A हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंकएक उन्नत जैविक प्रीट्रीटमेंट इकाई है जिसका व्यापक रूप से नगरपालिका और औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। यह हाइड्रोलिसिस और अम्लीकरण प्रतिक्रियाओं के माध्यम से जटिल कार्बनिक प्रदूषकों को सरल बायोडिग्रेडेबल यौगिकों में परिवर्तित करके अपशिष्ट जल की बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करता है।

कई औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार परियोजनाओं में, कार्बनिक प्रदूषकों का एक बड़ा हिस्सा जटिल मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के रूप में मौजूद होता है जिन्हें पारंपरिक जैविक उपचार प्रणालियों के लिए सीधे नष्ट करना मुश्किल होता है। एक हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण रिएक्टर इन जटिल पदार्थों को छोटे कार्बनिक अणुओं में तोड़ देता है, जिससे सुधार होता हैबीओडी/सीओडी अनुपातऔर बाद की जैविक उपचार प्रक्रियाओं के लिए अधिक अनुकूल परिस्थितियों का निर्माण करना।

पारंपरिक उपचार विधियों की तुलना में, हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण तकनीक कई लाभ प्रदान करती है:

जैविक प्रदूषक जटिलता को कम करता है।

अपशिष्ट जल की बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करता है।

डाउनस्ट्रीम जैविक उपचार की दक्षता को बढ़ाता है।

अपशिष्ट जल की गुणवत्ता और प्रवाह दर में उतार-चढ़ाव के विरुद्ध बफरिंग क्षमता प्रदान करता है।

बाद की प्रक्रियाओं पर उपचार का बोझ कम हो जाता है।

इस कारण से, हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में एक महत्वपूर्ण प्रीट्रीटमेंट तकनीक बन गए हैं, विशेष रूप से उच्च कार्बनिक भार या खराब बायोडिग्रेडेबिलिटी वाले औद्योगिक अपशिष्ट जल के लिए।

हालाँकि, सफल अनुप्रयोग काफी हद तक सही रिएक्टर प्रकार का चयन करने और अपशिष्ट जल विशेषताओं के अनुसार सिस्टम को डिजाइन करने पर निर्भर करता है।

आम इंजीनियरिंग समस्याएं जैसे कीचड़ संचय, हाइड्रोलिक शॉर्ट {{0}सर्किटिंग, कीचड़ वाशआउट, और अस्थिर प्रवाह गुणवत्ता अक्सर अनुचित रिएक्टर चयन या संरचनात्मक विवरणों पर अपर्याप्त ध्यान के कारण होती हैं।

इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले तीन मुख्य प्रकार के हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक में से एक है:

अपफ्लो हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक

प्रत्येक रिएक्टर प्रकार की अलग-अलग संरचनात्मक विशेषताएं, संचालन सिद्धांत, फायदे और अनुप्रयोग परिदृश्य होते हैं।

हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण प्रक्रिया अवायवीय और ऐच्छिक सूक्ष्मजीवों की गतिविधि पर आधारित है।

इस प्रक्रिया में मुख्य रूप से दो चरण शामिल हैं:

2.1 हाइड्रोलिसिस चरण

हाइड्रोलिसिस के दौरान, सूक्ष्मजीव बाह्य कोशिकीय एंजाइमों का स्राव करते हैं जो बड़े कार्बनिक अणुओं को तोड़ते हैं, जिनमें शामिल हैं:

प्रोटीन

कार्बोहाइड्रेट

लिपिड

जटिल कार्बनिक पॉलिमर

ये मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थ छोटे घुलनशील यौगिकों में परिवर्तित हो जाते हैं जैसे:

अमीनो अम्ल

शर्करा

वसायुक्त अम्ल

यह परिवर्तन सूक्ष्मजीवों के लिए प्रदूषक पहुंच में सुधार करता है।

2.2 अम्लीकरण चरण

अम्लीकरण के दौरान, एसिड पैदा करने वाले बैक्टीरिया हाइड्रोलिसिस उत्पादों को निम्न में परिवर्तित करते हैं:

