োজনীয়তা।
নতুন প্রক্রিয়ার জন্য সীমিত উপলব্ধ জমি: নতুন নির্মাণটি বিদ্যমান প্ল্যান্ট সাইটের মধ্যেই সম্পন্ন করতে হয়েছিল, যেটিতে মূলত কোন সংরক্ষিত জমি ছিল না। BIOLAK ট্যাঙ্কের সংলগ্ন একটি গ্রিনবেল্টে শুধুমাত্র 400 m² এর উপলব্ধ এলাকা সহ নির্মাণ সম্ভব ছিল। এর অর্থ হল নতুন প্রকল্পের ফুটপ্রিন্ট প্রতি ইউনিট জল শোধিত হতে হবে 0.01 m²/(m³·d) এর চেয়ে কম বা সমান।
উচ্চ অপারেশনাল দক্ষতা প্রয়োজনীয়তা: এটি একটি সাধারণ আপগ্রেড নয় বরং জৈব রাসায়নিক কার্যকরী অঞ্চলের আরও অপ্টিমাইজেশন ছিল। নতুন ইউনিট 20 mg/L এর নাইট্রোজেন অপসারণ লোড পরিচালনা করবে বলে আশা করা হয়েছিল। এই প্রক্রিয়াটি শুধুমাত্র সীমিত জমিতে সম্পন্ন করতে হবে না বরং স্থিতিশীল ডিনাইট্রিফিকেশন কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করার সময় মূল BIOLAK ডিনাইট্রিফিকেশনের তুলনায় কার্বন উৎসের ডোজ কমাতে হবে। সুতরাং, নাইট্রোজেন অপসারণ দক্ষতা এবং কার্বন উত্স ব্যবহার দক্ষতা উভয়ের উপর উচ্চ চাহিদা রাখা হয়েছিল।
2. তুলনা এবং নির্বাচন প্রক্রিয়া
BIOLAK প্রক্রিয়া দ্বারা চিকিত্সার পরে, বর্জ্য TN প্রধানত নাইট্রেট নাইট্রোজেন নিয়ে গঠিত। বর্তমানে, পরিপক্ক উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণ প্রক্রিয়াগুলি প্রাথমিকভাবে বায়োফিল্ম পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে, অণুজীব দ্বারা বৈশিষ্ট্যযুক্ত যা একটি সংযুক্ত অবস্থায় ক্যারিয়ারের পৃষ্ঠে দক্ষতার সাথে সমৃদ্ধ করে, যা প্রচলিত সক্রিয় স্লাজ প্রক্রিয়াগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর কার্যকরী ব্যাকটেরিয়া সমৃদ্ধকরণ দক্ষতা প্রদান করে। বাহক তরলকরণের উপর ভিত্তি করে বায়োফিল্ম প্রক্রিয়াগুলিকে আরও স্থির-বেড এবং চলন্ত-বেডের প্রকারে ভাগ করা যেতে পারে, যেমনটি দেখানো হয়েছেচিত্র 2।ডেনিট্রিফাইং ফিল্টার, সাধারণ স্থির -বেড বায়োফিল্ম প্রক্রিয়া, স্থির দানাদার ফিল্টার মিডিয়াকে মাইক্রোবিয়াল বৃদ্ধির বাহক হিসেবে ব্যবহার করে। একটি বাহ্যিক কার্বন উত্স যোগ করার মাধ্যমে, তারা NO₃ এর একযোগে অপসারণ অর্জনের জন্য বায়োফিল্মের ডিনাইট্রিফিকেশন এবং মিডিয়ার পরিস্রাবণ লাভ করে।