প্রি-অ্যানেরোবিক মাইক্রো-পোর অ্যারেশন অক্সিডেশন ডিচ: উন্নত পুষ্টি অপসারণ প্রযুক্তি

প্রি-অ্যানারোবিক মাইক্রো-পোর অ্যারেশন অক্সিডেশন ডিচের পয়ঃনিষ্কাশন প্রযুক্তি

ভূমিকা

এর বিশ্লেষণপ্রচলিত জারণ খাদ প্রক্রিয়াপ্রকাশ করে যে বায়ুর তীব্রতা এবং প্রবাহের ধরণগুলি সামঞ্জস্য এবং অপ্টিমাইজ করে, বর্জ্য জলকে অ্যানেরোবিক, অ্যানোক্সিক এবং অ্যারোবিক প্রতিক্রিয়া ট্যাঙ্কের মাধ্যমে ক্রমান্বয়ে চিকিত্সা করা হয়, কার্যকর জৈব পদার্থ অপসারণ নিশ্চিত করে। যাইহোক, যেমন সমস্যাউচ্চ সামগ্রিক বিনিয়োগএবংকম অক্সিজেন স্থানান্তর দক্ষতাসাধারণ, যা নেতৃত্বেসাবঅপ্টিমাল নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অপসারণ. এই সীমাবদ্ধতাগুলি মোকাবেলা করার জন্য, শহুরে বর্জ্য জল শোধনাগারগুলির কার্যকারিতা বাড়ানো এবং জল সম্পদের ব্যবহার উন্নত করার লক্ষ্যে অ্যানোক্সিক মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন অক্সিডেশন ডিচ ওয়েস্ট ওয়াটার ট্রিটমেন্ট প্রযুক্তির উপর-গভীর গবেষণা করা হয়েছে।

1. প্রকল্প ওভারভিউ

এক্স সিটির বর্জ্য জল শোধনাগারটি প্রাথমিকভাবে গার্হস্থ্য পয়ঃনিষ্কাশন এবং শিল্প বর্জ্য জলকে শোধন করে, যেখানে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে শিল্প বর্জ্য রয়েছে।পরিকল্পিত চিকিত্সা ক্ষমতা হল 10×10⁴ m³/d৷. প্রভাবশালী এবং বর্জ্যের জন্য মানের মান দেখানো হয়েছেটেবিল 1. বর্তমানে, শোধিত বর্জ্যের 30% তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রের জন্য পুনরুদ্ধার করা জল হিসাবে পুনরায় ব্যবহার করা হয়, বাকি 70% নদীতে ফেলা হয়। ভূপৃষ্ঠের জলের কার্যকরী শ্রেণীবিভাগ এবং শহুরে বর্জ্য জল শোধনাগারের জন্য দূষণকারী নিষ্কাশন মানগুলির উপর ভিত্তি করে, উদ্ভিদটিকে অবশ্যই গ্রেড 1B স্রাবের মান পূরণ করতে হবে। চলমান শহুরে অর্থনৈতিক উন্নয়ন এবং বর্জ্য জলের নিষ্কাশনের সাথে, প্ল্যান্টটি গার্হস্থ্য বর্জ্য জলের জন্য নিয়ন্ত্রনমূলক পয়ঃনিষ্কাশন প্রক্রিয়া বাস্তবায়ন করেছে, নর্দমা নেটওয়ার্ক প্রসারিত করেছে, এবং শহুরে পৃষ্ঠের জলের উত্সগুলির দূষণ কমাতে প্রাক-অ্যানোক্সিক মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন অক্সিডেশন ডিচ প্রক্রিয়া গ্রহণ করেছে৷

2. প্রাক-অ্যানোক্সিক মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন অক্সিডেশন খাদের প্রক্রিয়া প্রবাহ

