बायोफिल्म प्रक्रिया, संपर्क ऑक्सीकरण, एमबीबीआर और बीएएफ के बीच अंतर

## 1. बायोफिल्म प्रक्रिया एक एकल टैंक नहीं है, बल्कि बायोमास प्रतिधारण मोड है

सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया में, सूक्ष्मजीव मुख्य रूप से पानी में निलंबित फ्लेक्स में मौजूद होते हैं, और सिस्टम के अंदर बायोमास को बनाए रखने के लिए कीचड़ वापसी को अपनाया जाता है।सूक्ष्मजीव भरने की सतह पर चिपके रहते हैं, फ़िल्टर माध्यम या अन्य वाहक। वाहक सीधे उपचार क्षमता को बढ़ाने के बजाय निवास स्थान के रूप में कार्य करते हैं।बायोफिल्म को बंद करना और स्लॉच करना माइक्रोबियल उपनिवेश के लिए उपलब्ध वास्तविक प्रभावी क्षेत्र को निर्धारित करता है।.

विघटित ऑक्सीजन और सब्सट्रेट ग्रेडिएंट बायोफिल्म के पार रेडियल रूप से बनते हैं। बाहरी परत ऑक्सीजन और कार्बनिक पदार्थ तक आसानी से पहुंचती है,जबकि आंतरिक परत में एनोक्सिक या यहां तक कि एनेरोबिक स्थितियां विकसित हो सकती हैंइस प्रकार, बायोफिल्म्स धीमी गति से बढ़ने वाले सूक्ष्मजीवों को बनाए रखने के लिए अनुकूल हैं और सिस्टम को एक निश्चित सीमा के भीतर लोड उतार-चढ़ाव और परिवर्तनीय पानी की गुणवत्ता का सामना करने में सक्षम बनाते हैं।,मोटी बायोफिल्म्स बेहतर प्रदर्शन की गारंटी नहीं देती हैं। अत्यधिक मोटी बायोफिल्म्स द्रव्यमान हस्तांतरण प्रतिरोध को बढ़ाती हैं और उम्र बढ़ने के बाद बड़े टुकड़ों में छील सकती हैं।

**मुख्य निष्कर्ष**: बायोफिल्म प्रक्रिया एक व्यापक श्रेणी है; संपर्क ऑक्सीकरण, एमबीबीआर और बीएएफ इस सिद्धांत को लागू करने वाले रिएक्टर कॉन्फ़िगरेशन हैं।

## 2. संपर्क ऑक्सीकरण: फिक्स्ड फिलर्स; वायु वितरण और हाइड्रोलिक्स पर इंजीनियरिंग प्रदर्शन हिंग्स

संपर्क ऑक्सीकरण के लिए एरेशन टैंकों के अंदर फिक्स्ड या सस्पेंड फिलर लगाए जाते हैं। अपशिष्ट जल फिलर के माध्यम से बहता है, जबकि एरेशन ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है और उथल-पुथल पैदा करता है।इस प्रक्रिया में संलग्न बायोमास और निलंबित बायोमास की एक निश्चित मात्रा दोनों शामिल हैं, जिसमें सरल विन्यास और लचीली अनुवर्ती क्षमता है।

एक आम तौर पर कम आंकने वाला मुद्दा भराव क्षेत्र के भीतर अंतर्निहित असमान प्रवाह वितरण है। खराब वायु वितरण मृत क्षेत्रों का निर्माण करता है; फिलामेंटस जीव,उम्र बढ़ने वाली बायोफिल्म और प्रभावित सस्पेंडेड ठोस पदार्थ उलझने और बंद होने का कारण बनते हैं।अत्यधिक घने भरने वाले प्रवाह चैनलों को संकुचित करते हैं और रखरखाव स्थान को कम करते हैं। संपर्क ऑक्सीकरण की डिजाइन प्राथमिकता भरने की खुराक को अधिकतम नहीं करना है, बल्कि प्रभावी सतह क्षेत्र के अनुरूप है,टैंक में परिसंचरण, ऑक्सीजन की आपूर्ति, स्कूरिंग तीव्रता और बाद में ठोस-तरल पृथक्करण।

