آبی زراعت کے گندے پانی کے علاج کے نظریہ اور عمل میں پیشرفت
تحریر: جیسمین
رابطہ ای میل: Kate@aquasust.complastic.com
آبی زراعت کا گندا پانی بنیادی طور پر جانوروں کے پیشاب، کھاد اور آبی زراعت کے لیے انتظامی پانی پر مشتمل ہوتا ہے، اور اس میں نامیاتی مادّے، نائٹروجن، فاسفورس اور معلق ٹھوس مواد کے ساتھ ساتھ کچھ عناصر جو نمک کی تشکیل کرتے ہیں، پر مشتمل ہوتا ہے۔ میرے ملک کی آبی زراعت کے گندے پانی کی ٹیکنالوجی میں اہم پیش رفتوں اور اب تک کی عملی ایپلی کیشنز میں درپیش مسائل کے بارے میں واضح طور پر سمجھنے کے لیے، یہ مقالہ اس شعبے کے تھیم کے علاوہ وسائل کے استعمال اور آبی زراعت کے فضلے کے جدید علاج کے درمیان الجھاؤ کا خلاصہ بھی کرتا ہے۔ . آلودگی کا مواد جس نے بہت زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے، ساتھ ہی ساتھ کچھ تکنیکی شعبوں میں بھی پیش رفت ہوئی ہے۔ آخر میں، آبی زراعت کے گندے پانی کے علاج کی ٹیکنالوجی کی ترقی اور اطلاق کے لیے کچھ تجاویز پیش کی جاتی ہیں۔
مویشی پالنا میرے ملک کی زرعی معیشت کا ایک اہم حصہ ہے۔ تاہم، میکانائزیشن اور مویشی پالنے کے پیمانے کی تیزی سے ترقی کے ساتھ، سنگین ماحولیاتی مسائل پیدا ہو گئے ہیں، جن میں گندے پانی کی افزائش آلودگی کے اہم ذرائع میں سے ایک ہے۔ آبی زراعت کا گندا پانی زیادہ ارتکاز والا نامیاتی گندا پانی ہے جس میں نامیاتی مادے، نائٹروجن، فاسفورس اور معلق ٹھوس مواد کے ساتھ ساتھ بھاری دھاتیں، اینٹی بائیوٹکس، اینٹی بائیوٹک مزاحمتی جینز اور پیتھوجینک مائکروجنزم ہوتے ہیں۔ اگر مناسب طریقے سے علاج نہیں کیا جاتا ہے، تو یہ ارد گرد کے ماحول اور ماحولیات میں تبدیلیوں کا باعث بنتا ہے، جانوروں کو دھمکی دیتا ہے. اور انسانی صحت. اس وقت، آبی زراعت کے گندے پانی کے علاج کے دو اہم طریقے ہیں: ایک جدید ترین گندے پانی کا علاج (معیاری خارج ہونے والا) موڈ، جو بنیادی طور پر جنوبی فارموں میں استعمال ہوتا ہے جہاں زمین کی کم سہولیات ہیں۔ آبی زراعت کے گندے پانی کو ٹھوس مائع علیحدگی، انیروبک/ایروبک ٹریٹمنٹ سے گزرنا پڑتا ہے اور جدید علاج کے بعد اسے معیاری یا ری سائیکل کیا جاتا ہے۔ دوسرا وسائل کے استعمال (کھاد، توانائی) کے علاج کا طریقہ ہے، جو بنیادی طور پر شمالی کھیتوں میں زیادہ زمینی سہولیات کے ساتھ استعمال ہوتا ہے، اور گندے پانی کو تلچھٹ، اینیروبک ابال وغیرہ کے ذریعے نقصان نہیں پہنچایا جاتا ہے۔ ٹریٹمنٹ کے بعد، بایوگیس کو توانائی کے استعمال کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور بایوگیس سلری کا استعمال زرعی زمین کے وسائل کے استعمال کے لیے کیا جاتا ہے۔ اس مقالے میں پیداوار، سائنسی تحقیق اور انتظام میں مصروف عملے کے حوالے سے، میرے ملک میں بڑے پیمانے پر آبی زراعت کے اداروں میں گندے پانی کی صفائی کے عمل میں موجودہ صورتحال اور تکنیکی مسائل کا مختصراً خلاصہ کیا گیا ہے۔
