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पानी की कमी को बढ़ाने, जनसंख्या की मांगों को बढ़ाने और अधिक कड़े पर्यावरणीय नियमों से परिभाषित युग में, उन्नत अपशिष्ट जल उपचार समाधानों की खोज कभी भी अधिक महत्वपूर्ण नहीं रही है। पारंपरिक तरीके, जबकि एक हद तक प्रभावी, अक्सर उच्च गुणवत्ता वाले प्रवाह और कुशल संसाधन प्रबंधन के लिए आधुनिक मांगों को पूरा करने के लिए संघर्ष करते हैं। इस दबाव की आवश्यकता ने अभिनव प्रौद्योगिकियों के लिए मार्ग प्रशस्त किया है, जिनमें से झिल्ली (एमबीआर) झिल्ली एक परिवर्तनकारी समाधान के रूप में बाहर खड़ा है।
इसके मूल में, एक झिल्ली बायोरिएक्टर (एमबीआर) प्रणाली दो स्थापित प्रक्रियाओं के एक परिष्कृत संलयन का प्रतिनिधित्व करती है: जैविक उपचार और झिल्लीन निस्पंदन .
परिभाषा और बुनियादी सिद्धांत: एक एमबीआर में, एक पारगम्य झिल्ली को एक जैविक रिएक्टर (आमतौर पर एक सक्रिय कीचड़ प्रणाली) के तुरंत बाद या उसके तुरंत बाद एकीकृत किया जाता है। जैविक घटक अपशिष्ट जल में कार्बनिक प्रदूषकों और पोषक तत्वों को तोड़ने के लिए जिम्मेदार है, एक पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया की तरह। हालांकि, बायोमास से उपचारित पानी को अलग करने के लिए गुरुत्वाकर्षण बसने (अवसादन) पर भरोसा करने के बजाय, एमबीआर इस महत्वपूर्ण पृथक्करण को करने के लिए एक भौतिक बाधा - झिल्ली - को नियुक्त करता है। यह झिल्ली निलंबित ठोस, बैक्टीरिया और यहां तक कि कुछ वायरस के लिए एक पूर्ण बाधा के रूप में कार्य करती है, एक उल्लेखनीय रूप से स्पष्ट और उच्च-गुणवत्ता वाले परमिट को सुनिश्चित करती है।
MBRs झिल्ली निस्पंदन और जैविक उपचार को कैसे जोड़ते हैं: इन दो प्रौद्योगिकियों के बीच तालमेल है जो एमबीआर को इसके अलग -अलग लाभ देता है। जैविक प्रक्रिया एक मिश्रित शराब निलंबित ठोस (MLSS) एकाग्रता बनाती है, जो पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में काफी अधिक है, जिससे अधिक कॉम्पैक्ट और कुशल जैविक गिरावट इकाई होती है। झिल्ली तब प्रभावी रूप से रिएक्टर के भीतर बायोमास की इस उच्च एकाग्रता को बरकरार रखती है, एक माध्यमिक स्पष्टीकरण की आवश्यकता को समाप्त करती है और अक्सर एक तृतीयक निस्पंदन कदम। इस प्रत्यक्ष पृथक्करण के परिणामस्वरूप बेहतर अपशिष्ट गुणवत्ता होती है, जो विभिन्न पुन: उपयोग अनुप्रयोगों के लिए प्रत्यक्ष निर्वहन या आगे चमकाने की अनुमति देता है।
एक नवजात अवधारणा से एक व्यापक रूप से अपनाए गए समाधान तक एमबीआर प्रौद्योगिकी की यात्रा सामग्री विज्ञान और प्रक्रिया इंजीनियरिंग दोनों में नवाचार के दशकों को दर्शाती है।