--N, SS, এবং অন্যান্য দূষণকারী। সুবিধার মধ্যে রয়েছে স্থিতিশীল চিকিত্সা করা জলের গুণমান, সেকেন্ডারি ক্ল্যারিফায়ারের প্রয়োজন নেই এবং একটি কমপ্যাক্ট লেআউট, যা সেকেন্ডারি বর্জ্য থেকে TN অপসারণকে শক্তিশালী করার জন্য একটি উন্নত চিকিত্সা ইউনিট হিসাবে WWTP আপগ্রেডে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করে। যাইহোক, অপারেশনাল ফোকাস অবশ্যই উন্নত ডিনাইট্রিফিকেশন দক্ষতার উপর C/N এর প্রভাবের উপর হতে হবে। Pingtang WWTP পর্যায় I আপগ্রেড প্রকল্প, এছাড়াও 40,000 m³/d এর ক্ষমতা সহ, একটি ডিনাইট্রিফাইং ফিল্টার + উচ্চ-দক্ষতা দ্রবীভূত বায়ু ফ্লোটেশন (DAF) ব্যবহার করে উন্নত চিকিত্সা প্রক্রিয়া হিসাবে বর্জ্য TN কে আধা-চতুর্থ শ্রেণীতে উন্নীত করার জন্য, ভূপৃষ্ঠের জলের প্রায় 50 ফুট উচ্চতার মান m²/(m³·d), জমি সংরক্ষণ এবং দক্ষ চিকিত্সা সক্ষম করে, কিন্তু C/N এর সাথে 18.34 পর্যন্ত। বর্জ্য TN-এর জন্য নতুন স্থানীয় মান পূরণ করতে, চেংডু নং. 9 জল পুনরুদ্ধার প্ল্যান্ট আপগ্রেড প্রক্রিয়া হিসাবে একটি উচ্চ-ঘনত্বের অবক্ষেপণ ট্যাঙ্ক এবং ডিনাইট্রিফাইং ডিপ-বেড ফিল্টার গ্রহণ করেছে, যার C/N 5.7, উচ্চ মানের অধীনে উন্নত চিকিত্সা অর্জন করা হয়েছে৷ হাইনিংয়ের ডিংকিয়াও ডব্লিউডব্লিউটিপি কিয়ানতাং নদী অববাহিকার জন্য প্রয়োজনীয় গ্রেড A ডিসচার্জ মান পূরণ করতে পারেনি। গাও ফেইয়া এট আল। উন্নত TN চিকিত্সার জন্য একটি ডিনাইট্রিফাইং ডিপ-বেড ফিল্টার ব্যবহার করা হয়েছে, একই সাথে SS এবং TP অপসারণ করে, বর্জ্যের গুণমানকে কোয়াসি-চতুর্থ শ্রেণির মানগুলির কাছাকাছি নিয়ে আসে, কিন্তু উচ্চ C/N 15.68 সহ, যা উচ্চ নাইট্রোজেন অপসারণের খরচের দিকে পরিচালিত করে৷ অতিরিক্তভাবে, ফিল্টার প্রক্রিয়াগুলির জন্য নিয়মিত ব্যাকওয়াশিং প্রয়োজন, সাধারণত বায়ু-ওয়াটার স্কোরিং ব্যবহার করে, যা অপারেশনাল স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে।

ডিনাইট্রিফাইং ফিল্টারে অস্থিরতা, ডিনাইট্রিফাইং ফিল্টারে সালফার ভিত্তিক অটোট্রফিক ডিনাইট্রিফিকেশন (এসএডি) প্রয়োগের উপর গবেষণা মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। SAD NO₃ কমাতে অ্যানারোবিক বা অ্যানোক্সিক অবস্থার অধীনে ইলেক্ট্রন দাতা হিসাবে মৌলিক সালফার বা সালফার যৌগগুলি ব্যবহার করে--N থেকে N₂। এটি ভাল ডিনাইট্রিফিকেশন দক্ষতা, জৈব কার্বন উত্সের প্রয়োজন নেই, কম পরিচালন ব্যয় এবং কম স্লাজ উত্পাদনের মতো সুবিধাগুলি সরবরাহ করে। গান Qingyuan et al. সেকেন্ডারি বর্জ্যের উপর একটি SAD ফিল্টারের নাইট্রোজেন অপসারণের প্রভাব অধ্যয়ন করেছে। পাইলট অবস্থার অপ্টিমাইজ করার পরে, নাইট্রেট অপসারণ 95% এর উপরে স্থিতিশীল ছিল, কিন্তু মিডিয়া ব্যবহারের হার বার্ষিক 20% এ পৌঁছেছে, যার সাথে বর্ধিত বর্জ্য সালফেট ঘনত্ব এবং pH হ্রাস পেয়েছে। SAD থেকে গৌণ দূষণ ঝুঁকি এড়াতে, Li Tianxin et al. সালফার এবং