এই প্রক্রিয়ার মূল হল একটি প্রাক-অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্ক এবং একটি মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন অক্সিডেশন ডিচের সমন্বয়। চিকিত্সার ক্রম নিম্নরূপ:বর্জ্য জল → মোটা স্ক্রিন → খাঁড়ি পাম্প হাউস → সূক্ষ্ম পর্দা → ঘূর্ণি গ্রিট চেম্বার → অ্যানেরোবিক ট্যাঙ্ক → অ্যানোক্সিক/এরোবিক অঞ্চল → সেকেন্ডারি সেডিমেন্টেশন ট্যাঙ্ক → নির্বীজন ট্যাঙ্ক → বর্জ্য. সেকেন্ডারি সেডিমেন্টেশন ট্যাঙ্ক থেকে স্লাজের একটি অংশ চূড়ান্ত নিষ্পত্তির আগে স্লাজ ডিওয়াটারিং সুবিধায় ফেলে দেওয়া হয়। প্রক্রিয়াটি ফসফরাস মুক্তি, জৈবিক নাইট্রোজেন অপসারণ এবং ফসফরাস অপসারণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।

2.1 ফসফরাস রিলিজ

অ্যানেরোবিক ট্যাঙ্কে, ফার্মেন্টেটিভ ব্যাকটেরিয়া বায়োডিগ্রেডেবল ম্যাক্রোমোলিকিউলকে ছোট আণবিক মধ্যবর্তীতে রূপান্তর করে, প্রাথমিকভাবে উদ্বায়ী ফ্যাটি অ্যাসিড (ভিএফএ)। দীর্ঘস্থায়ী অ্যানেরোবিক অবস্থার অধীনে, পলিফসফেট-সঞ্চয়কারী জীবগুলি (PAOs) ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় এবং পলিফসফেটগুলিকে ভেঙে দ্রবণে তাদের কোষ থেকে ফসফেট ছেড়ে দেয়। এই প্রক্রিয়াটি কম আণবিক ফ্যাটি অ্যাসিডগুলিকে পলিহাইড্রোক্সিবুটাইরেট (PHB) গ্রানুলে গ্রহণ এবং রূপান্তরের জন্য শক্তি সরবরাহ করে।

2.2 জৈবিক নাইট্রোজেন অপসারণ

অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন বায়বীয় অবস্থার অধীনে ব্যাকটেরিয়া নাইট্রিফাইং দ্বারা নাইট্রাইট এবং নাইট্রেটে রূপান্তরিত হয়। অ্যানোক্সিক জোনে, ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া নাইট্রেটকে নাইট্রোজেন গ্যাসে কমিয়ে দেয়, যা বায়ুমণ্ডলে নির্গত হয়। এই প্রক্রিয়াটি কার্যকরভাবে বর্জ্য জলে নাইট্রোজেনের মাত্রা হ্রাস করে।

2.3 ফসফরাস অপসারণ

বায়বীয় অবস্থার অধীনে, PAOs কার্বন উত্স এবং PHB ব্যবহার করে অর্থোফসফেট শোষণ করে, তাদের কোষের মধ্যে পলিফসফেট সংশ্লেষ করে। জমে থাকা ফসফরাস পরবর্তীকালে বর্জ্য স্লাজ দিয়ে সিস্টেম থেকে সরানো হয়, কার্যকর ফসফরাস অপসারণ অর্জন করে।

প্রচলিত প্রক্রিয়ার তুলনায়,প্রাক-অ্যানোক্সিক মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন অক্সিডেশন ডিচ প্রাথমিক অবক্ষেপণ দূর করে বা এর সময়কাল কমিয়ে অপারেশনকে সহজ করে. এটি গ্রিট চেম্বার থেকে বৃহত্তর জৈব কণাগুলিকে জৈবিক ব্যবস্থায় প্রবেশ করতে দেয়, কার্বন উত্সের ঘাটতি পূরণ করে। পর্যায়ক্রমে অ্যানেরোবিক-অ্যানোক্সিক-বায়ুবিক অবস্থা ফিলামেন্টাস ব্যাকটেরিয়া বৃদ্ধিতে বাধা দেয়, স্লাজ স্থিরতা উন্নত করে এবং নাইট্রোজেন অপসারণ, ফসফরাস অপসারণ এবং জৈব অবক্ষয়কে একীভূত করে। অ্যানেরোবিক এবং অ্যানোক্সিক অঞ্চলগুলি নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অপসারণের জন্য অনুকূল পরিবেশ তৈরি করে, যখন বায়বীয় অঞ্চল একই সাথে ফসফরাস নিঃসরণ এবং নাইট্রিফিকেশন সমর্থন করে। কার্যকারিতা নিশ্চিত করতে অ্যারোবিক জোনের আয়তন অবশ্যই সাবধানে গণনা করা উচিত:

