A²/O प्रक्रिया का व्यापक रूप से उपयोग तब किया जाता है जब अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र को जैविक रूप से नाइट्रोजन और फास्फोरस दोनों को हटाने की आवश्यकता होती है।
पहली नज़र में, प्रक्रिया सरल दिखती है: अपशिष्ट जल द्वितीयक स्पष्टीकरण में प्रवेश करने से पहले एक अवायवीय क्षेत्र, एक एनोक्सिक क्षेत्र और एक एरोबिक क्षेत्र से होकर बहता है।
हालाँकि, व्यवहार में, इन क्षेत्रों के बीच पाइपिंग और रीसायकल प्रवाह प्रक्रिया को कार्यान्वित करते हैं।
सभी महत्वपूर्ण प्रवाह एक ही कार्य नहीं कर रहे हैं। इन्फ्लुएंट कार्बनिक पदार्थ और पोषक तत्वों को लाता है, आंतरिक पुनर्चक्रण नाइट्रेट को एनोक्सिक क्षेत्र में वापस ले जाता है, और वातन एरोबिक क्षेत्र में ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है।
इन प्रवाहों को समझने से यह समझना बहुत आसान हो जाता है कि A²/O संयंत्र कैसे संचालित होता है।
1. प्रभावशाली प्रवाह: जहां प्रक्रिया शुरू होती है
एक पारंपरिक A²/O संयंत्र में, सामान्य अपशिष्ट जल प्रवाह आम तौर पर होता है:
मोटे स्क्रीनिंग → बारीक स्क्रीनिंग → ग्रिट हटाना → वितरण अच्छी तरह से → प्रभावशाली मुख्य → एनारोबिक टैंक
अपशिष्ट जल के जैविक उपचार चरण में प्रवेश करने से पहले हेडवर्क्स बड़े ठोस पदार्थों और गंदगी को हटा देता है।
एक वितरण कुएं में एक इनलेट वाल्व, फ्लो मीटर और अन्य नियंत्रण उपकरण शामिल हो सकते हैं। ये ऑपरेटरों को जैविक प्रक्रिया में प्रवेश करने वाले प्रभावशाली प्रवाह की निगरानी और विनियमन करने की अनुमति देते हैं।
अवायवीय टैंक पारंपरिक A²/O व्यवस्था में पहला जैविक क्षेत्र है। जैविक फॉस्फोरस हटाने के लिए यह महत्वपूर्ण है क्योंकि फॉस्फोरस जमा करने वाले जीवों (पीएओ) को फॉस्फोरस छोड़ने और आसानी से बायोडिग्रेडेबल कार्बन लेने के लिए उपयुक्त अवायवीय स्थितियों की आवश्यकता होती है।
इस कारण से, सामान्य प्रभावशाली प्रवाह सीधे अनॉक्सी या एरोबिक क्षेत्र के बजाय अवायवीय क्षेत्र की ओर निर्देशित होता है। पारंपरिक A²/O प्रक्रिया के बारे में EPA के विवरण में प्रभावशाली को अवायवीय क्षेत्र में प्रवेश करते हुए, उसके बाद एनोक्सिक और एरोबिक क्षेत्रों में प्रवेश करते हुए दिखाया गया है।
इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक पोषक तत्व हटाने वाले संयंत्र में बिल्कुल एक जैसी हाइड्रोलिक व्यवस्था होती है। संशोधित प्रक्रियाएँ विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन और रीसायकल स्ट्रीम का उपयोग कर सकती हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि पाइपिंग व्यवस्था का उपयोग की जा रही जैविक प्रक्रिया से मेल खाना चाहिए।
आपातकालीन बाईपास
कुछ संयंत्रों में रखरखाव, उपकरण विफलता या अन्य असामान्य स्थितियों के लिए बाईपास पाइपिंग भी होती है।
बाईपास एक आपातकालीन या रखरखाव व्यवस्था है, सामान्य जैविक प्रक्रिया का हिस्सा नहीं है। अपशिष्ट जल को बाईपास किया जा सकता है, संग्रहित किया जा सकता है या किसी अन्य उपचार चरण में ले जाया जा सकता है या नहीं यह संयंत्र के डिजाइन और स्थानीय निर्वहन आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।
2. अवायवीय क्षेत्र: फॉस्फोरस हटाने के लिए सही परिस्थितियाँ बनाना
अवायवीय क्षेत्र में बहुत कम या कोई घुलनशील ऑक्सीजन नहीं होती है और इसका उद्देश्य पीएओ द्वारा फॉस्फोरस रिलीज के लिए अनुकूल परिस्थितियां प्रदान करना है।
