एरोबिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों के प्रकार और उनके लाभ

टीएल, डॉ: Nearly 80% of the world’s wastewater is still discharged untreated. Aerobic wastewater treatment uses oxygen-dependent microbes to break down organic pollutants, nitrogen and phosphorus during the secondary treatment stage, with blowers or compressors supplying air. The three main systems are conventional activated sludge, membrane bioreactors (MBR) and moving bed bioreactors (MBBR). Compared with anaerobic treatment, aerobic systems give less odour, convert ammonia to nitrate and cut methane emissions.

2024 में, कुशल और टिकाऊ अपशिष्ट जल उपचार की मांग अपने उच्चतम स्तर पर है, जिसका मुख्य कारण औद्योगिक उत्सर्जन में वृद्धि, शहरी अपशिष्ट जल से जुड़ी चुनौतियां और सख्त पर्यावरणीय नियम हैं।

संयुक्त राष्ट्र की जल रिपोर्ट के अनुसार , विश्व के लगभग 80% अपशिष्ट जल का उपचार किए बिना ही निर्वहन किया जाता है , जिससे गंभीर जल प्रदूषण होता है।

सरकारों और उद्योगों द्वारा विकेन्द्रीकृत अपशिष्ट जल उपचार समाधानों पर ध्यान केंद्रित करने के साथ, जैविक उपचार विधियों - विशेष रूप से वायवीय अपशिष्ट जल उपचार - ने प्रदूषकों को तोड़ने में अपनी दक्षता के साथ-साथ कीचड़ उत्पादन और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने के कारण प्रमुखता हासिल की है।

आमतौर पर, एक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र तीन महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं से गुजरता है: प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक, जिनमें से जैविक उपचार चरण द्वितीयक चरण के अंतर्गत आता है।

जैविक उपचार चरण मुख्यतः दो प्रकार का होता है: एरोबिक उपचार और एनारोबिक उपचार।

एरोबिक अपशिष्ट जल उपचार में कार्बनिक प्रदूषकों और नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे अन्य प्रदूषकों को विघटित करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है।

एक यांत्रिक वातन उपकरण, जैसे कि एयर ब्लोअर या कंप्रेसर, दो प्राथमिक उद्देश्यों की पूर्ति के लिए वायु बुलबुले बनाता है: वातन और हलचल।

वातन से अपशिष्ट जल को ऑक्सीजन मिलती है, जिसका उपयोग एरोबिक सूक्ष्मजीवों द्वारा किया जाता है, जो अपशिष्ट जल के विघटन को तीव्र कर देते हैं।

कार्बनिक पदार्थों को छोटे अणुओं में तोड़ने के लिए एरोबिक जीवों द्वारा आवश्यक घुलित ऑक्सीजन की मात्रा को जैविक ऑक्सीजन मांग या बीओडी के रूप में जाना जाता है।

इसका प्रयोग प्रायः इन सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक प्रदूषकों के अपघटन को मापने के लिए किया जाता है।

औद्योगिक उत्सर्जन, घरेलू मल अपशिष्ट या उर्वरक अपवाह जैसे प्रदूषकों के प्रवेश से BOD का स्तर बढ़ सकता है, जो अपशिष्ट जल में जैवनिम्नीकरणीय पदार्थों की उच्च सांद्रता का संकेत देता है।

क्योंकि इन जीवों को ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, इसलिए एरोबिक प्रणालियों को बायोमास को ऑक्सीजन प्रदान करने का एक तरीका चाहिए।

यह कार्य अपशिष्ट जल उपचार तालाबों को शामिल करके किया जा सकता है - जो अपशिष्ट जल में वायु पहुंचाने के लिए एक बड़ा सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं, या यांत्रिक वातन उपकरणों को शामिल करके किया जा सकता है।

अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र के उद्देश्य को समझने के बाद, आइए उपचार प्रणाली की कार्यप्रणाली का विश्लेषण करें।

एरोबिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियाँ कैसे काम करती हैं?

जैविक अपशिष्ट जल उपचार प्रणाली में अनेक प्रक्रियाएं और विविध प्रकार के सूक्ष्मजीव शामिल हो सकते हैं, जो अपशिष्ट जल की रासायनिक संरचना और बहिःस्राव की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

इसके अतिरिक्त, उन्हें विशिष्ट प्रचालन प्रणालियों की आवश्यकता होगी जो विशिष्ट सूक्ष्मजीवी आबादी के लिए आदर्श जैवभार वृद्धि दर को बनाए रखने के लिए आवश्यक पर्यावरण के आधार पर परिवर्तित होंगी।

उदाहरण के लिए, विघटित ऑक्सीजन के स्तर को स्थिर बनाए रखने तथा प्रणाली में बैक्टीरिया को उचित गति से गुणा करने के लिए उत्सर्जन मानकों को पूरा करने के लिए वातन की निगरानी करना तथा उसमें संशोधन करना अक्सर आवश्यक होता है।

घुलित ऑक्सीजन के अतिरिक्त, जैविक प्रणालियों को अक्सर प्रवाह, भार, पीएच, तापमान और पोषक तत्वों के लिए संतुलित किया जाना आवश्यक होता है।

अब जब हम समझ गए हैं कि वे कैसे काम करते हैं, तो आइए एरोबिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों के प्रकारों के बारे में जानें।

एरोबिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों के प्रकार

पारंपरिक सक्रिय कीचड़

Wastewaters from the primary treatment phase enter an aeration tank, where activated sludge processes पाए जाते हैं।

