ایم بی بی آر کی بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفکیشن کیسے ہو جاتی ہے؟
(1) بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن بائیولوجیکل نائٹروجن ریموول (SND) کا تصور
بیک وقت نائٹریفیکیشن، ڈینیٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن (SND) ایک ہی ری ایکٹر میں نائٹریفیکیشن، ڈینیٹریفیکیشن اور کاربن ہٹانے کی بیک وقت پیداوار ہے۔ یہ روایتی نقطہ نظر کو توڑتا ہے کہ نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن ایک ہی وقت میں نہیں ہو سکتے، خاص طور پر ایروبک حالات میں، ڈینیٹریفیکیشن بھی ہو سکتی ہے، جس سے بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن ممکن ہو جاتا ہے۔
نائٹریفیکیشن کا عمل الکلائنٹی کھاتا ہے، اور ڈینیٹریفیکیشن کا عمل الکلائنٹی پیدا کرتا ہے، اس لیے ایس این ڈی مؤثر طریقے سے ری ایکٹر میں پی ایچ ویلیو کو مستحکم رکھ سکتا ہے، بغیر تیزاب کی بنیاد کو نیوٹرلائزیشن کی ضرورت کے، اور کسی بیرونی کاربن ماخذ کی ضرورت کے بغیر؛ یہ ری ایکٹر کے حجم کو بچاتا ہے، رد عمل کا وقت کم کرتا ہے، اور نائٹریٹ کی حالت کو کم کرتا ہے۔ نائٹروجن کا ارتکاز ثانوی تلچھٹ ٹینک میں تیرتے ہوئے کیچڑ کو کم کر سکتا ہے، اس لیے SND حیاتیاتی عدم استحکام کا تحقیقی مرکز بن گیا ہے۔ SND بائیولوجیکل ڈینیٹریفیکیشن کی فزیبلٹی کے لیے، فی الحال مختلف نقطہ نظر سے تین اہم آراء ہیں:
میکرو-ماحولیاتی نقطہ نظر: اس نقطہ نظر کا خیال ہے کہ مکمل طور پر یکساں مکسنگ حالت موجود نہیں ہے، اور ری ایکٹر میں DO کی غیر مساوی تقسیم ایروبک، اینوکسک، اور اینیروبک ریجنز تشکیل دے سکتی ہے، جو کہ ایک ہی بایو ری ایکٹر میں انوکسک/اینروبک کے تحت ہو سکتے ہیں۔ ماحولیاتی حالات Denitrification ردعمل، ایروبک ماحول میں نامیاتی مادے کو ہٹانے اور سیکشن میں امونیا نائٹروجن کی نائٹریفیکیشن کے ساتھ مل کر، SND حاصل کیا جا سکتا ہے۔
مائیکرو ماحولیات کے نقطہ نظر سے: یہ نظریہ یہ رکھتا ہے کہ مائکروبیل فلوک میں موجود انوکسک مائیکرو ماحولیات SND کی تشکیل کی بنیادی وجہ ہے، یعنی آکسیجن کے پھیلاؤ (ٹرانسمیشن) کی محدودیت کی وجہ سے، مائکروبیل میں تحلیل شدہ آکسیجن گریڈینٹ موجود ہے۔ floc، جو بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن مائیکرو ماحولیات کے حصول کے لیے موزوں ہے۔
حیاتیاتی نقطہ نظر: یہ نقطہ نظر رکھتا ہے کہ خصوصی مائکروبیل آبادی کا وجود SND کی موجودگی کی بنیادی وجہ سمجھا جاتا ہے۔ کچھ نائٹریفائینگ بیکٹیریا عام نائٹریفیکیشن کے علاوہ ڈینیٹریفیکیشن بھی انجام دے سکتے ہیں، اور کچھ ڈچ اسکالرز نے ایروبک نائٹریفیکیشن کو الگ تھلگ کیا ہے۔ ، اور Thiococcus pantrophicus کی ایروبک denitrification انجام دے سکتا ہے؛ کچھ بیکٹیریا امونیا کو نائٹروجن میں تبدیل کرنے کے لیے ترتیب وار رد عمل انجام دینے کے لیے ایک دوسرے کے ساتھ تعاون کرتے ہیں، جو ایک ہی حالات میں ایک ہی ری ایکٹر میں حیاتیاتی عدم استحکام کو مکمل کرنے کا امکان فراہم کرتا ہے۔