চুনাপাথরের পাউডারের মিশ্রণে পেলেটাইজিং দ্বারা প্রস্তুত মিডিয়া। ফিল্টার বেডে চুনাপাথরের একটি নির্দিষ্ট অনুপাত যুক্ত করা উত্পন্ন অম্লতাকে নিরপেক্ষ করে এবং CaSO₄ প্রক্ষেপণ তৈরি করে, বর্জ্য সালফেটের ঘনত্ব কমায় এবং কার্যকরভাবে অ্যাসিড উত্পাদন এবং উচ্চ সালফেট স্তরের সমস্যাগুলি সমাধান করে। যাইহোক, চুনাপাথর দখলকৃত স্থান সিস্টেমের মধ্যে ইলেক্ট্রন দাতা মিডিয়ার জন্য, উন্নত ডিনাইট্রিফিকেশন ক্ষমতাকে দুর্বল করে, বর্জ্য পদার্থের কঠোরতা বৃদ্ধি করে এবং অপারেশনাল খরচ বাড়ায়। SAD প্রযুক্তির উপর বর্তমান গবেষণা প্রাথমিকভাবে ল্যাব এবং পাইলট স্কেলে, রেফারেন্সের জন্য অপর্যাপ্ত প্রকৌশল অভিজ্ঞতা সহ। ইন্ডাস্ট্রিয়াল-স্কেল প্রচারের আগে আরও ফলিত গবেষণা প্রয়োজন।
এমবিবিআর হল ফ্লুইডাইজড-বেড বায়োফিল্ম প্রক্রিয়া এবং একটি নতুন বর্জ্য জল চিকিত্সা প্রযুক্তির একটি সাধারণ প্রতিনিধি যা সাম্প্রতিক বছরগুলিতে উল্লেখযোগ্য মনোযোগ পেয়েছে৷ এটি বিশেষভাবে অণুজীবকে সমৃদ্ধ করার জন্য জলের কাছাকাছি ঘনত্ব সহ স্থগিত বাহক ব্যবহার করে, উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণ অর্জনের জন্য একটি বায়োফিল্ম গঠন করে। ফ্লুইডাইজড-বেড বায়োফিল্ম প্রক্রিয়াগুলি মিডিয়া আটকানো এবং ব্যাক ওয়াশিং এর সমস্যাগুলি এড়ায়। বর্তমানে, উন্নত ডাব্লুডব্লিউটিপি ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর-এর বিদেশে 20 বছরেরও বেশি সফল অপারেশনাল অভিজ্ঞতা রয়েছে এবং এটি চীনে ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যাপক প্রয়োগ দেখা যাচ্ছে। ঝেং ঝিজিয়া এট আল। উন্নত ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য একটি দুই-পর্যায়ের বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর প্রক্রিয়া ব্যবহার করেছে। C/N=4.0 এ, সিস্টেমের বর্জ্য নাইট্রেট নাইট্রোজেন (1.87 ± 1.07) mg/L এ স্থিতিশীল হয়, গড় TN অপসারণের হার 93.3%। একটি নির্দিষ্ট শহরের একটি উন্নয়ন অঞ্চল WWTP উন্নত ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য তৃতীয় উন্নত চিকিত্সা হিসাবে একটি নতুন MBBR বায়ো{15}}ট্যাঙ্ক তৈরি করেছে৷ বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর-এর অ্যানোক্সিক বিভাগে TN অপসারণের লোড ছিল 1.1 g/(m²·d), সিস্টেম ডিনাইট্রিফিকেশন নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে। গাও ইয়ানবো এট আল।