1 وسائل کے استعمال اور آبی زراعت کے فضلے کے جدید علاج کے درمیان ہچکچاہٹ
آبی زراعت کے گندے پانی کی صفائی اب بھی وہ شعبہ ہے جس نے سب سے زیادہ توجہ حاصل کی ہے اور گزشتہ دہائی میں آبی زراعت کی صنعت میں ماحولیاتی تحفظ میں سب سے زیادہ سرمایہ کاری کی ہے۔ آبی زراعت کے فضلے کو ٹھکانے لگاتے وقت بڑے پیمانے پر آبی زراعت کے اداروں کو وسائل کے استعمال اور جدید علاج کے درمیان انتخاب کرنا چاہیے۔ اگرچہ حالیہ برسوں میں پودے لگانے اور افزائش کے امتزاج اور فضلہ کے وسائل کے استعمال کی وکالت کی گئی ہے اور اس کی حوصلہ افزائی کی گئی ہے، مختلف وجوہات کی بناء پر، آبی زراعت کے گندے پانی کا جدید علاج، معیاری اخراج یا صفر خارج ہونا اب بھی بہت سے آبی زراعت کے اداروں کے زندہ رہنے کے لیے ضروری ہے۔
ماحولیاتی تحفظ کے مسائل کا حل اور وسائل کا استعمال مکمل طور پر مساوی تصورات نہیں ہیں۔ کاروباری اداروں کے لیے، ماحولیاتی تحفظ کے مسائل کو حل کرنے کے لیے، انہیں پہلے ماحولیاتی اثرات کی تشخیص کا اجازت نامہ حاصل کرنا چاہیے، اور پھر ماحولیاتی اثرات کی تشخیص کی ضروریات کے مطابق فضلہ کو ٹھکانے لگانے کے لیے اقدامات کرنا ہوں گے اور ضروریات کو پورا کرنا ہوگا۔ قانونی تعمیل، اقتصادی اور موثر یہ اتنا آسان نہیں جتنا زبانی طور پر "فضول کو خزانہ میں تبدیل کرنا"۔ سب سے پہلے، یہ ضروری ہے کہ زمینی وسائل کا معاشی اور موثر دائرے میں ہونا ضروری ہے (مقامی اور قریبی استعمال کے اصول کے مطابق) اور اس سے بھی اہم بات یہ ہے کہ "خزانے کو موڑنا"، یعنی قیمت میں اضافہ صنعتی زنجیر کا خاتمہ کٹائی کی مصنوعات کے ذریعے ہوتا ہے۔ اگر کاشت کی گئی مصنوعات اپنے استعمال کو سمجھے بغیر یا انہیں مارکیٹ ویلیو میں تبدیل کیے بغیر صرف نظریاتی پیداوار ہیں، تو وسائل کے استعمال کی فزیبلٹی اسٹڈی رپورٹ کو مسخ کر دیا جائے گا۔ ماحولیاتی تحفظ کے نقطہ نظر سے، ثانوی آلودگی (بشمول پانی، مٹی اور ہوا) کو روکیں۔ فی الحال، میرے ملک میں آبی زراعت کے فضلے کے وسائل کے استعمال کو فروغ دینا مشکل ہے، جس کا تعلق بھی درج ذیل عوامل سے ہے: پہلا، آبی زراعت کی صنعت کے لیے ماحولیاتی تشخیص کے رہنما خطوط کا فقدان ہے، اور بہت سے متعلقہ معیارات ہیں۔ مثال کے طور پر، زیادہ تر مقامات کا تقاضا ہے کہ وسائل کے استعمال سے پہلے آبی زراعت کے گندے پانی کو "فارم لینڈ ایریگیشن کے لیے پانی کے معیار کے معیارات" (GB 5084-2005) کو پورا کرنا چاہیے۔ دوسرا، تاریخی وجوہات کی بناء پر، بہت سے بڑے پیمانے پر فارموں کے پاس اب اپنے اردگرد زمینی وسائل کافی نہیں ہیں۔
2 ہاٹ سپاٹ آلودگیوں پر تحقیق