वाष्पशील फैटी एसिड (वीएफए)

कार्बनिक अम्ल

अल्कोहल

हाइड्रोजन

कार्बन डाईऑक्साइड

इन उत्पादों का उपयोग डाउनस्ट्रीम जैविक उपचार सूक्ष्मजीवों के लिए आसान है।

अवायवीय पाचन प्रणालियों के विपरीत, जो मीथेन उत्पादन पर ध्यान केंद्रित करती हैं, हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक का मुख्य उद्देश्य अपशिष्ट जल की बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करना और बाद में उपचार दक्षता को बढ़ाना है।

3.1 अपशिष्ट जल की बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करें

कई औद्योगिक अपशिष्ट जल धाराओं में खराब बायोडिग्रेडेबिलिटी वाले दुर्दम्य कार्बनिक यौगिक होते हैं।

हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण इन पदार्थों को छोटे बायोडिग्रेडेबल अणुओं में परिवर्तित करता है, जिससे जैविक उपचार प्रणालियों की प्रभावशीलता बढ़ जाती है।

एक उच्च बायोडिग्रेडेबिलिटी अनुपात डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं की अनुमति देता है जैसे:

सक्रिय कीचड़ प्रणाली

एमबीबीआर सिस्टम

एसबीआर सिस्टम

बायोफिल्म रिएक्टर

अधिक कुशलता से संचालित करने के लिए.

3.2 सीओडी उपचार भार कम करें

हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण जटिल सीओडी को अधिक बायोडिग्रेडेबल रूपों में बदलने में मदद करता है।

यद्यपि रिएक्टर मुख्य रूप से पूर्ण सीओडी हटाने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, यह सीओडी रूपांतरण दक्षता में सुधार करता है और निम्नलिखित उपचार चरणों में प्रवेश करने वाले कार्बनिक भार को कम करता है।

3.3 शॉक लोडिंग के प्रतिरोध में सुधार

औद्योगिक अपशिष्ट जल में अक्सर उतार-चढ़ाव का अनुभव होता है:

जैविक एकाग्रता

प्रवाह दर

विषैले प्रदूषक

उचित रूप से डिजाइन किया गया हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक बफरिंग क्षमता प्रदान करता है और डाउनस्ट्रीम जैविक प्रक्रियाओं को अचानक होने वाले परिवर्तनों से बचाता है।

3.4 कीचड़ उत्पादन कम करें

एरोबिक उपचार प्रक्रियाओं की तुलना में, हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण कम ऑक्सीजन की स्थिति में संचालित होता है और आम तौर पर कम अतिरिक्त कीचड़ पैदा करता है।

इससे कम करने में मदद मिलती है:

कीचड़ निपटान लागत

कीचड़ प्रबंधन आवश्यकताएँ

कुल परिचालन व्यय

हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण रिएक्टरों को उनकी हाइड्रोलिक स्थितियों, मिश्रण विधियों और बायोमास प्रतिधारण रणनीतियों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।

तीन मुख्य डिज़ाइनों पर नीचे चर्चा की गई है।

सिंहावलोकन

अपफ्लो हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक अपनी सरल संरचना, कम परिचालन लागत और विश्वसनीय प्रदर्शन के कारण वर्तमान में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला रिएक्टर प्रकार है।

इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

नगर निगम अपशिष्ट जल उपचार

खाद्य प्रसंस्करण अपशिष्ट जल

कपड़ा अपशिष्ट जल

कागज निर्माण अपशिष्ट जल

सामान्य औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार

काम के सिद्धांत

अपशिष्ट जल निचली वितरण प्रणाली के माध्यम से रिएक्टर में प्रवेश करता है और एक निलंबित कीचड़ कंबल के माध्यम से ऊपर की ओर बहता है।

उर्ध्व प्रवाह के दौरान:

अपशिष्ट जल उच्च सांद्रता वाले वैकल्पिक कीचड़ के संपर्क में आता है।

निलंबित ठोस पदार्थ बरकरार रहते हैं।

हाइड्रोलाइटिक बैक्टीरिया जटिल कार्बनिक यौगिकों को नष्ट कर देते हैं।

घुलनशील जैव निम्नीकरणीय पदार्थ उत्पन्न होते हैं।

उपचारित सतह पर तैरनेवाला को ऊपरी भाग से एकत्र किया जाता है और बाद की उपचार इकाइयों में भेज दिया जाता है।

एक अपफ्लो हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक का संरचनात्मक डिजाइन

अपफ्लो हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक आम तौर पर एक को अपनाता हैऊर्ध्वाधर स्तरीकृत रिएक्टर संरचना. नीचे से ऊपर तक, टैंक को चार कार्यात्मक क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है:

निचला जल वितरण क्षेत्र

कीचड़ प्रतिक्रिया क्षेत्र

कीचड़-जल पृथक्करण क्षेत्र

प्रवाह संग्रहण क्षेत्र

स्थिर रिएक्टर संचालन सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक क्षेत्र एक विशिष्ट कार्य करता है।

1. निचला जल वितरण क्षेत्र

निचला वितरण क्षेत्र पूरे रिएक्टर क्रॉस सेक्शन में प्रभावशाली अपशिष्ट जल को समान रूप से वितरित करने के लिए जिम्मेदार है।

सामान्य वितरण विधियों में शामिल हैं:

शाखित छिद्रित पाइप प्रणालियाँ

पल्स जल वितरण प्रणाली

समान प्रवाह वितरण प्राप्त करने के लिए वितरण पाइपों को आमतौर पर नीचे की ओर मुख वाले या कोण वाले नोजल के साथ व्यवस्थित किया जाता है।

वितरण उद्घाटन पर प्रवाह वेग को आम तौर पर नियंत्रित किया जाना चाहिए:

1.8–2.5 m/s

प्रभावी हाइड्रोलिक वितरण को बनाए रखते हुए रुकावट को रोकने के लिए।

टैंक का तल आमतौर पर ढलान के साथ डिज़ाइन किया गया है:

0.5%–1%

और मृत क्षेत्रों और कीचड़ संचय को रोकने के लिए कीचड़ निर्वहन सुविधाओं से सुसज्जित है।

मध्य कीचड़ प्रतिक्रिया क्षेत्र

कीचड़ प्रतिक्रिया क्षेत्र रिएक्टर का मुख्य उपचार क्षेत्र है।

विशिष्ट डिज़ाइन मापदंडों में शामिल हैं:

प्रभावी जल गहराई:4–6 m

हाइड्रोलिक प्रतिधारण समय (एचआरटी):4-8 घंटे

कीचड़ कंबल की मोटाई:2–3 m

कीचड़ सांद्रता:8–12 g/L

इस क्षेत्र में:

अपशिष्ट जल उच्च सांद्रता वाले कीचड़ से संपर्क करता है।

हाइड्रोलाइटिक सूक्ष्मजीव जटिल कार्बनिक पदार्थों को नष्ट कर देते हैं।

निलंबित ठोस पदार्थों को पकड़ लिया जाता है।

बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार हुआ है।

लगातार उपचार प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए एक स्थिर कीचड़ कंबल बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

ऊपरी कीचड़-जल पृथक्करण क्षेत्र

ऊपरी भाग कीचड़ जल पृथक्करण क्षेत्र के रूप में कार्य करता है।

विशिष्ट जल गहराई:

1–1.5 m

जैसे-जैसे ऊपर की ओर प्रवाह का वेग कम होता जाता है, निलंबित कीचड़ कण वापस प्रतिक्रिया क्षेत्र में बस सकते हैं।

यह कम करता है:

कीचड़ हानि

बायोमास वाशआउट

बहिःस्राव निलंबित ठोस सांद्रता

दीर्घकालिक रिएक्टर स्थिरता बनाए रखने के लिए उचित रूप से डिज़ाइन किया गया पृथक्करण क्षेत्र आवश्यक है।