কোথায়:

• X: মাইক্রোবিয়াল স্লাজের ঘনত্ব (mg/L)
• Y: স্লাজ ফলন সহগ (kgMLSS/kgBOD)
• S_e: বর্জ্য ঘনত্ব (mg/L)
• S₀: প্রভাবশালী ঘনত্ব (mg/L)
• θ_C0: হাইড্রোলিক ধরে রাখার সময় (গুলি)
• Q: প্রভাবশালী প্রবাহ হার (L/s)
• V₀: অ্যারোবিক চুল্লির কার্যকরী আয়তন (L)

3. প্রাক-অ্যানোক্সিক মাইক্রোপোরাস অ্যারেশন অক্সিডেশন ডিচ প্রযুক্তির মূল দিকগুলি

3.1 প্রি-অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্ক প্রযুক্তি

প্রাক-অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্কে অ্যানেরোবিক অণুজীব থাকে যা প্রাথমিকভাবে জৈব পদার্থকে পচন ও রূপান্তরিত করে, স্লাজ উত্পাদন হ্রাস করে এবং পরবর্তী চিকিত্সা পর্যায়ে লোড কমিয়ে দেয়।

3.1.1 প্রক্রিয়া প্রবাহ

3.1.1.1 প্রভাবশালী পূর্বচিকিত্সা

স্ক্রীনিং উন্নত জৈবিক স্ক্রিন ব্যবহার করে প্লাস্টিক, চুল এবং রান্নাঘরের বর্জ্যের মতো স্থগিত কঠিন পদার্থগুলিকে সরিয়ে দেয়। প্রবাহ এবং গুণমান নিয়ন্ত্রণ একজাতীয়তা নিশ্চিত করে, যখন অবক্ষেপণ (প্রাকৃতিক বা রাসায়নিক-সহায়তা) ঝুলে থাকা কঠিন পদার্থ এবং জৈব/অজৈব পদার্থকে সরিয়ে দেয়।

3.1.1.2 অ্যানেরোবিক প্রতিক্রিয়া

নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রা, pH, এবং ধরে রাখার সময় অ্যানেরোবিক স্লাজ এবং বর্জ্য জলের পুঙ্খানুপুঙ্খ মিশ্রণের সুবিধা দেয়, জৈব পদার্থ অপসারণ বাড়ায়। অ্যানেরোবিক চুল্লিগুলি গাঁজন, CO₂, CH₄ এবং H₂S-এর চিহ্ন তৈরি করার জন্য মিশ্রণ বা সঞ্চালন নিযুক্ত করে। গ্যাস-তরল-কঠিন বিচ্ছেদ এবং লেজ গ্যাস চিকিত্সা অনুসরণ করে।

3.1.1.3 পোস্ট-চিকিত্সা এবং বর্জ্য

প্রতিরোধী অজৈব এবং জৈব দূষণকারী বায়বীয় প্রক্রিয়া বা সক্রিয় কার্বন শোষণের মাধ্যমে চিকিত্সা করা হয়। অনলাইন মনিটরিং মাইক্রোবায়াল কার্যকলাপ এবং জলের গুণমান সূচক (যেমন, F/M অনুপাত, দ্রবীভূত অক্সিজেন) ট্র্যাক করে। F/M অনুপাত গড় হওয়া উচিত 0.06; অ্যানেরোবিক অঞ্চলে দ্রবীভূত অক্সিজেন 0.5-1 মিলিগ্রাম/এল হওয়া উচিত।

3.1.2 প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ

মূল ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত:

উচ্চ অবক্ষয় ক্ষমতা সহ অ্যানেরোবিক স্লাজ চাষ করা এবং সর্বোত্তম পুষ্টির অনুপাত বজায় রাখা (C:N:P ≈ 100:5:1)।

জৈব লোড, তাপমাত্রা (30-35 ডিগ্রি), এবং pH (6.5-7.5) নিয়ন্ত্রণ করা। জৈব লোড 3-6 kgBOD₅/(m³·d) হওয়া উচিত।

