آپ کا MBBR میڈیا دو ہفتوں میں بائیو فلم کیوں نہیں کر سکتا؟
اور ہمارے بایومیڈیا کو جلدی سے بایوفلم کیسے بنایا جائے؟
منجانب: کوڑی جنٹائی
پوسٹ کی تاریخ: 29 اپریل 2022
پوسٹ ٹیگز:
MBBR یا MBBR ٹیکنالوجی کیا ہے؟ ایم بی بی آر گندے پانی کی صفائی کا ایک موثر طریقہ ہے جس میں کیچڑ کی کم مقدار اور سادہ آپریشن اور انتظام ہے۔ اس آرٹیکل میں بنیادی طور پر یہ تعارف کرایا گیا ہے کہ بایومیڈیا بعض اوقات مختلف پہلوؤں جیسے ایم بی بی آر سسٹم کے اصول اور تشکیل کو متاثر کرنے والے عوامل سے بائیو فلم کیوں نہیں بنا سکتا۔
ایم بی بی آر میڈیا مائکروجنزموں کو ایم بی بی آر کیریئر کی سطح سے منسلک کرنا اور بائیو فلم بنانا ہے۔ جب گندا پانی کیریئر کی سطح سے بہتا ہے، تو گندے پانی میں موجود نامیاتی مادہ اور تحلیل شدہ آکسیجن بائیو فلم کے اندر پھیل جاتی ہے۔ جھلی کے اندر موجود مائکروجنزم آکسیجن کی موجودگی میں نامیاتی مادے پر گلنے والے میٹابولزم اور آرگنزم انابولزم کو انجام دیتے ہیں، جب کہ گلنے والی میٹابولائٹس بائیو فلم سے پانی کے مرحلے اور ہوا میں پھیل جاتی ہیں، اس طرح گندے پانی میں نامیاتی مادے کی کمی ہوتی ہے۔
مضمون کا خاکہ
● MBBR عمل کا اصول (ہنگنگ عمل)
● MBBR بائیو فلم کو متاثر کرنے والے عوامل
1. MBBR بائیو کیریئر سطح کی خصوصیات
2. معطل مائکروبیل حراستی
3. معطل مائکروجنزموں کی سرگرمی
● MBBR بایوفلمڈ کے عمل میں عوامل کو متاثر کرنا
1. بائیو کیریئر فلم پھانسی کے عمل میں فورسز
2. کیریئر کی سطح کی ہائیڈرو فیلیسیٹی کا اثر
3. فلم ہینگ رویے پر درجہ حرارت کا اثر
4. MBBR کیریئر کے مخصوص سطح کے رقبے اور سطح کی کھردری کا اثر بائیوفیلم آسنجن کارکردگی پر۔
ایم بی بی آر میڈیا میں، نامیاتی آلودگی، تحلیل شدہ آکسیجن اور مختلف ضروری غذائی اجزاء کو پہلے مائع مرحلے سے بایوفلم کی سطح تک پھیلانا چاہیے، اور پھر بائیو فلم کے اندرونی حصے میں، اور صرف آلودگی پھیلانے والے مادوں کو سطح یا بائیو فلم کے اندر پھیلایا جا سکتا ہے۔ بائیوفیلم کے اندر مائکروجنزموں کے ذریعہ گلنا اور تبدیل ہونا ، اور آخر میں مختلف میٹابولائٹس تشکیل دیتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ایم بی بی آر میڈیا میں، مائکروجنزموں کو کیریئر پر متحرک کیا جاتا ہے، اس طرح ایس آر ٹی اور ایچ آر ٹی (ہائیڈرولک برقرار رکھنے کا وقت) کی علیحدگی کو حاصل کیا جاتا ہے، جو سست پھیلاؤ کی شرح کے ساتھ مائکروجنزموں کی افزائش اور تولید کو قابل بناتا ہے۔ لہذا، MBBR میڈیا ایک مستحکم اور متنوع مائکروبیل ماحولیاتی نظام ہے۔
◆ جنٹائی ایم بی بی آر پروسیس فلو ڈایاگرام
MBBR عمل کا اصول (ہنگنگ میمبرنس عمل)
Characklis کے مطابق، Liu et al. مائکروبیل فلم کی تشکیل عام طور پر چار مراحل سے گزرتی ہے:ایم بی بی آر کیریئر کی سطح میں ترمیم,الٹنے والا منسلکہ, ناقابل واپسی منسلک, اور بائیو فلم کی تشکیل.