آبی زراعت کے گندے پانی کے علاج میں، موجودہ ماحولیاتی تحفظ کی ضروریات [جیسے کیمیکل آکسیجن ڈیمانڈ (سی او ڈی)، امونیا نائٹروجن، کل فاسفورس (ٹی پی)، وغیرہ] کے اشارے کے علاوہ، حالیہ برسوں میں ہونے والی تحقیق اور مشق سے یہ بات سامنے آئی ہے۔ مندرجہ ذیل آلودگیوں پر زیادہ توجہ دینے کی ضرورت ہے: ڈرگ بیکٹیریا اور مزاحمتی جین (ARGs)، نمکیات (نمکین)، کل نائٹروجن (TN)، اور گندے پانی کے علاج کے دوران پیدا ہونے والا کیچڑ۔ پانی کی صفائی کے عمل میں کیچڑ ایک عام مصنوعات ہے۔ کھاد کو ہٹانے کے موڈ میں تبدیلی اور بیک اینڈ فلوئنٹ معیاری ضروریات میں بہتری کی وجہ سے، کیچڑ کی پیداوار عام طور پر بڑھ جاتی ہے۔ کیچڑ کے علاج کی دشواری اس کے پانی کی اعلی مقدار میں ہے۔ بہت سے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ اگرچہ پانی کی صفائی کے موجودہ عمل کے اختتام پر اخراج کے کیمیائی اشارے معیارات پر پورا اترتے ہیں، لیکن پھر بھی منشیات کے خلاف مزاحمت کرنے والے بیکٹیریا اور منشیات کے خلاف مزاحمت کرنے والے جینز کے ماحولیاتی خطرات موجود ہیں۔ نمک کے جمع ہونے سے مٹی اور فصلوں کو نقصان پہنچے گا، اس لیے وسائل کے استعمال کے عمل میں اس سے بچنا ضروری ہے۔ کچھ جگہیں آبی زراعت کے گندے پانی سے کل نائٹروجن کے اخراج کو محدود کرتی ہیں، جو موجودہ تکنیکی سطح کے تحت پانی کی صفائی کی لاگت میں بہت زیادہ اضافہ کرے گا اور کاروباری اداروں پر بوجھ میں نمایاں اضافہ کرے گا۔
3 اہم تکنیکی شعبوں میں پیشرفت اور کامیابیاں
اس وقت، عام طور پر استعمال ہونے والے آبی زراعت کے گندے پانی کے علاج کے عمل میں انیروبک بائیولوجیکل ٹریٹمنٹ، ایروبک بائیولوجیکل ٹریٹمنٹ، نیچرل ٹریٹمنٹ اور ایڈوانس ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجیز، مائکروالجی، میمبرین سیپریشن اور ریسرچ اینڈ ڈیولپمنٹ کے تحت دیگر ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجیز کے ساتھ ساتھ بیک اینڈ واٹر سے متعلق فارم کی صفائی شامل ہیں۔ علاج گوبر کا عمل وغیرہ اس خصوصی شمارے کے دیگر مضامین میں پیش کیا گیا ہے۔ یہ مضمون صرف مختصر طور پر اناموکس، بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن، اور شارٹ رینج نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کی وضاحت کرتا ہے۔
3.1 Anammox ٹیکنالوجی
Anammox ٹیکنالوجی ایک نئی قسم کی anaerobic حیاتیاتی علاج کی ٹیکنالوجی ہے، جو ایک ایسا عمل ہے جس میں anammox بیکٹیریا براہ راست امونیا نائٹروجن اور نائٹریٹ کو ایک anaerobic ماحول میں نائٹروجن گیس میں تبدیل کرتے ہیں۔ anammox ٹیکنالوجی کے اہم بیکٹیریا anammox بیکٹیریا ہیں، جو آبی زراعت کے گندے پانی میں امونیا نائٹروجن کو anaerobic حالات کے تحت بائیو کیمیکل ری ایکشن کے ذریعے نائٹروجن گیس میں تبدیل کر سکتے ہیں تاکہ امونیا نائٹروجن کے اخراج کا احساس ہو سکے۔ لہذا، ایناموکس ٹیکنالوجی ایک انیروبک حیاتیاتی علاج کی ٹیکنالوجی ہے، اور اس کا تعلق بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن ٹیکنالوجی کی قسم سے بھی ہے۔ ایناموکس بیکٹیریا کی سست نشوونما اور بہت سے متاثر کن عوامل کی وجہ سے، فکسڈ بیڈز، ایکٹیویٹڈ سلج بیڈز اور میمبرین بائیو ری ایکٹر اکثر اناموکس بیکٹیریا کی برقراری کو بڑھانے اور علاج کی دیگر ٹیکنالوجیز کے ساتھ مل کر گندے پانی کے علاج کی کارکردگی اور استحکام کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ اناموکس ٹیکنالوجی میں اعلی کارکردگی اور معیشت کے فوائد ہیں، اور آبی زراعت کے گندے پانی کو ختم کرنے کی سمت میں بہت زیادہ استعمال کے امکانات ہیں، لیکن اس میں طویل عرصے سے شروع ہونے کا وقت اور بہت سے مداخلت کے عوامل جیسے مسائل ہیں، جنہیں مزید حل کرنے کی ضرورت ہے۔ فیلڈ ورک کی شرائط کے تحت، ایناموکس تکنیکی حالات کی تلاش اور ضابطے میں مزید پیش رفت کی ضرورت ہے۔
3.2 شارٹ پاتھ نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن ٹیکنالوجی
انوکسک/آکسک عمل (اونوکسی/آکسک، اے/او) بالترتیب اینوکسک پول اور ایروبک پول کو ترتیب دے کر ڈینیٹریفکیشن (NH{{0}}→NO2→NO3) اور نائٹریفیکیشن (NO3→NO2→N2) کا احساس کرتا ہے۔ . گندے پانی سے امونیا نائٹروجن کا اخراج۔ تاہم، مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ نائٹریٹ نائٹروجن کا جمع روایتی نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے عمل میں ہوگا [3]۔ اس مقصد کے لیے شارٹ رینج نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کا نظریہ تجویز کیا گیا ہے۔ امونیا آکسیڈائزنگ بیکٹیریا (نائٹریٹ بیکٹیریا) کی افزائش کو فروغ دے کر اور نائٹریٹ آکسیڈائزنگ بیکٹیریا (نائٹریٹائزنگ بیکٹیریا) کی افزائش کو روک کر، شارٹ رینج نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن (NH+4→NO2) کے عمل کو پورا کیا جاتا ہے۔ →N2)۔ امونیا آکسیڈائزنگ بیکٹیریا کی نشوونما کا دور نائٹریٹ آکسیڈائزنگ بیکٹیریا سے کم ہے، جن میں مٹی کی عمر، درجہ حرارت، پی ایچ اور تحلیل شدہ آکسیجن امونیا آکسیڈائزنگ بیکٹیریا اور نائٹریٹ آکسیڈائزنگ بیکٹیریا کو متاثر کرنے والے اہم عوامل ہیں۔ جب درجہ حرارت 28 ڈگری سے زیادہ ہو تو یہ امونیا آکسیڈائزنگ بیکٹیریا کی نشوونما کے لیے موزوں ہے اور نائٹریٹ آکسیڈائزنگ بیکٹیریا کی نشوونما کو روکتا ہے۔ 8.0 کے ارد گرد پی ایچ بھی امونیا آکسیڈائزنگ بیکٹیریا کے جمع ہونے کے لیے موزوں ہے۔ تحلیل شدہ آکسیجن کی کم تعداد میں امونیا آکسیڈائزنگ بیکٹیریا کا تعلق نائٹریٹ آکسیڈائزنگ بیکٹیریا سے زیادہ ہے[4-6] . نظریاتی طور پر، شارٹ رینج نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن رد عمل کے وقت کو کم کرتے ہیں، آکسیجن اور کاربن کے ذرائع کی فراہمی کو بچاتے ہیں، اور کیچڑ کی پیداوار کو کم کرتے ہیں [7]۔ تاہم، پانی کی صفائی کی سہولت کے آپریشن کے دوران، کیچڑ کی عمر کو کم کرنے کے لیے کیچڑ کے اخراج کو بڑھانے کی ضرورت کی وجہ سے ہر روز بڑی مقدار میں کیچڑ پیدا ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، بہت سے متاثر کن عوامل کی وجہ سے، اس کے استحکام کو بھی مزید بہتری کی ضرورت ہے۔
3.3 بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن ٹیکنالوجی
بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن ٹیکنالوجی حیاتیاتی تالاب میں تحلیل شدہ آکسیجن، پی ایچ اور درجہ حرارت جیسے پیرامیٹرز کو کنٹرول کرکے بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کا احساس کرتی ہے، اور گندے پانی کی صفائی کی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے [8]۔ بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے طریقہ کار میں میکرو انوائرمنٹ تھیوری، مائیکرو انوائرمنٹ تھیوری اور مائیکرو بائیولوجی تھیوری شامل ہیں [9]۔ میکرو-ماحولیاتی نظریہ سے مراد ری ایکٹر میں تحلیل شدہ آکسیجن کے ارتکاز اور یکسانیت کو کنٹرول کرنا، نائٹریفائنگ بیکٹیریا اور ڈینائٹریفائنگ بیکٹیریا دونوں کے بڑھنے کے لیے موزوں ماحول پیدا کرنا، اور نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے عمل کو ہم آہنگ کرنا ہے [10]۔ مائیکرو ماحولیات تھیوری سے مراد پیرامیٹروں کو کنٹرول کرنا ہے جیسے تحلیل شدہ آکسیجن کا ارتکاز، چالو کیچڑ کے ذرہ کا سائز اور بائیو فلم کی موٹائی، سطح پر تحلیل شدہ آکسیجن میلان کی تشکیل اور فعال کیچڑ کے ذرات اور بائیو فلموں کی اندرونی تہہ، سطح کی ایروبک نائٹریفیکیشن ری ایکشن، اور ہائپوکسیا میں۔ . denitrification رد عمل. مائکرو بایولوجی تھیوری سے مراد مائکروجنزموں کا استعمال ہے جو بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن انجام دے سکتے ہیں۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ ماحول میں ایروبک ڈینائٹریفائنگ بیکٹیریا اور اینیروبک نائٹریفائنگ بیکٹیریا موجود ہیں، جیسے کہ ایناموکس بیکٹیریا، جو براہ راست امونیا نائٹروجن کو نائٹروجن میں تبدیل کر سکتے ہیں۔
مندرجہ بالا ٹیکنالوجیز کے علاوہ، گندے پانی کے علاج کے عمل میں اعلی کارکردگی والے مائکروجنزموں کی تحقیق اور اطلاق، انیروبک عمل میں مصنوعات کی روک تھام، ابال کے عمل کے حالات کی اصلاح اور خود کار طریقے سے کنٹرول، فاسفورس کرسٹلائزیشن کی کریکنگ جس سے گندے پانی کی صفائی کے نظام میں پائپ لائن میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے، روک تھام۔ اور گندے پانی کے علاج کے عمل میں بدبو کو کنٹرول کرنا ٹیکنالوجیز میں پیش رفت جیسے کہ افزائش، بازی اور اینٹی سی پیج خطرات کو کنٹرول کرنے اور اخراجات کو کم کرنے اور کارکردگی کو بڑھانے میں مدد کرے گا۔