शीर्ष प्रवाह संग्रहण क्षेत्र

ऊपरी प्रवाह क्षेत्र को समान रूप से उपचारित जल संग्रहण के लिए डिज़ाइन किया गया है।

सामान्य संरचनाओं में शामिल हैं:

त्रिकोणीय अतिप्रवाह वियर

आयताकार अतिप्रवाह वियर

सिस्टम में निम्नलिखित को हटाने के लिए गैस निकास सुविधाएं भी शामिल हो सकती हैं:

बायोगैस का पता लगाएं

वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी)

यह रिएक्टर के अंदर स्थिर दबाव की स्थिति बनाए रखने में मदद करता है।

अपफ्लो हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक के लाभ

मुख्य लाभों में शामिल हैं:

1. सरल संरचना

जटिल यांत्रिक उपकरणों के बिना रिएक्टर का विन्यास अपेक्षाकृत सरल है।

2. कम ऊर्जा खपत

चूंकि मिश्रण मुख्य रूप से हाइड्रोलिक प्रवाह के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, इसलिए ऊर्जा की खपत बेहद कम होती है।

3. स्थिर माइक्रोबियल वातावरण

निलंबित कीचड़ कंबल प्रदान करता है:

लंबा कीचड़ प्रतिधारण समय

उच्च माइक्रोबियल सांद्रता

स्थिर जैविक गतिविधि

4. कम परिचालन लागत

यांत्रिक मिश्रण उपकरण की अनुपस्थिति कम कर देती है:

ऊर्जा लागत

उपकरण रखरखाव आवश्यकताएँ

परिचालन जटिलता

अपफ्लो हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक की सीमाएं

अपने फायदों के बावजूद, अपफ्लो रिएक्टरों की कई इंजीनियरिंग आवश्यकताएँ होती हैं।

1. सख्त प्रभावशाली वितरण आवश्यकताएँ

असमान जल वितरण के परिणामस्वरूप हो सकता है:

हाइड्रोलिक शॉर्ट-सर्किटिंग

असमान कीचड़ वितरण

उपचार दक्षता में कमी

इसलिए, इनलेट वितरण प्रणाली को सावधानीपूर्वक डिजाइन किया जाना चाहिए।

2. उच्च रेत सामग्री के प्रति संवेदनशीलता

अत्यधिक रेत या निलंबित ठोस पदार्थों वाले अपशिष्ट जल का कारण हो सकता है:

पाइप में रुकावट

नोजल का बंद होना

कीचड़ जमा होना

पूर्व उपचार सुविधाएँ जैसे:

स्क्रीन

ग्रिट चैम्बर

रिएक्टर से पहले अनुशंसित हैं।

3. हाइड्रोलिक शॉक जोखिम

अचानक प्रवाह बढ़ने से कीचड़ कंबल में गड़बड़ी हो सकती है और इसका कारण हो सकता है:

कीचड़ का प्लवन

कीचड़ धुलना

ख़राब प्रवाह गुणवत्ता

अपफ्लो हाइड्रोलिसिस अम्लीकरण टैंक के लिए इंजीनियरिंग संबंधी विचार

स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए:

साधारण एकल -प्वाइंट जल वितरण से बचें

एकल {{0}बिंदु या सीमित{{1}प्वाइंट वितरण प्रणालियाँ अक्सर असमान हाइड्रोलिक स्थितियाँ पैदा करती हैं।

एक बहु-बिंदु वितरण प्रणाली की अनुशंसा की जाती है।

लेवल ओवरफ्लो वियर बनाए रखें

असमान अतिप्रवाह तरजीही प्रवाह पथ का कारण बनता है और कीचड़ को प्रभावित करता है {{0}जल पृथक्करण।

उचित कीचड़ निर्वहन सुविधाएं डिज़ाइन करें

आवधिक कीचड़ निर्वहन रोकता है:

अत्यधिक कीचड़ जमा होना

प्रभावी मात्रा में कमी

रिएक्टर के प्रदर्शन में गिरावट