একটি বর্জ্য জল শোধনাগার প্লান্টকে কোয়াসি-চতুর্থ শ্রেণির স্ট্যান্ডার্ডে আপগ্রেড করার জন্য BIOLAK প্রক্রিয়ার প্রয়োগ
21 শতকের গোড়ার দিকে চীনে প্রবর্তিত, BIOLAK প্রক্রিয়াটি সহজ কাঠামো এবং কম বিনিয়োগ খরচের কারণে পৌরসভার বর্জ্য জল চিকিত্সায় ব্যাপক প্রয়োগ লাভ করে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, স্রাবের মান কঠোর করা এবং অটোমেশন বৃদ্ধির সাথে, বেশিরভাগ বিদ্যমান BIOLAK প্ল্যান্টগুলি আপগ্রেডের সম্মুখীন হয়েছে। নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অপসারণ উন্নত করার জন্য স্থগিত বাহক যুক্ত করা, ট্যাঙ্কগুলি পুনরুদ্ধার করা এবং কার্যকরী অঞ্চলগুলিকে পুনঃসংজ্ঞায়িত করার মতো বর্ধনগুলি প্রয়োগ করা হয়। যদিও নবনির্মিত গাছপালা প্রধানত A²/O এবং অক্সিডেশন ডিচ প্রক্রিয়া গ্রহণ করে, সেখানে BIOLAK-এর প্রকৃত কর্মক্ষমতা সম্পর্কে খুব কম রিপোর্ট রয়েছে, বিশেষ করে কঠোর নির্গমন মানের অধীনে। BIOLAK প্রক্রিয়াটি টেম্পোরাল অ্যানোক্সিক এবং অ্যারোবিক জোন তৈরি করতে সুইংিং এয়ারেশন চেইন ব্যবহার করে, মূলত একটি মাল্টি-পর্যায়ের A/O প্রক্রিয়া হিসেবে কাজ করে। অপারেশনাল অপ্টিমাইজেশানের মাধ্যমে, বর্জ্যের গুণমান স্থিরভাবে আধা-চতুর্থ শ্রেণীর পৃষ্ঠ জলের মান পূরণ করতে পারে।
1 প্রকল্পের পটভূমি
হেবেই প্রদেশের একটি বর্জ্য জল শোধনাগার তার মূল প্রযুক্তি হিসাবে BIOLAK প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। ইনফ্লো 18,000 থেকে 22,000 m³/d পর্যন্ত, গড় 19,000 m³/d, প্রাথমিকভাবে শহুরে গার্হস্থ্য পয়ঃনিষ্কাশন এবং অল্প পরিমাণে কৃষি প্রক্রিয়াজাত বর্জ্য জলকে শোধন করে। পরিকল্পিত প্রভাবশালী এবং বর্জ্য গুণাবলী দেখানো হয়টেবিল 1. মূল স্রাবের মান ছিল *"পৌরসভার বর্জ্য জল শোধনাগারের জন্য দূষণকারীর স্রাবের মান" (GB 18918-2002)* এর গ্রেড A মান। ডিনাইট্রিফিকেশন এবং ডিফসফোরাইজেশন বাড়ানোর জন্য একটি অ্যানেরোবিক জোনকে বিভাজন করার অন্তর্ভুক্ত একটি আপগ্রেডের পরে, প্ল্যান্টটি এখন *"ডাকিং নদী বেসিনের জন্য জল দূষণকারী নিষ্কাশন মান" (DB13/2795-2018)* এর মূল নিয়ন্ত্রণ এলাকার সীমা মেনে চলে। মোট নাইট্রোজেন ব্যতীত, অন্যান্য সমস্ত সূচকগুলি *"সারফেস ওয়াটারের জন্য পরিবেশগত গুণমান মান" (GB 3838-2002)* এ উল্লেখিত চতুর্থ শ্রেণীর মান পূরণ করে। প্রক্রিয়া প্রবাহ দেখানো হয়চিত্র 1.