, মূল উদ্ভিদের ক্ষমতা বাড়ানোর লক্ষ্যে, একটি নতুন দুই-পর্যায়ের AO বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম MBBR বায়ো-ট্যাঙ্ক তৈরি করেছে, উচ্চ ডিনাইট্রিফিকেশন দক্ষতার সাথে 5 mg/L এর নিচে স্থিতিশীল বর্জ্য TN অর্জন করেছে। এইভাবে, বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর প্রক্রিয়াটি ডাব্লুডাব্লুটিপি-তে উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণের জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনা দেখায়, উচ্চ কার্বন উত্স ব্যবহারের দক্ষতা, উচ্চ চিকিত্সার লোড এবং ছোট পদচিহ্নের মতো সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে। যাইহোক, এটি সরঞ্জামগুলির উপর উচ্চ চাহিদা রাখে, স্থিতিশীল প্রক্রিয়া অপারেশনকে সমর্থন করার জন্য নির্ভরযোগ্য সরঞ্জামের প্রয়োজন। সাধারণ উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণ প্রক্রিয়াগুলির একটি তুলনা দেখানো হয়েছেটেবিল 1.

একটি বিস্তৃত তুলনার উপর ভিত্তি করে, যদিও SAD প্রক্রিয়ার জন্য কোন কার্বন উৎস সংযোজনের প্রয়োজন নেই, তবে এর বর্তমান প্রয়োগ এখনও পরিপক্ক নয় এবং গৌণ দূষণের ঝুঁকি বহন করে, তাই এটি এই আপগ্রেডের জন্য বিবেচনা করা হয়নি। যদিও ডিনাইট্রিফাইং ফিল্টারগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তারা বেশিরভাগই WWTP আপগ্রেডে নিযুক্ত করা হয় যেখানে ডিজাইনের প্রভাবক/প্রবাহিত TN প্রায়শই 15/12 mg/L হয়, তুলনামূলকভাবে ছোট TN অপসারণ লোড পরিচালনা করে। যেহেতু এই প্রকল্পের জন্য দীর্ঘমেয়াদী, উচ্চ TN অপসারণের চাহিদা পূরণ করা প্রয়োজন, অপারেশন ফিল্টারের ব্যাকওয়াশিং চক্রকে উল্লেখযোগ্যভাবে ছোট করবে, অপারেশনাল অসুবিধা এবং অস্থিরতা বৃদ্ধি করবে। বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর প্রক্রিয়াটি উচ্চ কার্বন ব্যবহারের দক্ষতা, ব্যাকওয়াশিং, পরিপক্ক প্রয়োগের প্রয়োজন নেই এবং গৌণ দূষণের মতো সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে। প্রক্রিয়ার চ্যালেঞ্জ এবং সংস্কারের প্রয়োজনীয়তা বিবেচনা করে, প্রকল্পটি শেষ পর্যন্ত একটি নতুন বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর বায়ো-ট্যাঙ্ক (এর পরে এমবিবিআর ট্যাঙ্ক হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছে) নির্মাণকে প্রথম পর্যায়ের উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণ সমাধান হিসাবে বেছে নিয়েছে, একটি C/N=4.5 দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে, এবং 7 বছরের পরিকল্পিত বিনিয়োগের পেব্যাক।
3. নতুন নির্মাণ পরিকল্পনা
3.1 প্রক্রিয়া প্রবাহ