झिल्ली प्रौद्योगिकी में प्रारंभिक विकास: एमबीआर तकनीक की जड़ों को 20 वीं शताब्दी के मध्य में वापस पता लगाया जा सकता है, विभिन्न पृथक्करण प्रक्रियाओं के लिए सिंथेटिक झिल्ली में प्रारंभिक शोध के साथ। जल उपचार में झिल्ली के शुरुआती अनुप्रयोगों, मुख्य रूप से माइक्रोफिल्ट्रेशन और अल्ट्राफिल्ट्रेशन के लिए, जैविक प्रणालियों के साथ उनके एकीकरण के लिए आधार तैयार किया। हालांकि, प्रारंभिक चुनौतियां, विशेष रूप से झिल्ली फाउलिंग और उच्च लागत, ने अपने व्यापक गोद लेने को सीमित कर दिया।
एमबीआर विकास में प्रमुख मील के पत्थर: 1960 के दशक के उत्तरार्ध में एमबीआरएस के पहले वैचारिक डिजाइन देखे गए। 1980 के दशक में एक महत्वपूर्ण सफलता मजबूत, उच्च-फ्लक्स और अधिक लागत प्रभावी पॉलिमर झिल्ली, विशेष रूप से खोखले फाइबर और फ्लैट शीट कॉन्फ़िगरेशन के विकास के साथ आई थी। 1990 के दशक में अधिक ऊर्जा-कुशल और कॉम्पैक्ट डूबे हुए विन्यास के लिए बाहरी (सिडस्ट्रीम) झिल्ली मॉड्यूल से संक्रमण ने एक और महत्वपूर्ण क्षण को चिह्नित किया, जिससे एमबीआर सिस्टम की आर्थिक व्यवहार्यता और परिचालन सादगी में सुधार हुआ। झिल्ली सामग्री, मॉड्यूल डिजाइन और परिचालन रणनीतियों में निरंतर प्रगति ने लगातार एमबीआर प्रदर्शन की सीमाओं को धक्का दिया है।
वर्तमान रुझान और भविष्य की संभावनाएं: आज, एमबीआर तकनीक वैश्विक स्तर पर अपशिष्ट जल उपचार चुनौतियों की एक विविध रेंज के लिए एक परिपक्व और सिद्ध समाधान है। वर्तमान रुझान उपन्यास सामग्री और सतह संशोधनों के माध्यम से झिल्ली फाउलिंग प्रतिरोध को बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित करते हैं, ऊर्जा दक्षता (विशेष रूप से वातन) में सुधार करते हैं, और उच्च जल गुणवत्ता और संसाधन वसूली के लिए अन्य उन्नत उपचार प्रक्रियाओं के साथ एमबीआर को एकीकृत करते हैं। एमबीआरएस का भविष्य निरंतर विकास के लिए तैयार है, जो स्थायी जल प्रबंधन, जल पुन: उपयोग और लचीला शहरी जल चक्रों के निर्माण में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
एमबीआर प्रणाली की प्रभावकारिता और परिचालन विशेषताएं नियोजित झिल्ली के प्रकार से गहराई से प्रभावित होती हैं। झिल्ली को मुख्य रूप से उनकी सामग्री संरचना और बायोरिएक्टर के भीतर उनके भौतिक विन्यास द्वारा वर्गीकृत किया जाता है।
पॉलिमरिक झिल्ली उनकी बहुमुखी प्रतिभा, लागत-प्रभावशीलता और स्थापित विनिर्माण प्रक्रियाओं के कारण एमबीआर बाजार पर हावी है।
सबसे आम सामग्री (जैसे, पीईएस, पीवीडीएफ):
पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (PVDF): यह एमबीआर झिल्ली के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में से एक है। पीवीडीएफ झिल्ली उनके उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध हैं, विशेष रूप से मजबूत ऑक्सीडेंट (जैसे क्लोरीन, अक्सर सफाई के लिए उपयोग किए जाने वाले) और एसिड/ठिकानों के लिए, उन्हें विभिन्न अपशिष्ट जल स्थितियों में अत्यधिक टिकाऊ बनाते हैं। वे अच्छी यांत्रिक शक्ति और थर्मल स्थिरता भी प्रदर्शित करते हैं।