مخصوص وضاحت مندرجہ ذیل ہے: ایم بی بی آر کیریئر پر لٹکنے والی مائکروبیل فلم کو دو مراحل میں تقسیم کیا جاسکتا ہے:مائکروبیل جذباورقبضے کی ترقی.
پانی کے جسم میں کیریئر کو شامل کرنے کے بعد،یہ سب سے پہلےجذب کی مدت میں داخل ہوتا ہے۔ کچھ مائکروجنزم اور فلیمینٹس مواد کیریئر کی سطح سے منسلک ہیں، اور وہ جگہ جہاں زیادہ مواد منسلک ہوتے ہیں اکثر کیریئر کا مقعر حصہ ہوتا ہے، جو پانی کے بہاؤ سے آسانی سے نہیں کاٹتا ہے۔اس وقت، معطلی میں مائکروجنزم بڑی مقدار میں بڑھتے ہیں اور ایک زیادہ واضح کیچڑ کی تہہ ظاہر ہوتی ہے۔
ناقابل واپسی منسلک ہونے کے بعد، مائکروجنزم کیریئر کی سطح پر نسبتاً مستحکم نشوونما کا ماحول حاصل کرتے ہیں، اور کیرئیر پر جذب ہونے والے کیچڑ میں موجود مائکروجنزم جلد ہی کافی آکسیجن کی فراہمی اور سبسٹریٹ کی حالت میں بڑھنا شروع کر دیتے ہیں۔
ثقافت کے پالنے کے وقت کی نشوونما کے ساتھ، کیریئر کی سطح پر اگنے والی بائیو فلم بھی تیزی سے بڑھی، آہستہ آہستہ پوری کیریئر کی سطح کو ڈھانپ لیا اور گاڑھا ہونا شروع ہو گیا۔ تاہم، بائیو فلم کی نشوونما یکساں نہیں تھی، کیریئر کے زیادہ نمایاں حصوں میں، بائیو فلم پتلی تھی، جب کہ مقعر کے حصے کافی خوشحال کالونیوں میں اضافہ کرتے تھے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ہائیڈروڈینامک قینچ کا بائیو فلم کی نشوونما پر ایک اہم اثر تھا۔ جیسا کہ زیادہ سے زیادہ بائیو فلمز کیریئرز کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں، کیریئرز کی ظاہری کثافت بتدریج کم ہوتی جاتی ہے اور ہلکی اور آسان ہوتی جاتی ہے، جب کہ زوال پذیر زون میں کیریئرز میں کمی کی شرح آہستہ ہوتی ہے۔
ایریشن ٹینک میں 14 دن کے بعد MBBR میڈیا بائیو فلم
MBBR بائیو فلم کو متاثر کرنے والے عوامل
سے متعلق ہے۔کیریئر کی سطح کی نوعیت(کیرئیر کی سطح کی ہائیڈرو فیلیسیٹی، سطح کا چارج، سطح کی کیمیائی ساخت اور سطح کی کھردری)مائکروجنزموں کی نوعیت(مائکرو آرگنزم پرجاتیوں، ثقافت کے حالات، سرگرمی اور ارتکاز) اورماحولیاتی عوامل(پی ایچ، آئنک طاقت، ہائیڈرولک قینچ، درجہ حرارت، غذائی اجزاء اور مائکروجنزموں اور کیریئر کے درمیان رابطے کا وقت)۔
1. MBBR کیریئر سرفاسی ای پی آرoperties
