डिस्क डिफ्यूज़र बनाम सरफेस एरेटर: एमबीआर सिस्टम के लिए जलमग्न वातन क्यों जीतता है

आधुनिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों के डिजाइन में - विशेष रूप से उपयोग करने वाले झिल्ली बायोरिएक्टर (एमबीआर) प्रौद्योगिकी-वातन प्रणाली का चुनाव सबसे महत्वपूर्ण निर्णयों में से एक है। जबकि सतही जलवाहक लंबे समय से पारंपरिक लैगून में प्रमुख रहे हैं, फाइन बबल डिस्क डिफ्यूज़र (जलमग्न वातन) एमबीआर अनुप्रयोगों के लिए स्वर्ण मानक बन गए हैं।

यहां इस बात की तकनीकी तुलना दी गई है कि जलमग्न डिस्क डिफ्यूज़र उच्च-प्रदर्शन उपचार वातावरण में सतह वातन से बेहतर प्रदर्शन क्यों करते हैं।

मुख्य अंतर: जलमग्न बनाम सतही वातन

जहां हवा पानी में प्रवेश करती है

• जलमग्न वातन (उदाहरण के लिए, डिस्क डिफ्यूज़र) हवा छोड़ता है नीचे से या भीतर से मिश्रित शराब इसलिए पूरे पानी के स्तंभ में ऑक्सीजन पहुंचाई जाती है।
• सतही वायुयान पर ऑक्सीजन का परिचय दें पानी की सतह छींटे मारने या हिलाने से।

क्योंकि एमबीआर सिस्टम आम तौर पर गहरे, घने मिश्रित शराब में काम करते हैं, जलमग्न तरीके बुलबुले को पूरी गहराई तक बढ़ने की अनुमति देते हैं, जिससे ऑक्सीजन संपर्क समय बढ़ता है और अधिक समान वातन होता है।

1. ऑक्सीजन स्थानांतरण दक्षता (ओटीई)

वातन का प्राथमिक लक्ष्य हवा से ऑक्सीजन को तरल में ले जाना है।

• भूतल वायुयान: ये मशीनें हवा में पानी उछालकर काम करती हैं। हवा और पानी के बीच संपर्क का समय बेहद कम होता है, जो केवल सतह पर होता है।
• डिस्क डिफ्यूज़र: टैंक के तल पर लाखों बारीक बुलबुले छोड़ कर, डिस्क डिफ्यूज़र पूरे पानी के स्तंभ का उपयोग करते हैं। जैसे ही बुलबुले उठते हैं, वे पूरी यात्रा के दौरान ऑक्सीजन स्थानांतरित करते हैं।
• एमबीआर फैक्टर: जगह बचाने के लिए एमबीआर टैंक आम तौर पर गहरे (मीटर तक) होते हैं। डिस्क डिफ्यूज़र गहराई (प्रति मीटर उच्च एसओटीई) के साथ दक्षता हासिल करते हैं, जबकि सतह वायुयान गहरे टैंकों के तल को ऑक्सीजन देने के लिए संघर्ष करते हैं।

2. उच्च एमएलएसएस सांद्रता का प्रबंधन

एमबीआर सिस्टम पारंपरिक प्रणालियों (एमजी/एल) की तुलना में काफी ऊंचे मिश्रित शराब निलंबित ठोस (एमएलएसएस) स्तर पर काम करते हैं - आमतौर पर एमजी/एल के बीच।

• श्यानता चुनौतियाँ: उच्च एमएलएसएस अपशिष्ट जल को अधिक चिपचिपा (गाढ़ा) बनाता है। सतही वायुवाहक अक्सर इस गाढ़े कीचड़ को भेदने के लिए पर्याप्त स्थानीय ऊर्जा प्रदान करने में विफल होते हैं, जिससे "मृत क्षेत्र" बन जाते हैं जहां ठोस जमा हो जाते हैं और अवायवीय हो जाते हैं।
• जलमग्न परिशुद्धता: डिस्क डिफ्यूज़र को फर्श पर एक ग्रिड में व्यवस्थित किया गया है। यह एक समान मिश्रण प्रदान करता है और सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक लीटर उच्च घनत्व वाले कीचड़ को चिपचिपाहट की परवाह किए बिना पर्याप्त घुलनशील ऑक्सीजन (डीओ) प्राप्त हो।

3. झिल्ली स्वास्थ्य और झाग पर प्रभाव

एमबीआर प्रणाली में, वातन प्रणाली केवल बैक्टीरिया को ही नहीं खिलाती है; यह संवेदनशील झिल्ली मॉड्यूल के साथ इंटरैक्ट करता है।

• एरोसोल और फोमिंग: सतही वायुयान महत्वपूर्ण छींटे और एरोसोल बनाते हैं। औद्योगिक या फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल में, इससे अत्यधिक झाग बन सकता है और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) को वायुमंडल में छोड़ा जा सकता है।
• सौम्य बातचीत: डिस्क डिफ्यूज़र "उप-सतह" अशांति प्रदान करते हैं। महीन बुलबुले धीरे-धीरे ऊपर उठते हैं, यदि झिल्ली मॉड्यूल के नीचे रखे जाएं तो आवश्यक "स्कोरिंग" प्रभाव प्रदान करते हैं, जो सतह प्ररित करनेवाला की हिंसक यांत्रिक क्रिया के बिना झिल्ली को साफ रखने में मदद करता है।

4. ऊर्जा की खपत और गर्मी की हानि

वातन आम तौर पर जिम्मेदार होता है 45% से 75% एक उपचार संयंत्र की ऊर्जा लागत का।

• ब्लोअर दक्षता: उच्च दक्षता वाले ब्लोअर के साथ जोड़े गए डिस्क डिफ्यूज़र को वास्तविक समय डीओ सेंसर के आधार पर वीएफडी (वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव) का उपयोग करके सटीक रूप से थ्रॉटल किया जा सकता है।
• थर्मल प्रबंधन: सतही जलवाहक अपशिष्ट जल को परिवेशी वायु में उजागर करते हैं। सर्दियों में, इससे बड़े पैमाने पर गर्मी का नुकसान होता है, जो जैविक गतिविधि को धीमा कर देता है। गर्मियों में, यह पानी को ज़्यादा गरम कर सकता है। जलमग्न वातन प्रक्रिया के तापमान को स्थिर रखता है।

तुलना सारांश: डिस्क डिफ्यूज़र बनाम सरफेस एरेटर

निष्कर्ष

एमबीआर प्रणाली के लिए, विकल्प स्पष्ट है। फाइन बबल डिस्क डिफ्यूज़र उच्च घनत्व वाले बायोमास को बनाए रखने के लिए आवश्यक बेहतर ऑक्सीजन स्थानांतरण, गहरे टैंक मिश्रण और ऊर्जा दक्षता प्रदान करें। जबकि खुले लैगून में सतही जलवाहक स्थापित करना आसान हो सकता है, लेकिन उनमें आधुनिक फार्मास्युटिकल या रासायनिक एमबीआर संयंत्र के उच्च तीव्रता वाले वातावरण के लिए आवश्यक सटीकता और शक्ति का अभाव है।