रिटर्न एक्टिवेटेड स्लज (आरएएस) सामान्यतः द्वितीयक स्पष्टीकरण से अवायवीय क्षेत्र के शीर्ष पर लौटाया जाता है, जहां यह आने वाले अपशिष्ट जल के साथ मिल जाता है।
प्रभाव में आसानी से बायोडिग्रेडेबल कार्बन यहां विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
पीएओ आसानी से बायोडिग्रेडेबल कार्बन लेने और इसे इंट्रासेल्युलर कार्बन यौगिकों के रूप में संग्रहीत करने के लिए इंट्रासेल्युलर पॉलीफॉस्फेट से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करते हैं। इस अवायवीय अवस्था के दौरान फॉस्फेट को तरल में छोड़ा जाता है।
बाद में, एरोबिक {{0}और कुछ प्रणालियों में एनोक्सिक -स्थितियों में, पीएओ फिर से फॉस्फोरस लेते हैं। जब फॉस्फोरस से भरपूर बायोमास अंततः सिस्टम से बर्बाद हो जाता है, तो फॉस्फोरस अपशिष्ट सक्रिय कीचड़ के साथ उपचार प्रक्रिया छोड़ देता है।
तो अवायवीय क्षेत्र केवल हवा के बिना एक टैंक नहीं है। यह जैविक फास्फोरस निष्कासन तंत्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
3. एनोक्सिक जोन: जहां विनाइट्रीकरण होता है
अवायवीय क्षेत्र के बाद मिश्रित शराब अनॉक्सी क्षेत्र में प्रवेश करती है।
एनोक्सिक ज़ोन को विनाइट्रीकरण के लिए डिज़ाइन किया गया है। एरोबिक ज़ोन के विपरीत, इसमें वातन वायु की आपूर्ति नहीं की जाती है। इसके बजाय, मिश्रित शराब को निलंबित रखने के लिए आम तौर पर मिक्सर का उपयोग किया जाता है।
लेकिन नाइट्रेट कहाँ से आता है?
यहीं पर आंतरिक पुनरावर्तन रेखा महत्वपूर्ण हो जाती है।
एरोबिक क्षेत्र से नाइट्रिफाइड मिश्रित शराब का एक हिस्सा एनोक्सिक क्षेत्र में वापस पंप किया जाता है:
एरोबिक टैंक → आंतरिक रीसायकल पंप → एनोक्सिक टैंक
पुनर्चक्रित मिश्रित शराब में नाइट्रीकरण के दौरान उत्पादित नाइट्रेट होता है।
एनोक्सिक क्षेत्र में, सूक्ष्मजीव नाइट्रेट को नाइट्रोजन गैस में कम करने के लिए उपलब्ध बायोडिग्रेडेबल कार्बन का उपयोग करते हैं।
मूल नाइट्रोजन-हटाने का क्रम है:
अमोनिया → नाइट्रीकरण → नाइट्रेट → आंतरिक पुनर्चक्रण → विनाइट्रीकरण → नाइट्रोजन गैस
यह आंतरिक पुनर्चक्रण पारंपरिक A²/O प्रक्रिया की परिभाषित विशेषताओं में से एक है।
4. आंतरिक पुनर्चक्रण: अधिक हमेशा बेहतर नहीं होता
एनोक्सिक क्षेत्र में पर्याप्त नाइट्रेट लौटाने के लिए आंतरिक रीसायकल प्रवाह इतना बड़ा होना चाहिए, लेकिन ऐसा कोई एकल रीसायकल अनुपात नहीं है जो हर पौधे के लिए सही हो।
डिज़ाइन और परिचालन स्थितियों के आधार पर, आंतरिक रीसायकल दरें प्रभावशाली प्रवाह के एक से कई गुना तक हो सकती हैं।
उदाहरण के लिए,प्रभावशाली प्रवाह का 100%-400%व्यवहार में सामना किया जा सकता है, लेकिन वास्तविक परिचालन बिंदु को किसी निश्चित नियम के बजाय संयंत्र की प्रक्रिया आवश्यकताओं से निर्धारित किया जाना चाहिए।
महत्वपूर्ण कारकों में शामिल हैं:
प्रभावशाली नाइट्रोजन भार
बायोडिग्रेडेबल सीओडी उपलब्धता
नाइट्रेट सांद्रता
आवश्यक प्रवाह टीएन
अनॉक्सी-ज़ोन आयतन
घुलित ऑक्सीजन कैरीओवर
पम्पिंग ऊर्जा
जैविक फॉस्फोरस-हटाने का प्रदर्शन
पुनर्चक्रण दर में वृद्धि का मतलब स्वचालित रूप से बेहतर नाइट्रोजन निष्कासन नहीं है। एक बार जब प्रक्रिया में एनोक्सिक क्षेत्र में पर्याप्त नाइट्रेट स्थानांतरण हो जाता है, तो ऊर्जा की खपत में वृद्धि करते हुए अतिरिक्त पंपिंग से थोड़ा लाभ मिल सकता है।