উদ্ভিদ জীবাণুমুক্ত করার জন্য সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট ব্যবহার করে। উচ্চ চাপের প্লেট এবং ফ্রেম পরিস্রাবণ দ্বারা স্লাজ 60% এর নিচে আর্দ্রতা পরিমাণে সিমেন্টের ভাটায় সহ-প্রক্রিয়াকরণের জন্য পরিবাহিত হয়।
দূষণকারী অপসারণে প্রতিটি চিকিত্সা ইউনিটের অবদান গণ ভারসাম্যের ভিত্তিতে গণনা করা হয়েছিল, সাহিত্য থেকে উল্লেখ করা নির্দিষ্ট পদ্ধতিগুলির সাথে।
2 অপারেশনাল কন্ট্রোল অপ্টিমাইজেশান ব্যবস্থা
বর্জ্য স্থায়িত্ব বাড়ানো এবং শক্তি এবং খরচ সাশ্রয় করার জন্য অপারেশন চলাকালীন একাধিক অপ্টিমাইজেশন ব্যবস্থা প্রয়োগ করা হয়েছিল।
2.1 উন্নত দ্রবীভূত অক্সিজেন (DO) নিয়ন্ত্রণ
বিদ্যমান BIOLAK রেট্রোফিট প্রকল্পগুলি প্রায়শই এটির দুর্বল জোনিংকে একটি মাল্টি-পর্যায়ের A/O বৈকল্পিক হিসাবে নোট করে, যা কম ডিনাইট্রিফিকেশন দক্ষতার দিকে পরিচালিত করে। এই প্রকল্পে, বর্জ্য অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন সম্মতি নিশ্চিত করার সময়, বায়ুচলাচল অঞ্চলের শেষে সর্বাধিক DO 0.5-1.0 mg/L বজায় রাখা হয়েছিল, যা প্রচলিত DO নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তার চেয়ে কম।
2.2 বর্ধিত প্রসেস ডেটা মনিটরিং
ডিও কন্ট্রোল এবং বাহ্যিক কার্বন উৎসের ডোজ গাইড করার জন্য, সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ রেঞ্জ নির্ধারণ করতে অ্যানারোবিক জোন এবং BIOLAK ট্যাঙ্কের শেষে নাইট্রেট নাইট্রোজেন এবং অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। অপারেশন চলাকালীন, অ্যানেরোবিক জোনের শেষে নাইট্রেট নাইট্রোজেন যখন বাহ্যিক কার্বন উৎসের ডোজ কমানো বা বন্ধ করা হয়েছিল<2 mg/L, and increased when it was ≥2 mg/L. Similarly, blower output was reduced to lower DO to 0.5 mg/L when ammonia nitrogen at the end of the BIOLAK tank was ≤0.5 mg/L, and increased to raise DO to 1.0 mg/L when it was ≥0.5 mg/L. Adjustments to carbon source dosage and blower frequency were made every 8–16 hours, with each adjustment ranging from 5% to 15%.