PolyEthersulfone (PES) / POLYSULFONE (PSU): ये पॉलिमर भी सामान्य विकल्प हैं, जो उनके अच्छे यांत्रिक गुणों, उच्च प्रवाह दर और अपेक्षाकृत व्यापक पीएच सहिष्णुता के लिए मूल्यवान हैं। पीईएस झिल्ली का उपयोग अक्सर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां उच्च प्रदर्शन और अच्छे फाउलिंग प्रतिरोध महत्वपूर्ण होते हैं, हालांकि उनके पास पीवीडीएफ की तुलना में मजबूत ऑक्सीडेंट के लिए थोड़ा कम रासायनिक प्रतिरोध हो सकता है।
पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) और पॉलीथीन (पीई): ये सामग्री प्राथमिक एमबीआर बाजार में कम आम हैं, लेकिन कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं, विशेष रूप से माइक्रोफिल्ट्रेशन रेंज में अच्छे रासायनिक प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति की पेशकश करते हैं।
लाभ और नुकसान:
लाभ:
प्रभावी लागत: आम तौर पर सिरेमिक झिल्ली की तुलना में कम विनिर्माण लागत।
डिजाइन में लचीलापन: आसानी से विभिन्न ज्यामितीय (खोखले फाइबर, फ्लैट शीट) और मॉड्यूल आकारों में निर्मित किया जा सकता है।
अच्छा रासायनिक प्रतिरोध: कई पॉलिमरिक झिल्ली को अपशिष्ट जल उपचार में उपयोग किए जाने वाले सामान्य सफाई रसायनों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
स्थापित विनिर्माण: परिपक्व उत्पादन प्रौद्योगिकियां लगातार गुणवत्ता और उपलब्धता सुनिश्चित करती हैं।
नुकसान:
संवेदनशीलता: जबकि प्रगति की गई है, पॉलिमरिक झिल्ली अभी भी कार्बनिक और जैविक फाउलिंग के लिए प्रवण हैं, नियमित रूप से सफाई की आवश्यकता होती है।
तापमान सीमाएं: आमतौर पर सिरेमिक झिल्ली की तुलना में कम तापमान पर काम करते हैं, उच्च तापमान वाली औद्योगिक धाराओं में उनके उपयोग को सीमित करते हैं।
यांत्रिक नाजुकता: शारीरिक क्षति के लिए अतिसंवेदनशील हो सकता है यदि सही तरीके से संभाला और संचालित नहीं किया जाता है, हालांकि आधुनिक डिजाइन मजबूत हैं।
सिरेमिक झिल्ली अपने बहुलक समकक्षों के लिए एक मजबूत विकल्प का प्रतिनिधित्व करती है, विशेष रूप से अपशिष्ट जल धाराओं को चुनौती देने के लिए अनुकूल है।
सामग्री संरचना और गुण: सिरेमिक झिल्ली आम तौर पर एल्यूमिना (AL2O3), Zirconia (Zro2), टाइटेनिया (TiO2), या सिलिकॉन कार्बाइड (SIC) जैसी अकार्बनिक सामग्री से बने होते हैं। इन सामग्रियों को एक झरझरा संरचना बनाने के लिए उच्च तापमान पर पाप किया जाता है। उनके प्रमुख गुणों में असाधारण कठोरता, रासायनिक निष्क्रियता और थर्मल स्थिरता शामिल हैं।