فی الحال، حیاتیاتی ڈینیٹریفیکیشن پر بہت سے مائیکرو بائیولوجیکل اسٹڈیز اور وضاحتیں موجود ہیں، لیکن وہ کامل نہیں ہیں، اور SND رجحان کی تفہیم ابھی تک ترقی اور تلاش کے تحت ہے۔ مائیکرو ماحولیات کا نظریہ عام طور پر قبول کیا جاتا ہے۔ تحلیل شدہ آکسیجن گریڈینٹ کے وجود کی وجہ سے، مائکروبیل فلوکس یا بائیو فلمز کی بیرونی سطح پر تحلیل شدہ آکسیجن کا ارتکاز زیادہ ہے، بنیادی طور پر ایروبک نائٹریفائنگ بیکٹیریا اور امونیا بیکٹیریا؛ اندر سے گہرائی میں، آکسیجن کی منتقلی مسدود ہے اور بیرونی طور پر تحلیل شدہ آکسیجن کی ایک بڑی مقدار anoxic علاقوں کو پیدا کرنے کے لئے استعمال کی جاتی ہے، اور denitrifying بیکٹیریا غالب تناؤ ہیں، جو بیک وقت نائٹریفیکیشن اور denitrification کی موجودگی کا باعث بن سکتے ہیں۔ یہ نظریہ ایک ہی ری ایکٹر میں مختلف بیکٹیریل انواع کے مشترکہ مسئلے کی وضاحت کرتا ہے، لیکن اس میں ایک نقص بھی ہے، یعنی نامیاتی کاربن کے منبع کا مسئلہ۔ نامیاتی کاربن کا ذریعہ نہ صرف ہیٹروٹروفک ڈینیٹریفیکیشن کا الیکٹران ڈونر ہے بلکہ نائٹریفیکیشن کے عمل کو روکنے والا بھی ہے۔ جب سیوریج میں نامیاتی کاربن کا ذریعہ ایروبک پرت سے گزرتا ہے، تو اسے پہلے ایروبک آکسیڈیشن کے ذریعے آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ اینوکسک زون میں ڈینیٹریفائی کرنے والے بیکٹیریا کی وجہ الیکٹران ڈونرز کی کمی ڈینیٹریفکیشن کی شرح کو کم کرتی ہے، جو ایس این ڈی کی ڈینیٹریفکیشن کی کارکردگی کو متاثر کر سکتی ہے۔ لہذا، بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے طریقہ کار کو مزید بہتر کرنے کی ضرورت ہے۔
(2) MBBR حیاتیاتی حرکت پذیر بستر میں بیک وقت نائٹریفیکیشن، ڈینیٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کا طریقہ کار
MBBR ایک اعلی کارکردگی والا نئی قسم کا ری ایکٹر ہے جو معطل شدہ نمو کے فعال سلج طریقہ اور منسلک نمو کے بائیو فلم طریقہ کو یکجا کرتا ہے۔ بنیادی ڈیزائن کا اصول یہ ہے کہ معلق فلرز کو پانی کے قریب ایک مخصوص کشش ثقل کے ساتھ براہ راست شامل کیا جائے اور مائکروجنزموں کی سرگرمی کے طور پر ری ایکشن ٹینک میں پانی میں معطل کیا جا سکتا ہے۔ کیریئر، معطل شدہ فلر سیوریج کے ساتھ بار بار رابطے میں ہوسکتا ہے، اور بائیو فلم (فلم ہینگ) آہستہ آہستہ فلر کی سطح پر بڑھتی ہے، جو آلودگی، تحلیل شدہ آکسیجن اور بائیو فلم کے بڑے پیمانے پر منتقلی کے اثر کو مضبوط کرتی ہے، یعنی ایم بی بی آر ہے۔ جسے "موبائل بائیولوجیکل فلم" کہا جاتا ہے۔ جھلی۔ SND میکانزم پر اب تک کی تحقیق کی بنیاد پر، مائیکرو ماحولیات اور حیاتیاتی نظریہ کے ساتھ مل کر، MBBR بائیو فلم میں SND کے ممکنہ رد عمل کے طریقے ایروبک امونیا آکسیڈائزنگ بیکٹیریا، نائٹریٹ آکسیڈائزنگ بیکٹیریا اور ایروبک ڈینیٹریفکیشن ہیں جو بائیو فلیم کی تہہ میں تقسیم ہوتے ہیں۔ یہ بیکٹیریا ایناموکس بیکٹیریا، آٹوٹروفک نائٹرائٹ بیکٹیریا اور بائیولوجیکل اینوکسک پرت میں تقسیم ہونے والے ڈینائٹریفائنگ بیکٹیریا کے ساتھ تعاون کرتے ہیں اور آخر کار ڈینیٹریفیکیشن کا مقصد حاصل کرتے ہیں۔