2.3 অভ্যন্তরীণ বর্জ্য নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্য নির্ধারণ করা
স্থিতিশীল সম্মতি নিশ্চিত করার জন্য, প্রতিটি দূষণকারীকে নিয়ন্ত্রণ করার অসুবিধার উপর ভিত্তি করে অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্যমাত্রা নির্গত সীমার 30%-80% নির্ধারণ করা হয়েছিল। এই অভ্যন্তরীণ সীমা অতিক্রম করার ফলে বর্জ্য পদার্থের ঘনত্বকে গ্রহণযোগ্য পরিসরে ফিরিয়ে আনার জন্য অবিলম্বে প্রক্রিয়া পরামিতি সমন্বয় শুরু হয়। COD, অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন, মোট নাইট্রোজেন এবং মোট ফসফরাসের জন্য বার্ষিক অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্য ছিল যথাক্রমে 15 mg/L, 0.5 mg/L, 12 mg/L, এবং 0.12 mg/L।
2.4 যথাযথ স্লাজ ঘনত্ব বজায় রাখা
স্লাজ অপচয় প্রবাহ, লোড, এবং ঋতু উপর ভিত্তি করে সমন্বয় করা হয়েছে. স্লাজ রিটেনশন টাইম (এসআরটি) 15-25 দিনে রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়েছিল, এবং মিশ্রিত লিকার সাসপেন্ডেড সলিডস (এমএলএসএস) এর ঘনত্ব 2,500-4,500 মিলিগ্রাম/এল। বিশেষত, গ্রীষ্ম ও শরৎকালে MLSS 2,500–3,500 mg/L এ নিয়ন্ত্রিত হয়, প্রায় 0.06 kgCOD/(kgMLSS·d), এবং শীত ও বসন্তে 3,500–4,500 mg/L, স্লাজ লোডের সাথে প্রায় kg.0kg/4 kg.
2.5 উন্নত চিকিত্সা ইউনিটের অপারেশন সামঞ্জস্য করা
শীতকালে নিম্ন তাপমাত্রা ফ্লোকুলেশন এবং অবক্ষেপণকে প্রভাবিত করে। V-টাইপ ফিল্টার অসময়ে ব্যাকওয়াশ করার ফলে উচ্চতর বর্জ্য সাসপেন্ডেড সলিড এবং COD হতে পারে। অতএব, শীতকালীন অপারেশনের সময়, জমাট কার্যক্ষমতার উপর ভিত্তি করে ব্যাকওয়াশিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করা হয়েছিল, এবং জমাট- অবক্ষেপণ ট্যাঙ্ক থেকে স্লাজ নিষ্কাশনকে তীব্র করা হয়েছিল যাতে বর্জ্য সাসপেন্ডেড কঠিন পদার্থের ঘনত্ব কমানো হয়।
3 চিকিত্সা কর্মক্ষমতা
বার্ষিক প্রভাবশালী COD 109 থেকে 248 mg/L, গড় 176 mg/L। বর্জ্য COD 9.5 থেকে 20.1 mg/L, গড় 12.1 mg/L। যখন বর্জ্য COD অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্য (15 mg/L) ছাড়িয়ে যায়, তখন স্থগিত কঠিন পদার্থ কমাতে ফিল্টার ব্যাকওয়াশিং ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানো হয়। জমাটবদ্ধতা-উচ্চ{11}}ঘনত্ব বা চৌম্বকীয় জমাট-অবক্ষেপণ ট্যাঙ্কে জমাট বাঁধার ট্যাঙ্কে আপগ্রেড করা বাঞ্ছনীয়।
বার্ষিক প্রভাবশালী অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন 17.8 থেকে 54.9 mg/L, গড় 31.9 mg/L। বর্জ্য অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন 0.12 থেকে 1.30 mg/L, গড় 0.5 mg/L পর্যন্ত। যখন এটি অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্য অতিক্রম করে, তখন অপ্টিমাইজেশান ব্যবস্থা অনুযায়ী বায়ুচলাচল সামঞ্জস্য করা হয়। বর্জ্য গুণমান স্থিরভাবে সারা বছর জুড়ে *DB13/2795-2018* এর মূল নিয়ন্ত্রণ এলাকার সীমা পূরণ করে।
কম প্রভাবশালী কার্বন উত্স ঘনত্বের কারণে, শক্তি এবং খরচ সাশ্রয়ের লক্ষ্যে নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অপসারণ বাড়ানোর জন্য প্রক্রিয়া শর্তগুলিকে অপ্টিমাইজ করার উপর ফোকাস ছিল।
3.1 DO কন্ট্রোল অপ্টিমাইজেশান এবং মোট নাইট্রোজেন অপসারণ
বার্ষিক প্রভাবশালী মোট নাইট্রোজেন (TN) 20.3 থেকে 55.6 mg/L পর্যন্ত (দেখুনচিত্র 2), গড় 42.1 mg/L। বর্জ্য TN 2.5 থেকে 14.2 mg/L, গড় 8.8 mg/L, অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্যের মধ্যে (12 mg/L)। গড় TN অপসারণের হার ছিল 79.1%। স্লাজ রিসাইকেল অনুপাত 90% (কোনও অভ্যন্তরীণ মিশ্র মদ রিসাইকেল নয়), তাত্ত্বিক ডিনাইট্রিফিকেশন দক্ষতা ছিল 47.4%, যা ইঙ্গিত করে যে অ্যানেরোবিক নির্বাচকের বাইরে অন্যান্য প্রক্রিয়া অঞ্চলেও ডিনাইট্রিফিকেশন ঘটেছে। একটি সাধারণ চক্রে চিকিত্সা ট্রেন বরাবর নাইট্রোজেনের পরিবর্তন দেখানো হয়েছেচিত্র 3.