জীবাণুর ঘনত্ব এবং কার্যকলাপ বজায় রাখার জন্য স্লাজ রিসাইক্লিং বাস্তবায়ন করা। শুষ্ক স্লাজ সার বা খাদ্য হিসাবে পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে।

3.2 মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন অক্সিডেশন ডিচ প্রযুক্তি

স্লাজ ফুলে যাওয়া, প্রায়শই ফিলামেন্টাস ব্যাকটেরিয়া বা জুগ্লোয়ার প্রসারণ দ্বারা সৃষ্ট, বসতি স্থাপনযোগ্যতাকে ব্যাহত করে। নিম্নলিখিত সমীকরণগুলি জীবাণুর বৃদ্ধিকে বর্ণনা করে:

কোথায়:

• K_d: মাইক্রোবিয়াল ক্ষয় সহগ (d^-1)
• S: সাবস্ট্রেট ঘনত্ব (mg/L)
• K_s​: অর্ধ-স্যাচুরেশন সহগ (mg/L)
• Y: ফলন সহগ (kgMLSS/kgCOD)
• μ_{সর্বোচ্চ}: সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট বৃদ্ধির হার (d^-1)
• μ: মাইক্রোবিয়াল বৃদ্ধির হার (d^-1)
•  

কোথায়:

• S_{মিনিট}: স্থির অবস্থায় ন্যূনতম সাবস্ট্রেট ঘনত্ব (mg/L)
• K_d: মাইক্রোবিয়াল ক্ষয় সহগ (d^-1)
• Ks: অর্ধ-স্যাচুরেশন সহগ, অর্থাৎ, সাবস্ট্রেটের ঘনত্ব যখন μ=μmax/2μ=μসর্বোচ্চ/2 (mg/L)
• Y: ফলন সহগ (kgMLSS/kgCOD)
• μ_{সর্বোচ্চ}: সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট বৃদ্ধির হার (d^-1)

3.2.1 প্রক্রিয়া নকশা পরামিতি

বর্জ্য জল অক্সিডেশন খাদে প্রবেশ করার আগে স্ক্রিন, গ্রিট চেম্বার এবং অ্যানেরোবিক ট্যাঙ্ক (মিক্সার সহ) মধ্য দিয়ে যায়। মাইক্রোপোরাস এ্যারেটর এবং নিমজ্জিত প্রপেলার পর্যায়ক্রমে বায়বীয়/অ্যানোক্সিক অবস্থার সৃষ্টি করে। সিস্টেমটিতে দুটি অ্যানেরোবিক ট্যাঙ্ক (2.8h HRT) এবং চারটি অক্সিডেশন ডিচ (8.64h HRT) রয়েছে। স্লাজের বয়স 11.3 দিন।

3.2.2 পাইলট-স্কেল ডিভাইস ডিজাইন

পাইলট সিস্টেমের মধ্যে একটি বায়ুযুক্ত গ্রিট চেম্বার, পাম্প, অ্যানেরোবিক নির্বাচক, অক্সিডেশন ডিচ, স্লাজ রিফ্লাক্স পাম্প, সেকেন্ডারি সেটলার এবং বর্জ্য পাম্প অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। অ্যানেরোবিক নির্বাচক (2.35 m³) মিশুক এবং মনিটর (ORP, pH) সহ তিনটি বগি রয়েছে। অক্সিডেশন ডিচ (26.3 m³) একাধিক ইনলেট/আউটলেট এবং মাইক্রোপোরাস ডিফিউজার বৈশিষ্ট্যযুক্ত। পরীক্ষায় প্রভাবশালী গড় দেখানো হয়েছে: SS 160 mg/L, COD 448 mg/L, TP 4 mg/L।

উপসংহার

প্রাক-অ্যানোক্সিক এবং মাইক্রোপোরাস এয়ারেশন অক্সিডেশন ডিচ প্রযুক্তির একীকরণ নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অপসারণকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে. ভবিষ্যতের প্রচেষ্টাগুলি চিকিত্সার দক্ষতাকে আরও বাড়ানোর জন্য স্লাজের বয়স, দ্রবীভূত অক্সিজেন এবং স্লাজ রিফ্লাক্স অনুপাতকে অপ্টিমাইজ করা উচিত।