ایم بی بی آر ایریشن ٹینک میں ہوا کے اخراج اور پانی کے بہاؤ کے اٹھانے والے اثر پر انحصار کرتا ہے تاکہ کیریئر کو فلوائزڈ حالت میں بنایا جا سکے، اس طرح معطل شدہ ایکٹیویٹڈ سلج اور منسلک بائیو فلم بنتا ہے، جو منسلک اور معطل شدہ دونوں جانداروں کے فوائد کو پورا کرتا ہے۔ یہ نہ صرف میکروسکوپک اور مائکروسکوپک ایروبک اور اینیروبک ماحول فراہم کرتا ہے، بلکہ آٹوٹروفک نائٹریفائنگ بیکٹیریا، ہیٹروٹروفک ڈینائٹریفائنگ بیکٹیریا اور ہیٹروٹروفک بیکٹیریا کے درمیان ڈی او تنازعات اور کاربن سورس کے تنازعات کو بھی حل کرتا ہے۔ لہذا، MBBR نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے دو عملوں کے متحرک توازن کو محسوس کر سکتا ہے، اور بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے لیے بہت اچھی شرائط رکھتا ہے، اور ایم بی بی آر بیک وقت نائٹریفیکیشن، ڈینیٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کا احساس کر سکتا ہے۔
ایم بی بی آر بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے عوامل کو متاثر کرتا ہے۔
ایم بی بی آر میں بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن حاصل کرنے کے لیے کلیدی ٹیکنالوجی ایم بی بی آر میں نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کے حرکیاتی توازن کو کنٹرول کرنا ہے، اور آٹوٹروفک نائٹریفائنگ بیکٹیریا اور ہیٹروٹروفک بیکٹیریا کے درمیان ڈی او تنازعہ کو حل کرنا ہے، اور کاربن سورس کے تنازعہ کو ڈینائٹریفائنگ بیکٹیریا اور ہیٹرو ٹروپفیریا کے درمیان حل کرنا ہے۔ وغیرہ، لہذا کنٹرول کے اہم عوامل ہیں: کاربن نائٹروجن کا تناسب، تحلیل شدہ آکسیجن کا ارتکاز، درجہ حرارت اور پی ایچ۔
(1) MBBR طریقہ پر فلرز کا اثر
MBBR طریقہ کار کی تکنیکی کلید حیاتیاتی فلرز میں ہے جن کی مخصوص کشش ثقل پانی کے قریب ہے، اور جو ہلکی سی حرکت میں پانی کے ساتھ آزادانہ طور پر حرکت کرنے میں آسان ہیں۔ عام طور پر فلر پولی تھیلین پلاسٹک سے بنا ہوتا ہے۔ ہر کیریئر کی شکل ایک چھوٹا سلنڈر ہے جس کا قطر 10mm اور اونچائی 8mm ہے۔ سلنڈر میں کراس سپورٹ اور بیرونی دیوار پر پھیلے ہوئے عمودی پنکھے ہیں۔ فلر کا کھوکھلا حصہ پورے حجم کا 0.95 فیصد ہے۔ ، یعنی پانی اور فلر سے بھرے کنٹینر میں، ہر فلر میں پانی کا حجم 95 فیصد ہے۔ فلر کی گردش اور کنٹینر کے کل حجم کو مدنظر رکھتے ہوئے، فلر کے بھرنے کے تناسب کو کیریئر کے زیر قبضہ جگہ کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ بہترین مکسنگ اثر حاصل کرنے کے لیے، فلر کا بھرنے کا تناسب زیادہ سے زیادہ 0.7 ہے۔ نظریاتی طور پر، فلر کا کل مخصوص سطحی رقبہ حیاتیاتی کیریئر کے فی یونٹ حجم کے مخصوص سطحی علاقوں کی تعداد سے بیان کیا جاتا ہے، جو عام طور پر 700m2/m3 ہوتا ہے۔ جب بائیو فلم کیریئر کے اندر بڑھتی ہے تو، مخصوص سطح کے علاقے کا اصل مؤثر استعمال تقریباً 500m2/m3 ہوتا ہے۔