সংস্কারের পরে বর্জ্য জল শোধন প্রক্রিয়া প্রবাহ দেখানো হয়েছেচিত্র 3. জৈব পদার্থ, অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন, ইত্যাদি অপসারণের জন্য BIOLAK বায়ো-ট্যাঙ্কে প্রবেশ করার আগে উদ্ভিদের প্রভাবশালী সূক্ষ্ম পর্দা, ঘূর্ণি গ্রিট চেম্বার এবং প্রাথমিক অবক্ষেপণ ট্যাঙ্কের মধ্য দিয়ে যায়। তারপর উন্নত TN অপসারণের জন্য MBBR ট্যাঙ্কে পাম্প দ্বারা উত্তোলন করা হয়। MBBR ট্যাঙ্কটি 35 mg/L এর একটি প্রভাবশালী TN এবং 15 mg/L এর থেকে কম বা সমান একটি বর্জ্য TN এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। MBBR বর্জ্যকে সেকেন্ডারি পাম্পের মাধ্যমে উত্তোলন করা হয় কঠিন-তরল বিভাজন এবং স্লাজ নষ্ট করার জন্য প্ল্যান্টের বিদ্যমান উন্নত চিকিৎসায়। গ্রহীতা নদীতে ছাড়ার আগে চূড়ান্ত বর্জ্য জীবাণুমুক্ত করা হয়। উদ্বৃত্ত স্লাজ ঘন করা হয়, পানি নিষ্কাশন করা হয় এবং নিষ্পত্তির জন্য{10}} স্থানান্তরিত হয়।

3.2 নতুন MBBR ট্যাঙ্ক
এমবিবিআর ট্যাঙ্ক একটি AO প্রক্রিয়া নিযুক্ত করে, মডুলার সমাবেশের জন্য লিপ ট্যাঙ্ক ব্যবহার করে নির্মিত, 30 দিনের মধ্যে সম্পন্ন হয়। মোট সিস্টেম হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (HRT) হল 1.43 ঘন্টা। এসপিআর-III প্রকারের বিশেষ বায়বীয় এবং অ্যানোক্সিক সাসপেন্ডেড ক্যারিয়ারগুলি ট্যাঙ্কের ভিতরে যোগ করা হয়, এরোবিক জোনে 60% ফিল অনুপাত এবং অ্যানোক্সিক জোনে 55%। বাহকগুলি স্থূল নলাকার, 25 মিমি ব্যাস এবং 10 মিমি উচ্চতা, একটি কার্যকর নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 800 m²/m³ এর চেয়ে বেশি বা সমান। অ্যানোক্সিক জোনটি 4 MBBR-ডেডিকেটেড ভেরিয়েবল-ফ্রিকোয়েন্সি মিক্সার (এসপিআর রাসায়নিক পাওয়ার প্রকার), প্রতিটি এন=5.5 কিলোওয়াট দিয়ে সজ্জিত, বাহকদের জন্য অভিন্ন এবং পর্যাপ্ত তরলকরণ প্রদান করে। বায়োফিল্ম পরিপক্ক হওয়ার পরে, 2টি মিক্সার নিয়মিতভাবে পরিচালিত হয়, অন্য 2টি হট স্ট্যান্ডবাই হিসাবে। বায়বীয় অঞ্চল বায়ু চলাচলের জন্য স্ক্রু ব্লোয়ার ব্যবহার করে। একটি একক ব্লোয়ারের বায়ু ক্ষমতা 14.50 m³/মিনিট, চাপ 90 kPa, N=22 kW। অ্যারোবিক জোন ডেডিকেটেড ছিদ্রযুক্ত পাইপ ডিফিউজার (এসপিআর টাইপ) এর একটি সেট ইনস্টল করা আছে। কম প্রয়োজনীয় বায়ুচলাচল ভলিউমের কারণে, বিদ্যমান ফেজ I ব্লোয়ারগুলি সাধারণত ব্যবহার করা যেতে পারে, নতুন ব্লোয়ার এবং ফেজ I ব্লোয়ারগুলি পারস্পরিক ব্যাকআপ হিসাবে কাজ করে। নতুন ম্যাটেরিয়াল ইন্টারসেপশন স্ক্রিন (এসপিআর টাইপ), 12 মিমি পুরু, 30 বছরের পরিকল্পিত পরিষেবা জীবন সহ, অ্যারোবিক এবং অ্যানোক্সিক উভয় অঞ্চলেই ইনস্টল করা হয়েছে।