## 3. एमबीबीआर: चलती वाहक ️ तरलता स्थिर उपचार के बराबर नहीं है

मूविंग बेड बायोफिल्म रिएक्टर (एमबीबीआर) में, विशेष निलंबित वाहक प्रतिक्रिया टैंकों में जोड़े जाते हैं।और स्क्रीनिंग सीवेज रिएक्टर के अंदर वाहक बनाए रखते हैं. फिक्स्ड फिलर की तुलना में, एमबीबीआर काफी हद तक इंटीग्रल फिलर मॉड्यूल के बड़े पैमाने पर अवरुद्ध होने से बचता है और प्रति यूनिट टैंक वॉल्यूम उच्च संलग्न बायोमास बनाए रखता है। यह व्यापक रूप से टैंक के लिए लागू होता है,बढ़ी हुई नाइट्रिफिकेशन और बढ़ी हुई झटका भार प्रतिरोध.

एमबीबीआर के मुख्य मापदंडों में वाहक भरने का अनुपात, संरक्षित प्रभावी सतह क्षेत्र, वाहक द्रवता की स्थिति, छानने की दर और अवरोधन विरोधी उपाय शामिल हैं।वायुकरण से ऑक्सीजन की मांग और तरलता की आवश्यकता दोनों पूरी होती हैयदि वाहक कोनों में जमा हो जाते हैं, तो नाममात्र भरने का अनुपात अर्थहीन हो जाता है। सीवे को बंद करने से पानी का स्तर बढ़ जाता है, ओवरफ्लो और यहां तक कि संरचनात्मक क्षति भी होती है।एमबीबीआर आम तौर पर सीधे स्पष्ट अपशिष्ट का उत्पादन नहीं कर सकता है; स्लोफ्ड बायोफिलम और इन्फ्लुएंट सस्पेंडेड सॉलिड्स को बाद में सेडिमेंटेशन, फ्लोटेशन या फिल्टरेशन इकाइयों के माध्यम से हटाने की आवश्यकता है।

**डिजाइन नोट**: वाहक के नाममात्र विशिष्ट सतह क्षेत्रफल वास्तविक प्रभावी द्रव्यमान हस्तांतरण क्षेत्रफल की जगह नहीं ले सकते।

## 4. BAF: बायोरिएक्टर और फिल्टर दोनों के रूप में कार्य करता है

बायोलॉजिकल एरेटेड फिल्टर (बीएएफ) एक निश्चित बिस्तर बनाने के लिए दानेदार फिल्टर मीडिया को अपनाता है। अपशिष्ट जल फिल्टर बिस्तर के माध्यम से फैलता है, और एरेशन बिस्तर के अंदर ऑक्सीजन वितरित करता है।फिल्टर माध्यमों से जुड़े सूक्ष्मजीव कार्बनिक प्रदूषकों को नष्ट करते हैं और नाइट्रिफिकेशन प्राप्त करते हैंसंपर्क ऑक्सीकरण और एमबीबीआर से अलग, बीएएफ एक कॉम्पैक्ट, उच्च भार वाले फिल्टर बेड के भीतर जैविक उपचार और निस्पंदन जोड़ता है।

इस तरह के कॉम्पैक्ट होने के साथ ही इसके स्पष्ट नुकसान भी होते हैं। फंसे हुए ठोस पदार्थ और जमा हुई बायोफिल्म लगातार सिर के झड़ने को बढ़ाती हैं, जिससे समय-समय पर बैकवॉशिंग की आवश्यकता होती है।अपर्याप्त बैकवॉशिंग तीव्रता के कारण बिस्तर compaction और शॉर्ट सर्किट प्रवाह होता हैअत्यधिक तीव्रता से अत्यधिक बायोमास को धोया जा सकता है। बैकवाश अपशिष्ट जल को समाप्त नहीं किया जाता है, लेकिन फ्रंट-एंड प्रक्रिया या समर्पित उपचार सुविधाओं में बदल दिया जाता है,प्रवाह दर और प्रदूषक भार में वृद्धि उत्पन्न करना.