একটি সাধারণ চক্রে, প্রভাবশালী TN ছিল 42.0 mg/L, অ্যামোনিয়া এবং নাইট্রেট নাইট্রোজেনের সমষ্টি 35.2 mg/L। অ্যানেরোবিক নির্বাচকের পরে, TN ছিল 16.7 mg/L, ফলে তাত্ত্বিক মানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ভর ভারসাম্যের মাধ্যমে 43.5% অপসারণের হার। BIOLAK ট্যাঙ্কটি 24.0% TN অপসারণে অবদান রেখেছে। সেকেন্ডারি সেডিমেন্টেশন ট্যাঙ্কে বর্জ্য TN আরও কমানো হয়েছিল, যা অতিরিক্ত 11.3% অপসারণে অবদান রেখেছিল, প্রধানত এর দীর্ঘ জলবাহী ধারণ সময় (8.6 ঘন্টা) অন্তঃসত্ত্বা কার্বন উত্স চালিত ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য অনুমতি দেয়৷ অন্যান্য ইউনিট 1.9% অপসারণ অবদান. চূড়ান্ত বর্জ্য TN ছিল 8.1 mg/L, মোট অপসারণের হার 80.7%।
অপারেশনাল অভিজ্ঞতা দেখায় যে BIOLAK প্রক্রিয়ায় TN অপসারণের জন্য DO নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রচলিত প্রক্রিয়ায়, DO সাধারণত একটি চ্যানেল কাঠামোতে বায়বীয় অঞ্চলের শেষে পরিমাপ করা হয় যেখানে ক্রস-বিভাগ জুড়ে DO তুলনামূলকভাবে অভিন্ন। যাইহোক, BIOLAK ট্যাঙ্কে, বায়ুচলাচল অঞ্চলের প্রান্তটি প্রায় 70 মিটার প্রশস্ত, ঢালের প্রান্ত থেকে কেন্দ্রে DO বৃদ্ধির সাথে, 0.5-1.0 mg/L এর পার্থক্য। অতএব, DO প্রোবের অবস্থানের দিকে সতর্ক মনোযোগ প্রয়োজন।
BIOLAK এয়ারেশন জোনের শেষে সর্বোচ্চ DO-কে কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় একটি অ্যানোক্সিক পরিবেশ কার্যকরভাবে নিশ্চিত করা হয়েছিল। অন্তঃসত্ত্বা কার্বন উত্স ব্যবহার করে যুগপত নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন (SND) অর্জন করা হয়েছিল, যার ফলে কার্যকর TN অপসারণ হয়েছে।
3.2 মোট ফসফরাস অপসারণ এবং অপারেশনাল অপ্টিমাইজেশান
বার্ষিক প্রভাবশালী মোট ফসফরাস (TP) 1.47 থেকে 4.80 mg/L পর্যন্ত (দেখুনচিত্র 4), গড় 2.99 mg/L। বর্জ্য টিপি 0.04 থেকে 0.17 mg/L পর্যন্ত। ফসফরাস অপসারণ এজেন্ট ডোজ অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্য (0.12 mg/L) উপর ভিত্তি করে সমন্বয় করা হয়েছিল। গড় নির্গত TP ঘনত্ব ছিল 0.07 mg/L, স্থিরভাবে স্রাবের মান পূরণ করে, গড় TP অপসারণের হার 98.3%।
একটি সাধারণ চক্রে চিকিত্সা ট্রেন বরাবর ফসফেটের পরিবর্তন দেখানো হয়েছেচিত্র 5.