विशिष्ट अनुप्रयोगों में लाभ (जैसे, उच्च तापमान, आक्रामक रसायन):
चरम रासायनिक प्रतिरोध: मजबूत एसिड, ठिकानों और आक्रामक ऑक्सीडेंट के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी, उन्हें अत्यधिक संक्षारक औद्योगिक अपशिष्ट के लिए आदर्श बनाता है।
उच्च थर्मल स्थिरता: पॉलीमेरिक झिल्ली (अक्सर 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक) की तुलना में बहुत अधिक तापमान पर प्रभावी ढंग से काम कर सकते हैं, जो गर्म औद्योगिक अपशिष्टों के लिए उपयुक्त है।
बेहतर यांत्रिक शक्ति: अत्यधिक टिकाऊ और घर्षण के लिए प्रतिरोधी, शारीरिक क्षति के लिए कम प्रवण।
अब जीवनकाल: उनकी मजबूत प्रकृति के कारण, सिरेमिक झिल्ली अक्सर एक लंबे समय तक परिचालन जीवनकाल का दावा करती है।
फाउलिंग प्रतिरोध (रिश्तेदार): जबकि फाउलिंग के लिए प्रतिरक्षा नहीं है, उनकी हाइड्रोफिलिक प्रकृति और कठोर रासायनिक सफाई का सामना करने की क्षमता उन्हें कुछ उच्च-फाउलिंग वातावरण में अधिक लचीला बना सकती है।
नुकसान:
उच्च पूंजी लागत: बहुलक झिल्ली की तुलना में निर्माण करने के लिए महत्वपूर्ण रूप से अधिक महंगा है, जिससे उच्च प्रारंभिक निवेश होता है।
भंगुर प्रकृति: मजबूत होते हुए, वे भंगुर भी होते हैं और प्रभाव या तेजी से थर्मल शॉक के तहत फ्रैक्चर कर सकते हैं।
सीमित ज्यामिति: मुख्य रूप से ट्यूबलर या मल्टीचैनल कॉन्फ़िगरेशन में उपलब्ध है, जो कॉम्पैक्ट पॉलीमेरिक मॉड्यूल की तुलना में बड़े पैरों के निशान को जन्म दे सकता है।
सामग्री से परे, एमबीआर प्रणाली के भीतर झिल्ली की भौतिक व्यवस्था विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इसके परिचालन मोड और उपयुक्तता को निर्धारित करती है।
कॉन्फ़िगरेशन का विवरण: एक डूबे हुए एमबीआर सिस्टम में, झिल्ली मॉड्यूल (आमतौर पर खोखले फाइबर या फ्लैट शीट) को सीधे सक्रिय कीचड़ टैंक के मिश्रित शराब में डुबोया जाता है। पर्मेट को पर्मेट साइड से एक मामूली वैक्यूम (सक्शन) लागू करके झिल्ली के माध्यम से खींचा जाता है। हवा को आमतौर पर झिल्ली मॉड्यूल के नीचे से विरल किया जाता है ताकि स्कॉरिंग प्रदान की जा सके और फाउलिंग को कम किया जा सके।
लाभ और नुकसान:
लाभ:
कम ऊर्जा की खपत (पंपिंग): बाहरी प्रणालियों की तुलना में कम ट्रांसमेम्ब्रेन प्रेशर (टीएमपी) के तहत संचालित होता है, जिसमें बाहरी प्रणालियों की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
छोटे पदचिह्न: जैविक टैंक के भीतर झिल्ली का एकीकरण जैविक और झिल्ली इकाइयों के बीच अलग -अलग स्पष्टीकरण और पंप स्टेशनों की आवश्यकता को समाप्त करके अंतरिक्ष को बचाता है।
संचालन और रखरखाव में आसानी: संचालित करने के लिए अपेक्षाकृत सीधा, और रखरखाव (जैसे सफाई) अक्सर किया जा सकता है बगल में .