اس قسم کا حیاتیاتی فلر فلر کے اندر مائکروجنزموں کی نشوونما کے لیے موزوں ہے، جو نسبتاً مستحکم بائیو فلم بناتا ہے، اور اس کی سیال حالت بنانا آسان ہے۔ جب پری ٹریٹمنٹ کے تقاضے کم ہوں یا سیوریج میں ریشے دار مادے کی ایک بڑی مقدار ہوتی ہے، مثال کے طور پر، میونسپل سیوریج ٹریٹمنٹ میں بنیادی تلچھٹ ٹینک کا استعمال نہیں کیا جاتا ہے یا جب پیپر میکنگ گندے پانی کو ٹریٹ کیا جاتا ہے جس میں فائبر کی ایک بڑی مقدار ہوتی ہے، حیاتیاتی فلر کے ساتھ ایک چھوٹا سا مخصوص سطح کا علاقہ اور ایک بڑا سائز استعمال کیا جاتا ہے۔ جب بہتر پری ٹریٹمنٹ ہو یا نائٹریفیکیشن کے لیے، ایک بڑے مخصوص سطح کے علاقے کے ساتھ حیاتیاتی فلر استعمال کیا جاتا ہے۔
(2) MBBR طریقہ پر تحلیل شدہ آکسیجن (DO) کا اثر
DO ارتکاز ایک بڑا محدود عنصر ہے جو بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن کو متاثر کرتا ہے۔ ڈی او ارتکاز کو کنٹرول کرنے سے، بائیو فلم کے مختلف حصے ایک ایروبک زون یا اینوکسک زون بنا سکتے ہیں، جس میں بیک وقت نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن حاصل کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ جسمانی حالات.
نظریاتی طور پر، جب DO کا ارتکاز بہت زیادہ ہوتا ہے، DO بائیو فلم کے اندر گھس سکتا ہے، جس سے اندر ایک اینوکسک زون بنانا مشکل ہو جاتا ہے، اور امونیا نائٹروجن کی ایک بڑی مقدار نائٹریٹ اور نائٹریٹ میں آکسائڈائز ہو جاتی ہے، جس سے اخراج TN اب بھی زیادہ ہو جاتا ہے۔ . اس کے برعکس، اگر DO کا ارتکاز بہت کم ہے تو، انیروبک زون کا ایک بڑا حصہ بائیو فلم کے اندر بن جائے گا، اور بائیو فلم کی ڈینیٹریفیکیشن کی صلاحیت کو بڑھایا جائے گا (نائٹریٹ اور نائٹریٹ کی ارتکاز بہت کم ہے۔ )، لیکن DO، MBBR کی ناکافی سپلائی کی وجہ سے اس عمل کا نائٹریفیکیشن اثر کم ہو جاتا ہے، جس سے اخراج میں امونیا نائٹروجن کا ارتکاز بڑھ جاتا ہے، جس سے اخراج کے TN میں اضافہ ہوتا ہے، جو حتمی علاج کے اثر کو متاثر کرتا ہے۔
تحقیق کے ذریعے، شہری گھریلو سیوریج DO کے علاج کے لیے MBBR طریقہ کار کی ایک بہترین قیمت آخر کار حاصل کی جاتی ہے: جب DO کا ارتکاز 2 mg/L سے زیادہ ہوتا ہے، DO کا MBBR کے نائٹریفیکیشن اثر پر بہت کم اثر پڑتا ہے، اور امونیا نائٹروجن کے اخراج کی شرح میں اضافہ ہو سکتا ہے۔ 97 فیصد -99 فیصد فیصد تک پہنچ جائیں، امونیا نائٹروجن کو 1 سے کم رکھا جا سکتا ہے۔{4}}mg/L; جب DO بڑے پیمانے پر ارتکاز تقریباً 1۔