## 5. चार प्रक्रियाओं के लिए मानक तुलनात्मक ढांचा

संपर्क ऑक्सीकरण और बीएएफ दोनों स्थिर वाहक अपनाते हैं। संपर्क ऑक्सीकरण खुले टैंकों में भराव संपर्क पर निर्भर करता है,जहां तक बीएएफ ने अंतर्निहित निलंबित ठोस अवरोधन क्षमता के साथ दानेदार फिल्टर बेड का उपयोग किया है. एमबीबीआर में स्क्रीनिंग सिटों द्वारा बनाए रखे गए स्वतंत्र रूप से मोबाइल वाहक का उपयोग किया जाता है। संपर्क ऑक्सीकरण और एमबीबीआर के लिए आमतौर पर बाद में ठोस-तरल पृथक्करण इकाइयों की आवश्यकता होती है।बीएएफ अपने दम पर पर्याप्त निलंबित ठोस पदार्थों को रोक सकता है, फिर भी इसके लिए बैकवॉशिंग सिस्टम में निवेश और सिर के नुकसान का निरंतर प्रबंधन आवश्यक है।

एमबीबीआर मौजूदा टैंक के आधुनिकीकरण और नाइट्रिफिकेशन में सुधार के लिए फायदे प्रदान करता है।संपर्क ऑक्सीकरण सीमित परिचालन प्रबंधन और सरल लेआउट आवश्यकताओं के साथ छोटे पैमाने पर परियोजनाओं के लिए एक व्यावहारिक विकल्प बना हुआ हैबीएएफ के कॉम्पैक्ट फायदे तभी पूरी तरह से महसूस किए जा सकते हैं जब साइट सीमित हो, प्रभावशाली पूर्व उपचार पर्याप्त हो और विश्वसनीय बैकवॉशिंग की गारंटी हो।अंतिम प्रक्रिया चयन प्रभावशाली एसएस पर निर्भर करता है, जैवविघटनशीलता, जल तापमान, अमोनिया नाइट्रोजन लोड, अपशिष्ट मानक, रखरखाव बंद व्यवस्था और कीचड़-पानी उपचार प्रणालियों का समन्वय।

** परिचालन समस्या निवारण**: एमबीबीआर वाहक के खराब द्रवत्व की जांच हवा वितरण, तरल स्तर, भरने के अनुपात और पानी के स्तर के अंतर को जांचकर की जानी चाहिए।

## 6. भरने के मापदंडों से परे ∙ तीन महत्वपूर्ण द्रव्यमान संतुलन

1. **ऑक्सीजन बैलेंस**: कार्बोनेटेड ऑक्सीकरण, नाइट्रिफिकेशन के साथ-साथ द्रव या स्क्रूरिंग के लिए ऊर्जा की खपत को शामिल करता है;
2. **ठोस पदार्थ संतुलन**: प्रभावशाली एसएस, फैली हुई कीचड़ और स्लोफ्ड बायोफिल्म के भाग्य को ट्रैक करता है;
3. **हाइड्रोलिक बैलेंस**: पीक प्रवाह, सिर हानि, बैकवॉश पानी की मात्रा और पुनः परिसंचरण प्रवाह द्वारा प्रेरित प्रभाव की जांच करता है.

एक पूर्ण प्रक्रिया तुलना केवल नाममात्र विशिष्ट सतह क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित नहीं कर सकती है, कम तापमान नाइट्रिफिकेशन प्रदर्शन, वाहक तरलता,बैकवॉश अपशिष्ट जल प्रबंधन और ठोस-तरल पृथक्करण.

**सीमागत नोट**: बीएएफ के लिए द्वितीयक तलछट टैंकों को छोड़ने से बचाई गई जगह अक्सर बैकवॉशिंग सिस्टम और बैकवॉश अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं के पदचिह्न द्वारा ऑफसेट की जाती है।

निष्कर्षः विकल्प केवल भराव के बारे में नहीं है, बल्कि पूरे ऑपरेटिंग सिस्टम के बारे में है

बायोफिलम प्रक्रिया की ताकत स्थिर बायोमास प्रतिधारण में निहित है; इसकी चुनौतियां द्रव्यमान हस्तांतरण की सीमाओं, बायोफिलम को ढीला करने, बंद करने और संलग्न सूक्ष्मजीवों द्वारा लाए गए सफाई से उत्पन्न होती हैं।संपर्क ऑक्सीकरण के बीच कोई पूर्ण श्रेष्ठ या निम्न विकल्प मौजूद नहीं हैएक बार वाहक स्थिति, गैस-तरल प्रवाह पैटर्न, ठोस मार्ग और रखरखाव व्यवस्था का व्यवस्थित रूप से मानचित्रण हो जाने के बाद, सबसे उपयुक्त प्रक्रिया स्पष्ट हो जाएगी।