प्रभावी फाउलिंग नियंत्रण: निरंतर वातन झिल्ली की सतह के प्रभावी स्कॉरिंग प्रदान करता है, जिससे फाउलिंग को कम करने में मदद मिलती है।
नुकसान:
लोअर फ्लक्स: आम तौर पर बाहरी प्रणालियों की तुलना में फाउलिंग को कम करने के लिए कम औसत फ्लक्स दरों पर संचालित होता है।
बड़े टैंक वॉल्यूम की आवश्यकता है: झिल्ली मॉड्यूल बायोरिएक्टर के भीतर अंतरिक्ष पर कब्जा कर लेते हैं, पारंपरिक सक्रिय कीचड़ की तुलना में किसी दी गई क्षमता के लिए एक बड़ी समग्र टैंक की मात्रा की आवश्यकता होती है।
क्षति के लिए संवेदनशीलता: झिल्ली को सीधे मिश्रित शराब के संपर्क में लाया जाता है, जिससे बड़े मलबे से नुकसान का खतरा बढ़ जाता है यदि पूर्व-उपचार अपर्याप्त है।
ऐसे आवेदन जहां जलमग्न MBR को पसंद किया जाता है: जलमग्न एमबीआर नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार, छोटे-से-मध्यम औद्योगिक सुविधाओं और अनुप्रयोगों के लिए सबसे आम कॉन्फ़िगरेशन है जहां अंतरिक्ष एक प्रीमियम और ऊर्जा दक्षता है एक महत्वपूर्ण विचार है। वे विशेष रूप से उच्च गुणवत्ता वाले अपशिष्ट उत्पादन और पानी के पुन: उपयोग परियोजनाओं के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं।
कॉन्फ़िगरेशन का विवरण: एक बाहरी, या सिडस्ट्रीम, एमबीआर सिस्टम में, झिल्ली मॉड्यूल मुख्य जैविक रिएक्टर के बाहर स्थित हैं। मिश्रित शराब को एक उच्च दबाव लूप के माध्यम से झिल्ली मॉड्यूल के माध्यम से बायोरिएक्टर से लगातार पंप किया जाता है, जहां परमिट को अलग किया जाता है। केंद्रित मिश्रित शराब को फिर बायोरिएक्टर में वापस कर दिया जाता है।
लाभ और नुकसान:
लाभ:
उच्च प्रवाह: उच्चतर ट्रांसमेम्ब्रेन दबावों पर काम कर सकते हैं और इस प्रकार झिल्ली की सतह पर उच्च वेग पर पंप करने की क्षमता के कारण उच्च प्रवाह दर।
आसान मॉड्यूल प्रतिस्थापन/रखरखाव: झिल्ली निरीक्षण, सफाई-इन-प्लेस (CIP), और जैविक प्रक्रिया को बाधित किए बिना प्रतिस्थापन के लिए अधिक सुलभ हैं।
ऑपरेटिंग स्थितियों पर बेहतर नियंत्रण: पंपिंग क्रॉस-फ्लो वेग के सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति देता है, जो फाउलिंग नियंत्रण में सहायता करता है।
बायोरिएक्टर में कम जगह: जैविक टैंक झिल्ली मॉड्यूल से मुक्त है, संभावित रूप से जैविक गतिविधि के लिए बायोरिएक्टर वॉल्यूम के अधिक कुशल उपयोग के लिए अनुमति देता है।
नुकसान:
उच्च ऊर्जा की खपत (पंपिंग): झिल्ली मॉड्यूल के माध्यम से उच्च वेग पर मिश्रित शराब को पंप करने के लिए महत्वपूर्ण ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
बड़ा पदचिह्न: आम तौर पर झिल्ली स्किड और संबंधित पंपिंग बुनियादी ढांचे के अलग स्थान के कारण एक बड़े समग्र पदचिह्न की आवश्यकता होती है।
उच्च पूंजी लागत: अधिक जटिल पाइपिंग और पंपिंग व्यवस्था उच्च प्रारंभिक निवेश को जन्म दे सकती है।
बढ़ी हुई फाउलिंग क्षमता: यदि क्रॉस-फ्लो वेग अनुकूलित नहीं है, तो फाउलिंग अभी भी एक महत्वपूर्ण मुद्दा हो सकता है।
ऐसे एप्लिकेशन जहां बाहरी एमबीआर को प्राथमिकता दी जाती है: बाहरी एमबीआर को अक्सर बड़े औद्योगिक अपशिष्ट उपचार संयंत्रों के लिए चुना जाता है, अत्यधिक केंद्रित या कठिन-से-उपचार अपशिष्ट वाले अनुप्रयोगों, या जहां विशिष्ट मॉड्यूल ज्यामितीय (जैसे ट्यूबलर सिरेमिक झिल्ली) आवश्यक हैं। उन्हें तब भी पसंद किया जाता है जब मॉड्यूल को हटाने की आवश्यकता वाली मजबूत सफाई प्रक्रियाओं का अनुमान लगाया जाता है।