کیریئر کی سطح چارج کی خاصیت، کھردرا پن، ذرہ سائز اور کیریئر کا ارتکاز براہ راست اس کی سطح پر بائیو فلم کے اٹیچمنٹ اور تشکیل کو متاثر کرتا ہے۔ عام نشوونما کے ماحول میں، مائکروجنزموں کی سطح پر منفی چارج ہوتا ہے۔ کیریئر کی سطح کی کھردری اس کی سطح پر بیکٹیریا کے منسلک اور متحرک ہونے کی سہولت فراہم کرتی ہے۔
① ہموار سطح کے مقابلے میں کیریئر کی سطح کا رقبہ بیکٹیریا اور کیریئر کے درمیان موثر رابطے کے علاقے کو بڑھاتا ہے۔
② کیریئر کی سطح کے کھردرے حصے، جیسے سوراخ اور دراڑیں، چپکنے والے بیکٹیریا کو ہائیڈرولک شیئر فورسز سے بچانے کے لیے ڈھال کا کام کرتے ہیں۔
یہ نتیجہ اخذ کیا گیا تھا کہ چھوٹے پارٹیکل سائز کیریئرز کو بایوفلمز بنانا آسان ہے کیونکہ ان کی کم باہمی رگڑ اور بڑے ذرہ سائز کیریئرز کے مقابلے میں بڑے مخصوص سطح کے رقبے کی وجہ سے۔ اس کے علاوہ، ایم بی بی آر بائیوفیلمڈ کے لیے کیریئر کی حراستی بھی اہم ہے۔
ویگنر نے پایا کہ بہت کم کیریئر ماس ارتکاز پر، یہاں تک کہ بائیو فلم کی موٹائی 295 μm کے ساتھ، ایک مستحکم ہٹانے کی شرح حاصل نہیں کی جا سکتی ہے جب ریفریکٹری گندے پانی کو ایئر لفٹ ری ایکٹر سے ٹریٹ کیا جائے۔ تاہم، 20-30 g/L کی کیریئر کی حراستی میں، یہاں تک کہ اگر صرف 20% کیریئرز کے پاس 75 μn موٹی بائیو فلمیں تھیں، تب بھی ری ایکٹر ایک مستحکم (98%) ہٹانے کی شرح حاصل کرنے کے قابل تھا جس میں COD بوجھ کے ساتھ 58 kg/(m3-d) تک۔
2. معطل مائکروبیل حراستی
عام طور پر، جیسے جیسے معطل مائکروجنزموں کا ارتکاز بڑھتا ہے، سوکشمجیووں اور کیریئر کے درمیان ممکنہ رابطے کا امکان بڑھ جاتا ہے۔ بہت سے مطالعات کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مائکروبیل منسلک کے دوران معطل مائکروجنزموں کی ایک اہم حراستی ہے؛ جیسا کہ مائکروبیل ارتکاز میں اضافہ ہوتا ہے، ارتکاز کے میلان کے ذریعے مائکروبیل ٹرانسپورٹ کو بڑھایا جاتا ہے۔
اہم قیمت سے پہلے، مائکروبیل ٹرانسپورٹ اور مائع مرحلے سے کیریئر کی سطح تک پھیلاؤ کنٹرولنگ مرحلہ ہے؛ ایک بار جب اس اہم قدر سے تجاوز کر جاتا ہے، تو کیریئر کی سطح پر مائکروبیل منسلک اور متحرک ہونا کیریئر کی مؤثر سطح کے علاقے سے محدود ہو جاتا ہے اور یہ معطل مائکروجنزموں کے ارتکاز پر منحصر نہیں رہتا ہے۔ تاہم، اٹیچمنٹ اور متحرک ہونے کے توازن کے بعد، کیریئر کی سطح پر مائکروجنزموں کی مقدار کا تعین مائکروجنزموں اور کیریئر کی سطح کی خصوصیات سے ہوتا ہے۔
3. معطل مائکروجنزموں کی سرگرمی