इसलिए पुनर्चक्रण को वास्तविक संयंत्र प्रदर्शन के आधार पर समायोजित किया जाना चाहिए।
5. एरोबिक क्षेत्र: नाइट्रीकरण और फास्फोरस ग्रहण
मिश्रित शराब फिर एरोबिक क्षेत्र में प्रवेश करती है।
यह वह जगह है जहां जैविक प्रतिक्रियाओं का समर्थन करने के लिए ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है जैसे:
नाइट्रीकरण
कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीकरण
एरोबिक फास्फोरस ग्रहण
वातन प्रणाली में सामान्यतः निम्न शामिल होते हैं:
ब्लोअर → मुख्य एयर हेडर → ब्रांच एयर पाइपिंग → वातन उपकरण
आमतौर पर बढ़िया -बबल डिफ्यूज़र का उपयोग किया जाता है, हालांकि अन्य वातन प्रणालियां भी संभव हैं।
आवश्यक घुलित ऑक्सीजन (डीओ) सांद्रता को बनाए रखने के लिए अलग-अलग टैंकों या डिब्बों में वायु प्रवाह को समायोजित किया जा सकता है।
बहुत कम ऑक्सीजन नाइट्रीकरण को सीमित कर सकती है। हालाँकि, बहुत अधिक वातन आवश्यक रूप से फायदेमंद नहीं है। अत्यधिक वातन ऊर्जा की खपत को बढ़ा सकता है और कुछ परिचालन स्थितियों के तहत जैविक फास्फोरस हटाने के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। A²/O प्रणालियों पर अनुसंधान ने अत्यधिक वातन स्थितियों के तहत जैविक फास्फोरस हटाने में गिरावट की भी सूचना दी है।
इसलिए लक्ष्य केवल यथासंभव अधिक हवा की आपूर्ति करना नहीं है। लक्ष्य पूरी प्रक्रिया के दौरान उपयुक्त परिस्थितियों को बनाए रखते हुए आवश्यक जैविक प्रतिक्रियाओं के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन प्रदान करना है।
6. एरोबिक टैंक से सेकेंडरी क्लेरिफायर तक
जैविक उपचार के बाद, मिश्रित शराब द्वितीयक स्पष्टीकरण में प्रवाहित होती है।
एक विशिष्ट व्यवस्था है:
एरोबिक टैंक → प्रवाह चैनल → माध्यमिक स्पष्टीकरण
जहां संयंत्र की हाइड्रोलिक प्रोफ़ाइल इसकी अनुमति देती है, वहां इस प्रवाह को स्थानांतरण पंप के बजाय गुरुत्वाकर्षण द्वारा संचालित किया जा सकता है।
द्वितीयक स्पष्टीकरण उपचारित पानी से जैविक ठोस पदार्थों को अलग करता है।
फिर जमे हुए कीचड़ को दो महत्वपूर्ण धाराओं में विभाजित किया जाता है:
वापसी सक्रिय कीचड़ (आरएएस)→ जैविक प्रक्रिया में लौट आये
अपशिष्ट सक्रिय कीचड़ (WAS)→ सिस्टम से हटा दिया गया
साफ़ किया गया पानी डाउनस्ट्रीम उपचार या निर्वहन की ओर जारी रहता है।
7. A²/O प्रक्रिया वास्तव में विभिन्न प्रवाहों की एक प्रणाली है
केवल टैंकों को देखने से A²/O संयंत्र सीधा प्रतीत हो सकता है।
लेकिन जैविक प्रक्रिया एक साथ काम करने वाले कई प्रवाहों पर निर्भर करती है:
प्रभावशाली:सिस्टम में अपशिष्ट जल और बायोडिग्रेडेबल कार्बन लाता है।
आरएएस:सक्रिय कीचड़ और पीएओ को जैविक प्रक्रिया में लौटाता है।
आंतरिक रीसायकल:नाइट्रेट युक्त मिश्रित शराब को अनॉक्सी ज़ोन में लौटाता है।
वातन वायु:एरोबिक ज़ोन में ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है।
था:अतिरिक्त बायोमास और फॉस्फोरस से भरपूर ठोस पदार्थों को हटा देता है।
प्रत्येक प्रवाह का एक अलग उद्देश्य होता है।
यही कारण है कि A²/O ऑपरेशन केवल सही टैंक वॉल्यूम बनाए रखने के बारे में नहीं है। हाइड्रोलिक कनेक्शन, रीसायकल दरें, ऑक्सीजन आपूर्ति और कीचड़ बर्बादी सभी को एक साथ काम करना होगा।
अपशिष्ट जल उपचार में, पाइपिंग प्रक्रिया का हिस्सा है। यह निर्धारित करता है कि कार्बन, नाइट्रेट, बायोमास और ऑक्सीजन कहां जाते हैं {{1}और यह अंततः नाइट्रोजन और फास्फोरस हटाने को प्रभावित करता है।