【व्यावहारिक गाइड】शॉर्ट-कट नाइट्रिफिकेशन सिस्टम कैसे विकसित करें

शॉर्ट-कट नाइट्रिफिकेशन, जो अपशिष्ट जल उपचार में कुशल नाइट्रोजन हटाने के लिए एक प्रमुख प्रक्रिया है, अमोनिया-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया (एओबी) को चुनिंदा रूप से समृद्ध करने के सिद्धांत पर काम करता है, जबकि नियंत्रित पर्यावरणीय परिस्थितियों और परिचालन मापदंडों के माध्यम से नाइट्राइट-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया (एनओबी) की गतिविधि को रोकता है। यह प्रक्रिया अमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्राइट में निर्देशित रूपांतरण प्राप्त करती है। कम ऊर्जा खपत, कम प्रतिक्रिया चक्र और न्यूनतम क्षारीयता आवश्यकताओं जैसे लाभों के साथ, स्थिर और कुशल प्रक्रिया संचालन सुनिश्चित करने के लिए मानकीकृत खेती महत्वपूर्ण है। मुख्य तकनीकी बिंदु इस प्रकार हैं:

1. टीकाकरण कीचड़ की स्क्रीनिंग और अनुकूलन

टीकाकरण कीचड़ की गुणवत्ता सीधे शॉर्ट-कट नाइट्रिफिकेशन की स्टार्टअप दक्षता निर्धारित करती है। नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र वातन टैंक सक्रिय कीचड़ या अनुकूलित शॉर्ट-कट नाइट्रिफाइंग कीचड़ को प्राथमिकता दी जानी चाहिए, जिसमें कीचड़ बसने का अनुपात (SV30) 20%-30% पर बनाए रखा जाए और MLSS सांद्रता 3000-5000 mg/L के बीच हो, यह सुनिश्चित करते हुए कि कोई महत्वपूर्ण गंध न हो और अच्छी बसने की क्षमता हो। टीकाकरण की मात्रा रिएक्टर के प्रभावी आयतन का 15%-20% पर नियंत्रित की जानी चाहिए। टीकाकरण के बाद, अनुकूलन चरण शुरू करें: प्रारंभिक अंतर्वाह अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता को 50-80 mg/L पर सेट करें, 0.1-0.2 kg NH4+-N/(m³·d) की आयतनी लोडिंग दर बनाए रखें। एक बार अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर 70% से ऊपर स्थिर हो जाने पर, अंतर्वाह अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता को साप्ताहिक रूप से 20%-30% तक धीरे-धीरे बढ़ाएं जब तक कि डिजाइन लोड तक न पहुंच जाए, जिससे ढाल अनुकूलन के माध्यम से एओबी की पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमता और चयापचय गतिविधि में वृद्धि हो सके।

2. पैरामीटर नियंत्रण

(1) तापमान नियंत्रण

एओबी के लिए इष्टतम वृद्धि तापमान 25-35°C है, जहां इसकी अमोनिया ऑक्सीकरण दर एनओबी की तुलना में काफी अधिक है। खेती के दौरान, रिएक्टर के तापमान में उतार-चढ़ाव को ±1°C के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए, जिसे निरंतर-तापमान जल स्नान या हीटिंग जैकेट जैसे उपकरणों का उपयोग करके बनाए रखा जा सकता है। जब तापमान 15°C से नीचे गिर जाता है, तो एओबी गतिविधि के बाधित होने के कारण प्रक्रिया की विफलता को रोकने के लिए अंतर्वाह लोड को उचित रूप से कम किया जाना चाहिए।

(2) घुली हुई ऑक्सीजन (डीओ) विनियमन

शॉर्ट-कट नाइट्रिफिकेशन के लिए प्रमुख नियंत्रण बिंदुओं में से एक कम-ऑक्सीजन वातावरण बनाए रखना है, जिसमें घुली हुई ऑक्सीजन (डीओ) सांद्रता को 0.5-1.0 mg/L पर सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। सटीक डीओ विनियमन वातन तीव्रता को समायोजित करके प्राप्त किया जाता है (कम-तीव्रता निरंतर या रुक-रुक कर वातन मोड का उपयोग करके)। कम-ऑक्सीजन वातावरण एरोबिक नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया (एनओबी) के प्रसार को महत्वपूर्ण रूप से रोकता है, जबकि अमोनिया-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया (एओबी) की सूक्ष्म-एरोबिक चयापचय आवश्यकताओं को पूरा करता है। यदि एक बायोफिल्म रिएक्टर का उपयोग किया जाता है, तो बायोफिल्म के भीतर अवायवीय सूक्ष्म वातावरण एओबी के चयनात्मक संवर्धन को और बढ़ा सकता है।