वातन के बाद, कार्बनिक पदार्थ विघटित हो जाते हैं और निलंबित (स्वतंत्र रूप से तैरते हुए) एरोबिक सूक्ष्मजीवों द्वारा खा लिए जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप जैविक ठोस पदार्थ बनते हैं जो बड़े गुच्छों या फ्लोक में बदल जाते हैं।

अपशिष्ट जल को निपटान टैंक या क्लैरिफायर में प्रवेश करने के बाद अवसादन द्वारा निलंबित फ्लोक से अलग किया जाता है।

विकसित बायोमास को वातन टैंक में सक्रिय आपंक को पुनर्चक्रित करके नियंत्रित किया जाता है, जबकि अतिरिक्त ठोस पदार्थों को आपंक के रूप में त्याग दिया जाता है।

सक्रिय आपंक उपचार प्रणालियां अक्सर अधिक स्थान की मांग करती हैं और भारी मात्रा में आपंक उत्पन्न करती हैं, जिसके निपटान पर खर्च जुड़ा होता है।

फिर भी, वैकल्पिक समाधानों की तुलना में उनकी पूंजी और रखरखाव लागत अपेक्षाकृत मामूली है।

झिल्ली बायोरिएक्टर (एमबीआर)

एमबीआर अत्याधुनिक जैविक अपशिष्ट जल उपचार प्रौद्योगिकियां हैं, जो निलंबित ठोस पदार्थों को अलग करने और पुनर्चक्रित करने के लिए अवसादन के बजाय पारंपरिक निलंबित वृद्धि-सक्रिय कीचड़ को झिल्ली निस्पंदन के साथ जोड़ती हैं।

एक विशिष्ट एमबीआर में एरोबिक (या एनारोबिक प्रणाली में एनारोबिक) उपचार टैंक, एक वातन प्रणाली, मिक्सर, एक झिल्ली टैंक, एक क्लीन-इन-प्लेस प्रणाली, और एक खोखला फाइबर या फ्लैट शीट अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली शामिल हो सकती है।

इसके अनेक भागों और सफाई प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, वे उच्च पूंजी, परिचालन और रखरखाव लागत के लिए जाने जाते हैं।

मूविंग बेड बायोरिएक्टर (एमबीबीआर)

एमबीबीआर में आमतौर पर वातन टैंक होते हैं जो छोटे गतिशील पॉलीइथिलीन बायोफिल्म वाहकों से भरे होते हैं, जिन्हें मीडिया प्रतिधारण छलनी द्वारा बर्तन में बनाए रखा जाता है।

निलंबित गतिशील जैव-फिल्म वाहकों के कारण, एमबीबीआर उच्च बीओडी अपशिष्ट जल को बिना किसी अवरोध के छोटे क्षेत्र में उपचारित करने की अनुमति देता है।

एमबीबीआर के बाद आमतौर पर द्वितीयक स्पष्टीकरणकर्ताओं का उपयोग किया जाता है, लेकिन किसी भी प्रकार के आपंक को पुनः प्रक्रिया में नहीं डाला जाता है।

अतिरिक्त आपंक जम जाता है, जिसे घोल के रूप में एकत्र कर लिया जाता है और ठोस अपशिष्ट के रूप में हटा दिया जाता है, या घोल को वैक्यूम ट्रक द्वारा हटा दिया जाता है।

एरोबिक अपशिष्ट जल प्रणालियों में शामिल तीन प्रक्रियाओं को समझने के बाद, क्या आप अपने अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र में इस प्रणाली को स्थापित करने के लाभों को जानते हैं?

एरोबिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों के लाभ

एरोबिक उपचार में एरोबिक सूक्ष्मजीवों को बनाए रखने के लिए ऑक्सीजन की आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

अवायवीय उपचार की तुलना में, वातन के लाभ हैं - कम गंध, अमोनिया का नाइट्रेट में नाइट्रीकरण (संभावित रूप से अमोनिया उत्सर्जन में कमी), फसलों के लिए नाइट्रोजन का आसानी से उपलब्ध होना, लेकिन साथ ही निक्षालन के प्रति अधिक संवेदनशील होना, तथा ग्रीनहाउस गैसों, मुख्य रूप से मीथेन, में कमी।

यह एक विश्वसनीय, सरल और कुशल प्रक्रिया है जो अपशिष्ट जल की गुणवत्ता में सुधार करने और उसे उपयोग के योग्य बनाने में मदद करती है।

इससे उत्पन्न होने वाला मल गंधहीन होता है और इसका उपयोग कृषि उद्योग में जैविक उर्वरक के रूप में किया जा सकता है।

हालांकि, कभी-कभी ये प्रणालियां खराब हो सकती हैं, यदि सूक्ष्मजीव अपशिष्ट जल का उपचार करने में असमर्थ हों।

ऐसी समस्याओं से निपटने के लिए, हमने वर्षों तक अनुसंधान किया है और ऐसे समाधान तैयार किए हैं, जो मौजूदा प्रणाली में बड़े बदलाव किए बिना अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र की समग्र कार्यप्रणाली में सुधार ला सकते हैं।

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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

What is aerobic treatment?

Aerobic treatment is a biological wastewater treatment process that uses oxygen-dependent microbes to break down organic pollutants, nitrogen and phosphorus. Air blowers or compressors supply oxygen and keep the effluent mixed. It forms part of the secondary treatment stage, produces less odour than anaerobic treatment and leaves sludge that can be reused as fertiliser.