अपशिष्ट जल उपचार में सक्रिय कीचड़ की भूमिका

अपशिष्ट जल उपचार में सक्रिय कीचड़ की भूमिका जटिल सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र और भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं की एक गतिशील प्रणाली है,और इसके मूल तंत्र का सूक्ष्म चयापचय से लेकर मैक्रो प्रक्रिया स्तर तक गहराई से विश्लेषण किया जा सकता है
 
1, माइक्रोबियल समुदायों का सहयोगात्मक चयापचय तंत्र
 
कार्यात्मक सूक्ष्मजीव समुदायों का पदानुक्रमित विभाजन
 
 
लाभकारी बैक्टीरियल समुदाय: मुख्य रूप से विषमजीव बैक्टीरिया (जैसे Pseudomonas और Zygomycetes) से बना है, जो कार्बनिक पदार्थों के प्राथमिक अपघटन के लिए जिम्मेदार है,बड़े कार्बनिक अणुओं को अवशोषित छोटे अणुओं में हाइड्रोलाइज करने के लिए बाह्यकोशिकीय एंजाइमों का स्राव (जैसे पॉलीसाकारिड → ग्लूकोज), प्रोटीन → अमीनो एसिड) ।
 
- कार्यात्मक सूक्ष्मजीव:
 
- नाइट्राइफायर बैक्टीरिया (नाइट्राइट बैक्टीरिया, नाइट्रेट बैक्टीरिया): एरोबिक परिस्थितियों में, NH-N को NO2− और NO- में ऑक्सीकृत करें।
 
-डेनिट्राइफायर बैक्टीरिया (जैसे स्यूडोमोनास): वे अनायरबिक परिस्थितियों में, एन 2 में NO − को कम करने के लिए इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्बनिक पदार्थ का उपयोग करते हैं।
 
- पॉलीफॉस्फेट जमा करने वाले बैक्टीरिया (जैसे Acinetobacter): Excessive uptake of phosphorus in anaerobic aerobic alternating environments (releasing energy to absorb phosphorus during aerobic conditions and releasing phosphorus to obtain carbon sources during anaerobic conditions).
 
माइक्रोबियल चयापचय में ऊर्जा आवंटन
 
 
-विघटन चयापचय: कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीकरण करता है और ऊर्जा जारी करता है (लगभग 40% एटीपी में परिवर्तित होता है, 60% गर्मी ऊर्जा के रूप में खो जाता है) ।
 
-अनाबोलिज्म: माइक्रोबियल सेल प्रजनन (स्लज उत्पादन) के लिए ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, और शेष ऊर्जा अंतःस्रावी श्वसन के माध्यम से खपत की जाती है।
 
2भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं का प्रबलित प्रभाव
 
अवशोषण फ्लोकुलेशन वर्षा का संबंध प्रभाव
 
 
अवशोषण चरण:सूक्ष्मजीव ईपीएस (अंतरकोशिकीय बहुलक पदार्थों) के चिपचिपे नेटवर्क के माध्यम से कार्बनिक पदार्थों को तेजी से कैप्चर करते हैं (एडसॉर्प्शन दर अपघटन दर से 10 गुना अधिक हो सकती है).
 
-फ्लोक्लेशन तंत्र:
 
-जैविक फ्लोकुलेशन: सूक्ष्मजीवों द्वारा विसर्जित ईपीएस में पॉलीसाकारिड और प्रोटीन फ्लोक के गठन को बढ़ावा देने के लिए जैविक फ्लोकुलेंट्स के रूप में कार्य करते हैं।
 
-चार्ज न्यूट्रलाइजेशन: कोलोइडल सतह पर नकारात्मक आवेश को कम करने और प्रतिकार को कम करने के लिए Ca2+ और Mg2+ आयनों का उपयोग करके।
 
- वर्षा दक्षता: अच्छे फ्लेक्स (SVI=100~150 mL/g) द्वितीयक तलछट टैंक में दलदली जल पृथक्करण प्राप्त करते हैं, और लौटे दलदली की एकाग्रता 3000~5000 mg/l तक पहुंच सकती है।
 
द्रव्यमान हस्तांतरण और प्रसार नियंत्रण
 
 
- विघटित ऑक्सीजन ग्रेडिएंटः एरेशन टैंक में विघटित ऑक्सीजन का असमान वितरण एक सूक्ष्म वातावरण (एरोबिक एनोक्सिक इंटरफेस) बनाता है, जो सिंक्रोनस नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन को बढ़ावा देता है।
 
- सब्सट्रेट फैलाव: जलीय अवस्था से जैविक पदार्थों का माइक्रोबियल कोशिकाओं की सतह पर स्थानांतरण दर अपघटन दक्षता को प्रभावित करता है,जो हलचल की तीव्रता बढ़ाकर अनुकूलित किया जा सकता है.

3, प्रक्रिया मापदंडों के नियंत्रण तर्क
 
प्रमुख नियंत्रण मापदंड
 
 
-स्लज आयु (एसआरटी): सूक्ष्मजीव आबादी संरचना निर्धारित करता है (उदाहरण के लिए, लंबी एसआरटी नाइट्रिफिकेशन बैक्टीरिया के विकास को बढ़ावा देती है, छोटी एसआरटी फिलामेंटस बैक्टीरिया को बाधित करती है) ।
 
-स्लैग लोड (F/M): उच्च लोड (0.3~0.6 kgBOD/kgMLSS · d) कार्बनिक पदार्थ के अपघटन में तेजी लाता है लेकिन आसानी से स्लैग सूजन का कारण बन सकता है; कम लोड (<0.15 kgBOD/kgMLSS · d) नाइट्रिफिकेशन के लिए फायदेमंद है.
 
