অ্যানোক্সিক-অ্যারোবিক (AO) বর্জ্য জল শোধন প্রক্রিয়াগুলির নাইট্রোজেন অপসারণের দক্ষতা কীভাবে উন্নত করা যায়

AO ডিনাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়ার মূল হল দুটি পর্যায়ের ক্রমিক অপারেশন: অ্যানোক্সিক এবং অ্যারোবিক। নাইট্রোজেন রূপান্তর এবং অপসারণ অণুজীবের synergistic কর্মের মাধ্যমে অর্জন করা হয়। নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া তিনটি ধাপে বিভক্ত করা যেতে পারে:

অ্যামোনিফিকেশন: অ্যানোক্সিক পর্যায়ে (একটি ট্যাঙ্ক, 0.2 mg/L এর চেয়ে কম বা সমান), হেটেরোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া জৈব দূষণকারী, যেমন বর্জ্য জলের প্রোটিন এবং চর্বি থেকে নাইট্রোজেনকে অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনে রূপান্তর করে (NH₃-N)।

নাইট্রিফিকেশন: বায়বীয় পর্যায়ে (O ট্যাঙ্ক, DO=2–4 mg/L), নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া, পর্যাপ্ত অক্সিজেন সরবরাহের অধীনে, অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনকে নাইট্রেট নাইট্রোজেন (NO₃⁻) বা নাইট্রাইট নাইট্রোজেন (NO₂⁻) এ অক্সিডাইজ করে।

ডেনিট্রিফিকেশন: বায়বীয় পর্যায় থেকে নাইট্রিফাইড তরল অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালনের মাধ্যমে অ্যানোক্সিক পর্যায়ে ফিরে আসে। ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া, অ্যানোক্সিক অবস্থার অধীনে, নাইট্রেট নাইট্রোজেনকে নাইট্রোজেন গ্যাসে (N₂) কমিয়ে দেয়, যা পরে বায়ুচলাচলের মাধ্যমে জলের শরীর থেকে নির্গত হয়, ডিনাইট্রিফিকেশন লুপ সম্পূর্ণ করে। এই প্রক্রিয়া নকশা দুটি প্রধান সুবিধা প্রদান করে:

প্রথমত, অ্যারোবিক ট্যাঙ্কের পূর্বে থাকা অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্কের সাহায্যে, বর্জ্য জলে জৈব কার্বন সরাসরি ব্যাকটেরিয়াকে ডিনাইট্রিফাই করার মাধ্যমে ব্যবহার করা যেতে পারে, অ্যারোবিক ট্যাঙ্কের জৈব লোড এবং বাহ্যিক কার্বন উত্সের খরচ উভয়ই হ্রাস করে।

দ্বিতীয়ত, ডিনাইট্রিফিকেশন দ্বারা উত্পন্ন ক্ষারত্ব বায়বীয় ট্যাঙ্কে নাইট্রিফিকেশন দ্বারা ক্ষয়প্রাপ্ত ক্ষারত্বের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়, যা সিস্টেমের pH স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে সহায়তা করে।

যাইহোক, AO প্রক্রিয়ারও উল্লেখযোগ্য ত্রুটি রয়েছে: এর নাইট্রোজেন অপসারণের দক্ষতা বেশি নয়, সাধারণত মাত্র 70-80%, জৈব পদার্থের জন্য 90-95% অপসারণের হার থেকে অনেক কম। তবুও, বেশিরভাগ প্রচলিত বর্জ্য জল প্রকল্পের জন্য, মূল পরামিতিগুলি নিয়ন্ত্রণ করা নাইট্রোজেন অপসারণের দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। উচ্চ-অ্যামোনিয়া-নাইট্রোজেন বর্জ্য জলের জন্য, একটি দুই-পর্যায়ের AO সিরিজের নকশা সাধারণত যথেষ্ট।

MLSS (মিশ্র মদ স্থগিত কঠিন ঘনত্ব): MLSS ঘনত্ব সরাসরি নাইট্রিফাইং এবং ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার সংখ্যাকে প্রভাবিত করে। এটি 3,000 mg/L এর উপরে বজায় রাখার সুপারিশ করা হয়; এই মানের নীচে, সিস্টেমের নাইট্রোজেন অপসারণ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পাবে।

স্লাজ লোডিং (COD/MLSS): নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া হল "ধীরে-বর্ধনশীল ব্যাকটেরিয়া।" জৈব লোড খুব বেশি হলে, হেটেরোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া দ্রুত বৃদ্ধি পাবে, অক্সিজেন এবং পুষ্টির জন্য প্রতিযোগিতা করবে। স্লাজ লোডিং রেট 0.10-0.15 kgCOD/kgMLSS·d এর কম নিয়ন্ত্রণ করার পরামর্শ দেওয়া হয়। এটি এমএলএসএস ঘনত্ব বাড়ানো বা বায়ুচলাচল ট্যাঙ্কের পরিমাণ বৃদ্ধি করে, জৈব লোড হ্রাস করে এবং নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াকে প্রসারিত করার জন্য পর্যাপ্ত স্থান প্রদান করে অর্জন করা যেতে পারে।