4 خلاصہ اور آؤٹ لک
فارم کے گندے پانی کے علاج کی ٹیکنالوجیز میں ایروبک حیاتیاتی علاج، انیروبک حیاتیاتی علاج، جدید علاج اور قدرتی علاج شامل ہیں۔ ان میں، A/O، Upflow Anaerobic Sludge Bed (UASB)، Upflow Solid Anaerobic Reactor (USR)، بائیو گیس ڈائجسٹر، آکسیڈیشن پانڈز، کیمیکل آکسیڈیشن اور کوایگولیشن اور دیگر پراسیس ٹیکنالوجیز نسبتاً پختہ اور وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔ علاج کے ہر طریقہ کے اپنے فوائد اور حدود ہیں۔ فارم کے گندے پانی اور مقامی پالیسیوں کی خصوصیات کے مطابق مختلف تکنیکی امتزاج کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، گندے پانی کے اخراج کے اعلی معیار والے فارمز اینیروبک + ایروبک + جدید علاج کا انتخاب کرسکتے ہیں۔ ٹکنالوجیوں کا امتزاج، کافی زمین والے فارم گندے پانی کے بے ضرر علاج کے لیے انیروبک ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجی کو ترجیح دے سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، علاج کی کچھ نئی ٹیکنالوجیز جیسے شارٹ پاتھ نائٹریفیکیشن اینڈ ڈینیٹریفیکیشن، بیک وقت نائٹریفیکیشن اینڈ ڈینائٹریفیکیشن، ایناموکس، مائیکروالجی ٹریٹمنٹ اور میمبرین سیپریشن میں اعلیٰ اطلاق کے امکانات ہیں، لیکن ان کے علاج کے پیرامیٹرز اور استحکام کے پیرامیٹرز کو مزید تحقیق اور اصلاح یا آؤٹ ڈور انجینئرنگ ایپلی کیشنز کی ضرورت ہے۔
ماحولیاتی تحفظ میں اضافے کے ساتھ، لوگوں نے آبی زراعت کے گندے پانی کے علاج کی ٹیکنالوجی کی تحقیق اور اطلاق کے لیے اعلیٰ تقاضے پیش کیے ہیں۔ گندے پانی کی صفائی کی نئی ٹیکنالوجی کی تحقیق اور ترقی اب بھی مستقبل کی تحقیق کا مرکز ہے، خاص طور پر موثر، مستحکم اور کم لاگت گندے پانی کے علاج کی ٹیکنالوجی کی مضبوط مارکیٹ کی طلب؛ موجودہ گندے پانی کے علاج کی ٹیکنالوجی کی بہتری مستقبل میں تحقیق کا مرکز بھی ہے، جیسے کہ ایروبک یا اینیروبک بائیولوجیکل ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجی میں فعال مائکروجنزموں کی ترقی، اور جھلیوں کو الگ کرنے والی ٹیکنالوجی میں اعلیٰ کارکردگی اور پائیدار جھلیوں کی تحقیق اور ترقی؛ ایک ہی وقت میں، آبی زراعت کے گندے پانی کی ری سائیکلنگ اور توانائی کا استعمال ایک اہم تحقیقی سمت ہے، جیسے کہ گندے پانی کو ری سائیکل کرنے کے عمل میں حفاظتی جائزہ۔ توانائی کے استعمال کی ٹیکنالوجیز کی تحقیق اور ترقی جیسے کہ بائیو گیس بائیو انرجی اور بائیو ڈیزل کے لیے اہم حوالہ اہمیت ہے۔ آبی زراعت کے گندے پانی کا محفوظ علاج اور استعمال۔