- रिफ्लक्स अनुपात (R): वायुकरण टैंक की कीचड़ एकाग्रता और उपचार दक्षता को प्रभावित करता है (आमतौर पर 20% ~ 100%) ।
 
विशिष्ट प्रक्रियाओं का अनुकूलन दिशा
 
 
-ए/ओ प्रक्रियाः एनेरोबिक एरोबिक अल्टरनेशन के माध्यम से फास्फोरस को हटाया जाता है, और एनेरोबिक जोन में ओआरपी को -150~-250 एमवी पर नियंत्रित किया जाना चाहिए।
 
- एक 2/O प्रक्रियाः विषाक्तता को बढ़ाने के लिए एनोक्सिक चरण को बढ़ाएं, संतुलित कार्बन स्रोत आवंटन की आवश्यकता होती है (प्राथमिकता विषाक्तता, इसके बाद फास्फोरस हटाने) ।
 
-एसबीआर प्रक्रियाः समय श्रृंखला नियंत्रण के माध्यम से प्राप्त बहु-कार्यात्मक एकीकरण, जिसमें वायुकरण तीव्रता और तलछट समय का अनुकूलन आवश्यक है।
 
4संचालन के दौरान चुनौतियां और सामना करने की रणनीतियाँ
 
सामान्य समस्या विश्लेषण
 
 
-स्लज सूजन: फिलामेंटस बैक्टीरिया का अत्यधिक प्रजनन SVI> 200 mL/g का कारण बनता है, जिसे Fe 3+ जोड़कर या F/M को समायोजित करके रोका जा सकता है।
 
-स्लैग बुढ़ापा: लंबे समय तक कम लोड ऑपरेशन के परिणामस्वरूप फ्लोक्युलेशन होता है, जिसके लिए चयापचय को सक्रिय करने के लिए स्लैग डिस्चार्ज या बढ़े हुए लोड की आवश्यकता होती है।
 
-डेनिट्रिफिकेशन की दक्षता सीमित हैः जब कार्बन स्रोत अपर्याप्त होता है, तो मेथनॉल/सोडियम एसीटेट को पूरक किया जा सकता है, या एसआरटी को बढ़ाने के लिए एमबीआर प्रक्रिया का उपयोग किया जा सकता है।
 
बुद्धिमान नियंत्रण प्रौद्योगिकी
 
 
-ऑनलाइन निगरानीः डीओ, पीएच, ओआरपी सेंसर के माध्यम से प्रक्रिया की स्थिति का वास्तविक समय प्रतिक्रिया।
 
- मॉडल भविष्यवाणीः चयापचय प्रक्रियाओं का अनुकरण करने और वायुकरण और रिफ्लक्स रणनीतियों को अनुकूलित करने के लिए एएसएम (सक्रिय कीचड़ मॉडल) लागू करें।

5, तकनीकी नवाचार और अत्याधुनिक दिशाएं

नई प्रक्रियाओं का विकास

-शॉर्ट रेंज नाइट्रिफिकेशन डेनिट्रिफिकेशनः एनएच-एन को ऑक्सीड करके एनओ 2− और सीधे डेनिट्रिफिकेशन करके 25% एरेशन और 40% कार्बन स्रोत को बचाएं।

- दानेदार कीचड़ प्रौद्योगिकीः मिलीमीटर आकार के कणों के गठन के लिए स्व-एग्लोमेरेशन द्वारा, यह प्रभाव भार का विरोध करने की क्षमता को बढ़ाता है।

संसाधन उपयोग

-अनाएरोबिक स्लाड डाइजेस्टः ऊर्जा वसूली प्राप्त करने के लिए कार्बनिक पदार्थों को बायोगैस में परिवर्तित करना (60% ~ 70% CH4 युक्त) ।

-फॉस्फोरस रिकवरी: पक्षी मल (MgNH 4 PO 4 · 6H 2 O) क्रिस्टलीकरण तकनीक के माध्यम से कीचड़ से धीमी रिलीज़ उर्वरक निकालना।

समापन करना

सक्रिय दलदली प्रणाली माइक्रोबियल चयापचय और भौतिक रसायन प्रक्रियाओं के संयोजन के माध्यम से कार्बनिक खनिजकरण से पोषक तत्व चक्र तक पूर्ण श्रृंखला नियंत्रण प्राप्त करती है।भविष्य के विकास की प्रवृत्ति कम कार्बन और ऊर्जा बचत प्रक्रियाओं पर केंद्रित होगीकार्बन तटस्थता के लक्ष्य के तहत अपग्रेड अपशिष्ट जल उपचार की मांग को पूरा करने के लिए, बुद्धिमान विनियमन और संसाधन वसूली। it is necessary to flexibly adjust process parameters based on water quality characteristics (such as toxic substances in industrial wastewater and metabolic inhibition in low-temperature environments) to ensure stable and efficient operation of the system.