স্লাজ এজ: নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার ন্যূনতম নির্দিষ্ট বৃদ্ধির হার মাত্র 0.21/d, হেটেরোট্রফিক ব্যাকটেরিয়ার 1.2/d থেকে অনেক কম। নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াকে প্রভাবশালী প্রজাতিতে পরিণত করতে, স্লাজের বয়স অবশ্যই 4.76 দিনের বেশি হতে হবে। যাইহোক, ঐতিহ্যগত সক্রিয় স্লাজ প্রক্রিয়ার স্লাজ বয়স মাত্র 2-4 দিন, যা নাইট্রিফিকেশন সম্পূর্ণ না হওয়ার একটি মূল কারণ।

অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন লোড: নাইট্রিফিকেশনের জন্য অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন লোড (জৈব নাইট্রোজেন + অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন) 0.05 gTKN/(gMLSS·d) এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। অত্যধিক লোড নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার চিকিত্সা ক্ষমতাকে ছাড়িয়ে যাবে, যার ফলে অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন জমা হবে এবং ডিনাইট্রিফিকেশন বাধাগ্রস্ত হবে।

বায়ুচলাচল ট্যাংক প্রভাবশালী কার্বন উৎস: যদি প্রভাবশালী BOD₅ ঘনত্ব খুব বেশি হয় (80 mg/L এর বেশি), হেটারোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া প্রসারিত হবে, অক্সিজেনের জন্য নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার সাথে প্রতিযোগিতা করবে, এইভাবে নাইট্রিফিকেশন বাধা দেবে। অতএব, নাইট্রিফিকেশন ট্যাঙ্কে প্রবেশকারী BOD₅ 80 mg/L এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন।

C/N অনুপাত: সম্পূর্ণ ডিনাইট্রিফিকেশন নিশ্চিত করার জন্য, C/N অনুপাত অবশ্যই 4 থেকে 6 এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। যদি কার্বনের উৎস অপর্যাপ্ত হয়, তাহলে ডিনাইট্রিফিকেশন সম্পূর্ণভাবে এগিয়ে যেতে পারে না এবং নাইট্রেট নাইট্রোজেন থেকে যাবে, যার ফলে বর্জ্য পদার্থে উচ্চ মোট নাইট্রোজেন ঘনত্ব থাকবে।

প্রভাবশালী অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন ঘনত্ব: নাইট্রিফিকেশনের উপর অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন ঘনত্বের প্রভাব একটি "উত্থান তারপর পতন" প্রবণতা দেখায়। কম ঘনত্বে, ক্রমবর্ধমান ঘনত্বের সাথে প্রতিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়। যাইহোক, যখন পৌরসভার বর্জ্য জলে অ্যারোবিক ট্যাঙ্কের সামনের প্রান্তে অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনের ঘনত্ব 100 mg/L ছাড়িয়ে যায় এবং শিল্প বর্জ্য জলে 150 mg/L ছাড়িয়ে যায়, তখন নাইট্রিফিকেশন বাধাপ্রাপ্ত হবে। উচ্চ-অ্যামোনিয়া-নাইট্রোজেন বর্জ্য জলের জন্য (যেমন জলজ চাষের বর্জ্য এবং ল্যান্ডফিল লিচেট), প্রাথমিক প্রভাবক ঘনত্ব পুনঃসঞ্চালন তরলীকরণের মাধ্যমে হ্রাস করা যেতে পারে।

অভ্যন্তরীণ পুনঃপ্রবর্তন অনুপাত (নাইট্রিফিকেশন লিকুইড রিসার্কুলেশন): একটি উচ্চতর পুনঃসঞ্চালন অনুপাত একটি উচ্চ ডিনাইট্রিফিকেশন হারের ফলে, কিন্তু বিদ্যুতের খরচও বাড়িয়ে দেয়। এটি সাধারণত 300-500% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং বর্জ্য মোট নাইট্রোজেন ডেটার উপর ভিত্তি করে সূক্ষ্ম-টিউন করা যেতে পারে। মোট নাইট্রোজেন বেশি হলে পুনঃসঞ্চালন অনুপাত যথাযথভাবে বাড়ানো যায়। যদি অপারেটিং খরচ খুব বেশি হয়, তবে মানগুলি পূরণ করার সময় এটি হ্রাস করা যেতে পারে।

নাইট্রিফিকেশন ট্যাঙ্কে দ্রবীভূত অক্সিজেন (DO): নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া হল "বায়বীয় ব্যাকটেরিয়া," এবং পর্যাপ্ত অক্সিজেন নাইট্রিফিকেশনের পূর্বশর্ত। এটি 2 এবং 4 mg/L এর মধ্যে DO বজায় রাখার সুপারিশ করা হয়। তাত্ত্বিকভাবে, NH₄⁺ এর 1 গ্রাম অক্সিডাইজ করার জন্য 4.57 গ্রাম অক্সিজেন প্রয়োজন। DO 2 mg/L এর নিচে নেমে গেলে, নাইট্রিফিকেশন প্রতিক্রিয়া উল্লেখযোগ্যভাবে ধীর হয়ে যাবে।

হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (HRT): একটি সম্পূর্ণ প্রতিক্রিয়ার জন্য পর্যাপ্ত ধারণ সময় অপরিহার্য। নাইট্রিফিকেশনের জন্য এইচআরটি 6 ঘন্টার বেশি হওয়া উচিত এবং ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য এটি 3:1 অনুপাত সহ 2 ঘন্টা হওয়া উচিত। অন্যথায়, নাইট্রোজেন অপসারণের দক্ষতা দ্রুত হ্রাস পাবে।

pH এবং ক্ষারত্ব: নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়ার জন্য সর্বোত্তম pH হল 8.0-8.4, এবং ব্যাকটেরিয়া ডিনাইট্রিফাই করার জন্য, এটি 6.5-7.5। এই রেঞ্জগুলি থেকে pH বিচ্যুতিগুলি মাইক্রোবায়াল কার্যকলাপকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করবে। তদুপরি, 1 গ্রাম অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনের সম্পূর্ণ নাইট্রিফিকেশনের জন্য 7.1 গ্রাম ক্ষারত্বের প্রয়োজন হয় (CaCO₃ হিসাবে গণনা করা হয়), যখন ডিনাইট্রিফিকেশন দ্বারা উত্পাদিত ক্ষারত্ব প্রায় অর্ধেক ক্ষতিপূরণ দিতে পারে। যদি ক্ষারত্ব অপর্যাপ্ত হয়, তাহলে পিএইচ ড্রপ এবং নাইট্রিফিকেশন প্রতিরোধের জন্য তা দ্রুত পূরন করা প্রয়োজন (যেমন, সোডিয়াম কার্বনেট যোগ করে)।

তাপমাত্রা: তাপমাত্রা সরাসরি জীবাণু কার্যকলাপ প্রভাবিত করে. নাইট্রিফিকেশনের জন্য সর্বোত্তম তাপমাত্রা হল 20-30 ডিগ্রি, এবং এটি প্রায় 5 ডিগ্রির নিচে থেমে যায়। ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য সর্বোত্তম তাপমাত্রা হল 20-40 ডিগ্রি, এবং হার দ্রুত 15 ডিগ্রির নিচে নেমে যায়। শীতকালীন অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের সময়, স্লাজের বয়স বৃদ্ধি করে, লোড কমিয়ে এবং হাইড্রোলিক ধরে রাখার সময় বাড়ানোর মাধ্যমে ডিনাইট্রিফিকেশন হার বজায় রাখতে হবে।

লবণাক্ততা: অত্যধিক লবণাক্ততা মাইক্রোবিয়াল কোষের ঝিল্লির ক্ষতি করে এবং অক্সিজেন স্থানান্তরকে প্রভাবিত করে, এইভাবে নাইট্রিফিকেশন বাধা দেয়। স্বাভাবিক অবস্থায়, ক্লোরিন ঘনত্ব 2,000 mg/L এর কম হলে নাইট্রিফিকেশন স্বাভাবিকভাবে এগিয়ে যেতে পারে। যদি প্রভাবক স্থিতিশীল হয়, লবণ-সহনশীল ব্যাকটেরিয়া 5,000 mg/L এর ক্লোরিন ঘনত্বেও অপারেশন করার অনুমতি দেওয়ার জন্য চাষ করা যেতে পারে। দ্রষ্টব্য: লবণাক্ততার ওঠানামা উচ্চ লবণাক্ততার চেয়ে বেশি বিপজ্জনক, কারণ তারা সহজেই স্লাজের ক্ষতির দিকে নিয়ে যেতে পারে।

বিষাক্ত এবং ক্ষতিকারক পদার্থ: ভারী ধাতু, ফেনোলস, থিওরিয়া, মুক্ত অ্যামোনিয়া, অ্যান্টিবায়োটিক ইত্যাদি, নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াকে সরাসরি মেরে ফেলতে পারে বা তাদের এনজাইমের কার্যকলাপকে বাধা দিতে পারে। এই পদার্থ ধারণকারী বর্জ্য জল চিকিত্সা করার সময়, pretreatment (যেমন জমাট, অবক্ষেপণ, এবং শোষণ) অপরিহার্য, এবং জৈবিক চিকিত্সা ট্যাঙ্কে বিষাক্ত এবং ক্ষতিকারক পদার্থের প্রবর্তন কঠোরভাবে নিষিদ্ধ করা উচিত।

আপনি আমাদের ওয়েবসাইটে অন্যান্য পণ্য ব্রাউজ করতে পারেন. আপনার কোন প্রশ্ন থাকলে আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন. আমরা আশা করি এই তথ্য আপনার বর্জ্য জল চিকিত্সার জন্য সহায়ক হবে.