(4) पोषक तत्वों का अनुपात

अंतर्वाह को एओबी वृद्धि के लिए पोषण संबंधी आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, जिसमें नाइट्रोजन-से-फॉस्फोरस (एन:पी) अनुपात 10:1 पर नियंत्रित किया जाता है। इसके अतिरिक्त, मैग्नीशियम, आयरन और मैंगनीज जैसे ट्रेस तत्वों को पूरक किया जाना चाहिए (सांद्रता अधिमानतः 0.1 से 1.0 mg/L तक होती है) ताकि एओबी चयापचय के लिए आवश्यक कोफ़ेक्टर समर्थन प्रदान किया जा सके। अंतर्वाह में उच्च सांद्रता में जहरीले या हानिकारक पदार्थों (जैसे, भारी धातुएं, एंटीबायोटिक्स, आदि) से बचना चाहिए ताकि माइक्रोबियल गतिविधि के अपरिवर्तनीय अवरोध को रोका जा सके।

III. खेती प्रक्रिया की निगरानी और विनियमन

खेती की अवधि के दौरान, अंतर्वाह और बहिर्वाह में अमोनिया नाइट्रोजन, नाइट्राइट नाइट्रोजन और नाइट्रेट नाइट्रोजन की सांद्रता को दैनिक रूप से मापने के लिए एक नियमित निगरानी तंत्र स्थापित किया जाना चाहिए, साथ ही पीएच, घुली हुई ऑक्सीजन (डीओ), तापमान, क्षारीयता और अन्य मापदंडों की निगरानी करना।

प्रारंभिक चरण (1-2 सप्ताह) में, ध्यान अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर और कीचड़ बसने की क्षमता पर होना चाहिए। यदि अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर 50% से कम है, तो वर्तमान लोड को तब तक बनाए रखा जाना चाहिए जब तक कि माइक्रोबियल समुदाय अनुकूल न हो जाए।

परिवर्तन चरण (2-4 सप्ताह) के दौरान, प्राथमिक चिंता नाइट्राइट संचय दर (NO2--N/(NO2--N+NO3--N)) की निगरानी करना है। जब संचय दर 80% या उससे अधिक पर स्थिर हो जाती है, तो लोड को धीरे-धीरे बढ़ाया जा सकता है।

स्थिर चरण (4-6 सप्ताह) में, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि नाइट्राइट संचय दर ≥90% हो और अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर ≥85% हो, जो यह दर्शाता है कि शॉर्टकट नाइट्रिफिकेशन प्रणाली एक परिपक्व स्थिति में पहुंच गई है।

यदि खेती प्रक्रिया के दौरान एनओबी का अत्यधिक प्रसार (नाइट्रेट नाइट्रोजन सांद्रता में निरंतर वृद्धि) होता है, तो एनओबी गतिविधि को रोकने के लिए तापमान बढ़ाना (30-35°C तक), वातन समय कम करना, या अल्पकालिक भुखमरी (1-2 दिनों के लिए अंतर्वाह रोकना) जैसे उपाय किए जा सकते हैं। यदि एओबी गतिविधि घटती है, तो यह जांचना आवश्यक है कि क्या पीएच, डीओ और तापमान जैसे पैरामीटर इष्टतम सीमा से विचलित होते हैं, उन्हें तुरंत समायोजित करें, और पोषक तत्वों की आपूर्ति करें।

IV. स्थिर प्रक्रिया संचालन सुनिश्चित करने के उपाय

एक बार शॉर्ट-कट नाइट्रिफिकेशन प्रणाली परिपक्व हो जाने के बाद, स्थिर परिचालन मापदंडों को बनाए रखना और अंतर्वाह लोड, तापमान, पीएच और अन्य कारकों में भारी उतार-चढ़ाव से बचना आवश्यक है। MLSS सांद्रता को 3000-6000 mg/L की सीमा के भीतर रखने के लिए नियमित कीचड़ निर्वहन लागू किया जाना चाहिए, जिससे कीचड़ का बढ़ना रोका जा सके। जब अंतर्वाह गुणवत्ता में महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं, तो माइक्रोबियल समुदायों को अनुकूलन के लिए समय देने के लिए एक क्रमिक लोड समायोजन दृष्टिकोण अपनाया जाना चाहिए। मानकीकृत खेती प्रक्रियाओं और सटीक परिचालन नियंत्रण के माध्यम से, शॉर्ट-कट नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया का स्थिर और कुशल संचालन प्राप्त किया जा सकता है, जो बाद के विनाइट्रीकरण या एनैमोक्स प्रक्रिया एकीकरण के लिए आधार तैयार करता है।