প্রভাবশালী ফসফেট ছিল 2.70 mg/L, এবং রিটার্ন স্লাজ ফসফেট ছিল 0.58 mg/L, যা তাত্ত্বিক ফসফেটকে অ্যানারোবিক নির্বাচক 1.70 mg/L করে। পলিফসফেট-সঞ্চয়কারী জীবের (PAOs) দ্বারা অ্যানেরোবিক ফসফরাস নির্গত হওয়ার পর, ফসফেটের ঘনত্ব 3.2 মিলিগ্রাম/লি. ফসফেট ঘনত্বের অনুপাত (অ্যানেরোবিক জোনে সর্বাধিক / প্রভাবশালী) ছিল 1.9, যা উল্লেখযোগ্য মুক্তির ইঙ্গিত দেয়। এর প্রধান কারণ ছিল কম ডিও অবস্থার অধীনে কার্যকর ডিনাইট্রিফিকেশন, যার ফলে অ্যানেরোবিক জোনে ফিরে আসা স্লাজে কম নাইট্রেট ঘনত্ব, একটি ভাল অ্যানেরোবিক পরিবেশ বজায় রাখা (ওআরপি সাধারণত -200 এমভির নিচে) এবং ফসফরাস নিঃসরণকে উন্নীত করা।
BIOLAK বায়ুচলাচল অঞ্চলের পরে, যথেষ্ট পরিমাণে ফসফরাস গ্রহণ ঘটেছে, যা ফসফেটের ঘনত্বকে 0.3 mg/L-এ হ্রাস করে, 88.9% এর জৈবিক ফসফরাস অপসারণের দক্ষতা অর্জন করে। অবক্ষেপণ এবং স্থিতিশীল ট্যাঙ্কের পরে, ফসফেটের ঘনত্ব 0.64 মিগ্রা/লি. বিশ্লেষণে দেখা যায় যে এটি অবক্ষেপণ ট্যাঙ্কে দীর্ঘ এইচআরটি এবং BIOLAK ট্যাঙ্কে কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত DO-এর কারণে, অবক্ষেপণ ট্যাঙ্কে একটি অ্যানেরোবিক অবস্থা তৈরি করে এবং সেকেন্ডারি ফসফরাস নিঃসরণ ঘটায়। জমাট ইউনিটে রাসায়নিক ডোজ করার পরে, বর্জ্য ফসফেট 0.06 মিলিগ্রাম/লি. অতএব, অর্থনৈতিক খরচ এবং অপারেশনাল জটিলতা বিবেচনা করে, ডিনাইট্রিফিকেশন বাড়ানোর জন্য কিছু জৈবিক ফসফরাস অপসারণের দক্ষতা ত্যাগ করা অনুরূপ উদ্ভিদের জন্য একটি কার্যকর অপ্টিমাইজেশন কৌশল।
4 অপারেশনাল খরচ
প্রত্যক্ষ কর্মক্ষম খরচের মধ্যে রয়েছে বিদ্যুৎ, রাসায়নিক পদার্থ এবং স্লাজ নিষ্পত্তি। বার্ষিক পরিসংখ্যানের উপর ভিত্তি করে, নির্দিষ্ট শক্তি খরচ ছিল 0.66 kWh/m³। 0.65 CNY/kWh এর বিদ্যুতের মূল্য (পিক/অফ-পিক হারের সংমিশ্রণের উপর ভিত্তি করে), বিদ্যুতের দাম ছিল 0.429 CNY/m³। "পৌরসভার বর্জ্য জল শোধনাগারের পরিচালন গুণমানের মূল্যায়নের মান" অনুসারে এই খরচটি উচ্চতর দিকে, প্রধানত বায়ুচলাচল ব্যবস্থার সামান্য কম অক্সিজেন ব্যবহারের দক্ষতার কারণে। সোডিয়াম অ্যাসিটেট, ফসফরাস অপসারণ এজেন্ট, পিএএম, সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট এবং ডিওয়াটারিং রাসায়নিক সহ রাসায়নিক খরচ, মোট 0.151 CNY/m³। নির্দিষ্ট ব্যবহার এবং খরচ দেখানো হয়টেবিল 2.