{6}}mg/L ہے، امونیا نائٹروجن کے اخراج کی شرح تقریباً 84 فیصد ہے، اور بہنے والے امونیا نائٹروجن کی حراستی میں نمایاں اضافہ ہوا ہے۔ اس کے علاوہ، ایریشن ٹینک میں ڈی او بہت زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ بہت زیادہ تحلیل شدہ آکسیجن نامیاتی آلودگیوں کو بہت تیزی سے گلنے کا سبب بن سکتی ہے، جس سے مائکروجنزموں میں غذائی اجزاء کی کمی ہوتی ہے، فعال کیچڑ عمر میں آسان ہوتا ہے، اور ساخت ڈھیلی ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، DO بہت زیادہ ہے اور ضرورت سے زیادہ توانائی کی کھپت اقتصادی طور پر موزوں نہیں ہے۔
چونکہ MBBR طریقہ بنیادی طور پر معطل شدہ فلرز کے ذریعے سیوریج کے حتمی علاج کا ادراک کرتا ہے، اس لیے معطل شدہ فلرز پر DO کا اثر بھی علاج کے مجموعی نتائج کی کلید ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ ری ایکٹر کی آکسیجن کی صلاحیت ایک خاص حد کے اندر معطل فلر کے بھرنے کی شرح میں اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ ہوا بازی کے عمل کے تحت، پانی کو فلر کے ساتھ مل کر مائع کیا جاتا ہے، اور پانی کے بہاؤ کی ہنگامہ خیزی فلر کے بغیر اس سے زیادہ ہوتی ہے، جو گیس مائع انٹرفیس کی تجدید اور آکسیجن کی منتقلی کو تیز کرتی ہے، اور شرح میں اضافہ کرتی ہے۔ آکسیجن کی منتقلی. جیسے جیسے فلر کی مقدار میں اضافہ ہوتا ہے، فلر، ہوا کے بہاؤ اور پانی کے بہاؤ کے درمیان کٹنگ ایکشن اور ہنگامہ خیز کارروائی مضبوط ہوتی رہتی ہے۔ تاہم، جب فلر کی مقدار 60 فیصد ہو جاتی ہے، تو پانی میں فلر کا فلوائزیشن اثر خراب ہو جاتا ہے، اور پانی کے جسم میں ہنگامہ خیزی کی ڈگری بھی کم ہو جاتی ہے، جس سے آکسیجن کی ترسیل کی شرح اور آکسیجن کے استعمال کی شرح کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، پانی کے معیار کی مختلف اقسام کے لیے، DO کی مقدار کو کنٹرول کرنا پورے عمل کے حتمی علاج کے نتائج کے لیے بہت ضروری ہے۔
MBBR کیا ہے؟
MBBR عمل بائیو فلم کے طریقہ کار کے بنیادی اصول پر مبنی ہے۔ ری ایکٹر میں معلق کیریئر کی ایک خاص مقدار کو شامل کرنے سے، ری ایکٹر میں بایوماس اور حیاتیاتی انواع میں اضافہ ہوتا ہے، اس طرح ری ایکٹر کی پروسیسنگ کی کارکردگی میں بہتری آتی ہے۔ چونکہ فلر کی کثافت پانی کے قریب ہے، یہ ہوا کے دوران پانی میں مکمل طور پر گھل مل جاتا ہے، اور مائکروبیل کی افزائش کا ماحول گیس، مائع اور ٹھوس تھری فیز ہے۔
پانی میں کیریئر کا تصادم اور مونڈنا ہوا کے بلبلوں کو چھوٹا بناتا ہے اور آکسیجن کے استعمال کی شرح کو بڑھاتا ہے۔ اس کے علاوہ، ہر کیریئر کے اندر اور باہر مختلف حیاتیاتی انواع ہوتے ہیں، جس میں کچھ اینیروبک بیکٹیریا یا فیکلٹیٹو بیکٹیریا اندر بڑھتے ہیں، اور ایروبک بیکٹیریا باہر ہوتے ہیں، تاکہ ہر کیریئر ایک مائیکرو ری ایکٹر ہو، تاکہ نائٹریفیکیشن ری ایکشن اور ڈینیٹریفیکیشن ری ایکشن ایک ساتھ رہیں، اس طرح پروسیسنگ اثر کو بہتر بناتا ہے۔ .