مائکروبیل سرگرمی کو عام طور پر مائکروجنزموں کی مخصوص شرح نمو (μ) سے بیان کیا جاتا ہے، یعنی فی یونٹ بڑے پیمانے پر مائکروجنزموں کی ترقی اور تولید کی شرح۔ لہذا، بائیوفیلم کی تشکیل کے ابتدائی مراحل پر مائکروبیل سرگرمی کے اثر کا مطالعہ کرتے وقت، معطل مائکروجنزموں کی مخصوص شرح نمو کو کنٹرول کرنا بہت ضروری ہے۔ Bryers et al. نے ظاہر کیا کہ کیریئر کی سطح پر نائٹریفائنگ بیکٹیریا کے اٹیچمنٹ اور فکسیشن کی مقدار اور ابتدائی شرح معطل نائٹریفائنگ بیکٹیریا کی سرگرمی کے متناسب تھی۔
① جب معلق مائکروجنزموں کی حیاتیاتی سرگرمی زیادہ ہوتی ہے، تو ان کی ایکسٹرا سیلولر پولیمورفس کو خارج کرنے کی صلاحیت زیادہ ہوتی ہے۔
② توانائی کی سطح جس پر مائکروجنزم رہ رہے ہیں براہ راست ان کی شرح نمو سے متعلق ہے۔
③ مائکروجنزموں کی سطح کی ساخت ان کی سرگرمی کے مطابق مختلف ہوتی ہے۔
④ کیریئر کے ساتھ مائکروبیل رابطے کا وقت۔
⑤ ہائیڈرولک برقرار رکھنے کا وقت (HRT)۔
⑥ مائع فیز پی ایچ۔
⑦ ہائیڈروڈینامک شیئر فورس۔
ایم بی بی آر بائیوفیلمڈ کے عمل میں اثر انداز کرنے والے عوامل
1. MBBR بائیوفیلمڈ عمل میں فورسز
یہ مائکروجنزموں اور کیریئر کی سطح کے درمیان براہ راست تعامل میں حصہ ڈالتا ہے، اور پورے MBBR بائیوفیلمڈ عمل میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔
2. کیریئر کی سطح کی ہائیڈرو فیلیسیٹی کا اثر
GPUC کیریئر کی سطح ہائیڈرو فیلک گروپس پر مشتمل ہوتی ہے جیسے -OH اور امائیڈ گروپس، اور زیادہ تر مائکروجنزموں میں خود اچھی ہائیڈرو فیلیسیٹی ہوتی ہے، اور کیریئر کی سطح اور مائکروجنزم کی سطح ہائیڈروجن بانڈنگ ڈھانچہ تشکیل دے سکتی ہے۔ اس دوران، ہائیڈرو فیلک کیریئر کی سطح کی آزاد توانائی ہائیڈروفوبک کیرئیر کی سطح سے کم ہے، اور پانی میں موجود مائکروجنزموں کے جذب اور نشوونما کے لیے ہائیڈرو فیلک کیرئیر کی سطح تک پہنچنے کا زیادہ امکان ہوتا ہے۔
3. MBBR بائیوفیلمڈ پر درجہ حرارت کا اثر
ایروبک مائکروجنزموں کے لیے موزوں درجہ حرارت کی حد 10 ~ 35 ڈگری ہے۔ پانی کے درجہ حرارت کا نائٹریفائنگ بیکٹیریا کی نشوونما اور نائٹریفیکیشن کی شرح پر زیادہ اثر پڑتا ہے۔ زیادہ تر نائٹریفائنگ بیکٹیریا کے لیے مناسب نشوونما کا درجہ حرارت 25 ~ 30 ڈگری ہے، جب درجہ حرارت 25 ڈگری سے کم یا 30 ڈگری سے زیادہ ہو تو نائٹریفائنگ بیکٹیریا کی افزائش سست ہو جاتی ہے، 10 ڈگری سے نیچے نائٹریفائنگ بیکٹیریا کی افزائش اور نائٹریفیکیشن نمایاں طور پر سست ہو جاتی ہے۔ .