3.3 নতুন সহায়ক সুবিধা
- প্রভাবশালী সিস্টেম: BIOLAK বায়ো-ট্যাঙ্ক থেকে বর্জ্য MBBR ট্যাঙ্কে তোলা হয়. 4 ইনলেট পাম্প ইনস্টল করা হয় (2টি দায়িত্ব, 2টি স্ট্যান্ডবাই), প্রতিটিতে Q=840 m³/h, H=65 kPa, N=30 kW।
- কার্বন সোর্স ডোজিং সিস্টেম: ফেজ I BIOLAK বায়ো-ট্যাঙ্কের বর্জ্য কেবলমাত্র COD ধারণ করে যা ব্যবহার করা কঠিন। এমবিবিআর ট্যাঙ্কের অ্যানোক্সিক জোনে উন্নত ডিনাইট্রিফিকেশন নিশ্চিত করতে, বাহ্যিক কার্বন উৎস হিসেবে সোডিয়াম অ্যাসিটেট ব্যবহার করা হয়. 4 মিটারিং পাম্প ইনস্টল করা হয় (২টি ডিউটি, ২টি স্ট্যান্ডবাই), প্রতিটিতে Q=300 L/h, H=200 kPa, N=0.37 kW।
4. অপারেশনাল কর্মক্ষমতা
সমাপ্তির পর, নতুন সুবিধার মোট পদচিহ্ন হল 296 m², যা প্রতি ইউনিট জলে 0.0074 m²/(m³·d) শোধিত পায়ের ছাপ অর্জন করে, কার্যকরভাবে স্বল্প বাস্তবায়নের সময় এবং সীমিত স্থানের মতো চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করে। প্রকল্পটি আনুষ্ঠানিকভাবে 2023 সালের সেপ্টেম্বরে চালু করা হয়েছিল। বিশ্লেষণের জন্য প্রতিদিনের গড় ডেটা ব্যবহার করে 2024 সালের জানুয়ারি পর্যন্ত অপারেশনাল পারফরম্যান্স ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। চিকিত্সা প্রবাহ ছিল (38,758.14 ± 783.16) m³/d, নকশা প্রবাহের 96.9% পর্যন্ত পৌঁছেছে। কার্যক্ষমভাবে, BIOLAK বায়ো{11}}ট্যাঙ্কের আর সিস্টেম নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশনের ভারসাম্য বজায় রাখার প্রয়োজন নেই, পরিবর্তে প্রভাবশালী অ্যামোনিয়া অপসারণকে শক্তিশালী করার উপর ফোকাস করে, যার ফলে শুধুমাত্র (0.77 ± 0.15) mg/L এর বর্জ্য অ্যামোনিয়া হয়। একই সাথে, BIOLAK বায়ো{15}}ট্যাঙ্ক কার্বন উৎসের "শূন্য মাত্রা" অর্জন করেছে। MBBR ট্যাঙ্কের প্রভাবশালী TN পৌঁছেছে (27.98 ± 2.23) mg/L, বর্জ্য TN মাত্র (10.11 ± 1.67) mg/L, ডিজাইন স্রাব মান থেকে স্থিরভাবে ভালো। MBBR ট্যাঙ্ক TN অপসারণের হার ছিল 63.87%, যা জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়া দ্বারা মোট TN অপসারণের 75.37% জন্য দায়ী। নমুনাযুক্ত বাহক থেকে ডিনাইট্রিফিকেশন হারের পরিমাপ দেখায় যে সর্বোত্তম অবস্থার অধীনে, হারটি ডিজাইনের মানের 1.8 গুণে পৌঁছেছে, যা সিস্টেমের ডিনাইট্রিফিকেশন দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। এমবিবিআর ট্যাঙ্কে এখনও প্রথাগত ডিনাইট্রিফিকেশন ব্যবহার করা হয়। গণনা করা C/N ছিল মাত্র 3.71, পূর্বের-আপগ্রেড মান (C/N=5.9) থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে কম, যা 37.12% হ্রাস পেয়েছে৷ ডিনাইট্রিফাইং ফিল্টারগুলির তুলনায় (সাধারণত C/N > 5.0), এই প্রকল্পটি 30%-40% কার্বন উৎসের ডোজ, শক্তি অর্জন এবং খরচ সাশ্রয় করতে পারে। আপগ্রেডের পরে, বাহ্যিক কার্বন উৎসের হ্রাসও অনুরূপ স্লাজ হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।
মোট প্রকল্পের বিনিয়োগ ছিল 8 মিলিয়ন সিএনওয়াই, যার প্রকৃত অর্থপ্রদানের সময়কাল মাত্র 3.02 বছর, ডিজাইন সময়ের চেয়ে 59.02% কম, WWTP-এর জন্য কম কার্বন রূপান্তর এবং শক্তি/খরচ সাশ্রয় উপলব্ধি করে। উল্লেখযোগ্যভাবে, উচ্চ প্রভাবশালী নাইট্রেট এবং কম C/N এর অবস্থার মধ্যে, MBBR অ্যানোক্সিক জোন বর্জ্য পদার্থে নাইট্রাইট নাইট্রোজেনের ঘনত্ব 4.34 mg/L এ পৌঁছেছে। নাইট্রাইট হল অ্যানামক্স প্রক্রিয়ার একটি মূল স্তর এবং মূলধারার অ্যানামক্স প্রয়োগের জন্য একটি প্রধান সীমিত ফ্যাক্টর। এই প্রকল্পটি একটি বায়োফিল্ম পদ্ধতি ব্যবহার করে নাইট্রাইট সংগ্রহ অর্জন করেছে, যা ভবিষ্যতের মূলধারার অ্যানামক্স প্রক্রিয়া ডিবাগিংয়ের জন্য একটি ভিত্তিগত শর্ত প্রদান করে।
5. উপসংহার
শানডং-এ একটি WWTP একটি নতুন বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর সুবিধা তৈরি করে তার আসল BIOLAK প্রক্রিয়াকে আপগ্রেড করেছে, একই সাথে শক্তি/খরচ সঞ্চয় এবং উন্নত নাইট্রোজেন অপসারণের প্রয়োজনীয়তা মেটাচ্ছে। নতুন সুবিধাটি প্রান্তিক জমিতে নির্মিত হয়েছিল, মাত্র 0.0074 m²/(m³·d) এর পদচিহ্ন অর্জন করে। বাস্তবায়নের পর, জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে মোট TN অপসারণের 75.37% MBBR ট্যাঙ্কের জন্য দায়ী, যার C/N ছিল মাত্র 3.71। মূল BIOLAK ট্যাঙ্কটি "শূন্য" কার্বন উৎসের ডোজ অর্জন করেছে, যা আপগ্রেডের আগের তুলনায় কার্বন উৎসের খরচ 37.29% কমিয়েছে। প্রকৃত বিনিয়োগের পেব্যাক সময়কাল ছিল মাত্র 3.02 বছর, ডিজাইন মূল্যের চেয়ে 59.02% কম। উন্নত ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য একটি বিশুদ্ধ বায়োফিল্ম এমবিবিআর প্রক্রিয়া নির্মাণের মাধ্যমে, BIOLAK প্রক্রিয়ার অন্তর্নিহিত নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশনের মধ্যে দ্বন্দ্ব সমাধান করা হয়েছে, উল্লেখযোগ্যভাবে সিস্টেম শক লোড প্রতিরোধের উন্নতি করেছে এবং বর্জ্য স্থিতিশীলতাকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করেছে। এটি WWTP গুণমান, দক্ষতা বৃদ্ধি এবং শক্তি/খরচ সাশ্রয়ের জন্য একটি নতুন সমাধান প্রদান করে।