স্লাজ মূলত জৈবিক এবং রাসায়নিক (জমাট ট্যাঙ্ক) উত্স থেকে উদ্ভূত হয়। উচ্চ-চাপের প্লেট এবং ফ্রেম পরিস্রাবণ কন্ডিশনিং এজেন্ট হিসাবে চুন এবং ফেরিক ক্লোরাইডের সাথে ব্যবহার করা হয়। চুনের ডোজ শুষ্ক স্লাজের ওজনের প্রায় 25%। ডিওয়াটারড কেকের আর্দ্রতা 60% থাকে। দৈনিক শুষ্ক স্লাজ উত্পাদন প্রায় 9 টন, একটি নির্দিষ্ট শুকনো স্লাজের ফলন প্রায় 0.15%। স্লাজ পরিবহনে খরচ হয় 250 CNY/টন, যার ফলে স্লাজ নিষ্পত্তির খরচ হয় প্রায় 0.118 CNY/m³। অতএব, মোট সরাসরি উৎপাদন খরচ হল 0.698 CNY/m³।
5 উপসংহার
① হেবেই প্রদেশের একটি বর্জ্য জল শোধনাগার, পৌরসভার বর্জ্য জলকে শোধন করার জন্য BIOLAK প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, বর্জ্য গুণমানের সাথে অবিচ্ছিন্নভাবে এক বছর পরিচালনা করে *DB13/2795-2018* (কোয়াসি-ক্লাস IV পৃষ্ঠের জলের মান) এর মূল নিয়ন্ত্রণ এলাকার সীমা পূরণ করে।
② মাল্টি-পর্যায়ের A/O প্রক্রিয়ার একটি বৈকল্পিক হিসাবে, BIOLAK বায়ুচলাচল জোনের শেষে 0.5–1.0 mg/L সর্বোচ্চ DO নিয়ন্ত্রণ করার ফলে BIOLAK জোনে 24.0% এবং অবক্ষেপণ ট্যাঙ্কে 11.3% TN অপসারণের হার হয়েছে৷ এটি একযোগে নাইট্রিফিকেশন-ডিনাইট্রিফিকেশন এবং এন্ডোজেনাস কার্বন সোর্স ডিনাইট্রিফিকেশন অর্জন করে, উল্লেখযোগ্য নাইট্রোজেন অপসারণের ক্ষমতা প্রদর্শন করে।
③ BIOLAK প্রক্রিয়ার জন্য সরাসরি অপারেশনাল খরচ ছিল 0.698 CNY/m³। অপারেশনাল অপ্টিমাইজেশান ব্যবস্থা, প্রক্রিয়া ডেটা পর্যবেক্ষণ এবং যুক্তিসঙ্গত অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লক্ষ্য নির্ধারণ সহ, অনুরূপ বর্জ্য জল শোধনাগারগুলিতে অপারেশন অপ্টিমাইজ করা এবং শক্তি/খরচ সাশ্রয়ের জন্য রেফারেন্স প্রদান করতে পারে।