MBBR بائیوفیلمڈ ٹیسٹ 10 ڈگری، 20 ڈگری اور 35 ڈگری پر کیا گیا تھا، اور فلر کے ساتھ منسلک مائکروجنزموں کی مقدار کو بھی پوری فلم ہینگنگ کے عمل کے دوران ناپا گیا تھا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ: 10 ڈگری پر، MBBR بائیوفیلم آہستہ آہستہ شروع ہوا، اور واضح بائیو فلم کو منسلک کرنے میں 7d کا وقت لگا، اور MBBR بائیوفیلم 21d کے بعد پختہ ہوا، اور منسلک بائیو ماس کی زیادہ سے زیادہ مقدار 2.1 g/L تھی۔ 35 ڈگری پر، ایم بی بی آر میڈیا نے 4 ڈی کے بعد بائیو فلم بنانا شروع کیا، اور ایم بی بی آر بایوفلم پختہ ہوا تقریباً 19 دن کے بعد منسلک بائیو فلم کی زیادہ سے زیادہ مقدار 3.5 جی/ ایل تھی۔ تقریباً 20 ڈگری پر، بائیو فلم 2 ڈی کے بعد بننا شروع ہوئی، اور منسلک بائیو فلم کی زیادہ سے زیادہ مقدار تقریباً 10 دن کے بعد 5.7 جی/ ایل تھی۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ہینگنگ فلم پر درجہ حرارت کا اثر زیادہ واضح نہیں تھا، اور بائیو فلم فلر کی سطح پر 15-30 ڈگری کے اندر بن سکتی تھی، اور ہینگنگ فلم تیزی سے شروع ہوئی۔
درجہ حرارت حیاتیاتی سرگرمی اور میٹابولک صلاحیت کو متاثر کرنے والا ایک اہم عنصر ہے، اور نائٹریفیکیشن ری ایکشن کے عمل پر اس کا اثر بنیادی طور پر نائٹریفائنگ بیکٹیریا کی نشوونما اور حیاتیاتی سرگرمی پر ہوتا ہے۔
حیاتیاتی سرگرمی پر درجہ حرارت کا اثر اس طرح ظاہر ہوتا ہے۔بائیو کیمیکل رد عمل کی شرح پر اثراورآکسیجن کی منتقلی کی شرح پر اثر
Juntai Biofilm MBBR کیریئر میڈیا دو مہینوں میں ایریشن ٹینک میں
4. MBBR کیریئر کے مخصوص سطحی رقبہ اور سطح کی کھردری کا اثر بائیو فلم کی چپکنے والی کارکردگی پر
سطح کا بڑا مخصوص رقبہ اور کھردرا پن کیریئر کی مائکروجنزموں کو پکڑنے کی صلاحیت کو بہتر بناتا ہے۔ بڑی سطح کی کھردری والے کیریئرز میں پانی کے بہاؤ کی دوبارہ تقسیم کی مضبوط صلاحیت ہوتی ہے تاکہ ری ایکٹر میں پانی کے بہاؤ کی کیریئر پر موجود بائیو فلم پر کم شیئر فورس ہو، اور ساتھ ہی ساتھ مائکروجنزموں اور سبسٹریٹ کے درمیان اختلاط اور رابطے کے لیے ایک سازگار اندرونی ماحول فراہم کیا جائے۔ ، جو پیکنگ کی سطح پر بائیو فلم کے جمع ہونے کو فروغ دیتا ہے۔ کھردری سطح میں ہموار سطح سے زیادہ موٹی لیمینر باؤنڈری پرت ہوتی ہے، جو ایک اچھا جامد ہائیڈرو ڈائنامک ماحول فراہم کر سکتی ہے اس طرح منسلک مائکروجنزموں کی نشوونما پر پانی کے بہاؤ کی قینچی کے منفی اثر سے بچتا ہے۔