एमबीआर प्रक्रिया एक एकीकृत प्रणाली है जिसे भौतिक और जैविक चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से कुशलता से अपशिष्ट जल का इलाज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जबकि सटीक कॉन्फ़िगरेशन अलग -अलग हो सकता है, कोर चरण सुसंगत रहते हैं, जो मजबूत दूषित हटाने को सुनिश्चित करते हैं।
किसी भी एमबीआर प्रणाली के दीर्घकालिक, स्थिर संचालन के लिए प्रभावी पूर्व-उपचार सर्वोपरि है। यह डाउनस्ट्रीम झिल्ली मॉड्यूल को क्षति और अत्यधिक फाउलिंग से बचाता है, जो सिस्टम के प्रदर्शन और दीर्घायु को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
स्क्रीनिंग और ग्रिट हटाने: रक्षा की पहली पंक्ति, स्क्रीनिंग में उत्तरोत्तर महीन उद्घाटन के साथ स्क्रीन के माध्यम से कच्चे अपशिष्ट जल को पारित करना शामिल है। यह कदम बड़े मलबे को हटा देता है जैसे कि रैग, प्लास्टिक और अन्य ठोस अपशिष्ट जो पंपों को रोक सकते हैं या झिल्ली को शारीरिक रूप से नुकसान पहुंचा सकते हैं। स्क्रीनिंग के बाद, ग्रिट रिमूवल सिस्टम (जैसे ग्रिट चैंबर्स) का उपयोग रेत, बजरी और गाद जैसे भारी अकार्बनिक कणों को निपटाने के लिए किया जाता है, जो उपकरणों पर अपघर्षक पहनने और टैंकों में संचित हो सकता है। एमबीआरएस के लिए, ठीक स्क्रीनिंग (आमतौर पर 1-3 मिमी, कभी-कभी महीन भी) नाजुक झिल्ली की रक्षा के लिए आवश्यक है।
समीकरण: अपशिष्ट जल प्रभावशाली दिन भर में प्रवाह दर, एकाग्रता और तापमान में काफी उतार -चढ़ाव हो सकता है। एक इक्वलाइज़ेशन टैंक एक बफर के रूप में कार्य करता है, इन विविधताओं को सुचारू करता है। डाउनस्ट्रीम जैविक उपचार के लिए अपेक्षाकृत सुसंगत प्रवाह और गुणवत्ता प्रदान करके, समीकरण माइक्रोबियल समुदाय को सदमे भार को रोकने में मदद करता है और झिल्ली के संचालन की स्थिति में अचानक परिवर्तन को कम करता है, जिससे समग्र प्रणाली स्थिरता और प्रदर्शन में सुधार होता है।
यह एमबीआर प्रणाली का दिल है जहां सूक्ष्मजीव सक्रिय रूप से प्रदूषकों को तोड़ते हैं।
MBR में सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया: पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रणालियों के विपरीत जो ठोस-तरल पृथक्करण के लिए गुरुत्वाकर्षण पर भरोसा करते हैं, एमबीआर सीधे जैविक रिएक्टर में या उसके बाद झिल्ली को एकीकृत करता है। यह बायोरिएक्टर के भीतर मिश्रित शराब निलंबित ठोस (MLSS) की काफी अधिक सांद्रता के लिए अनुमति देता है, अक्सर पारंपरिक प्रणालियों में 2,000-4,000 मिलीग्राम/एल की तुलना में 8,000 से 18,000 मिलीग्राम/एल तक होता है। इस उच्च बायोमास एकाग्रता का अर्थ है:
बढ़ी हुई बायोडिग्रेडेशन: अधिक सूक्ष्मजीव कार्बनिक पदार्थ (बीओडी/सीओडी) का उपभोग करने के लिए मौजूद हैं, जिससे तेजी से और अधिक कुशल प्रदूषक हटाने के लिए अग्रणी है।
कम पदचिह्न: बढ़ी हुई उपचार दक्षता एक ही उपचार क्षमता को प्राप्त करने के लिए छोटे रिएक्टर वॉल्यूम के लिए अनुमति देती है।
अब कीचड़ प्रतिधारण समय (SRT): झिल्ली बायोमास को बनाए रखती है, जो हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी) की तुलना में बहुत अधिक एसआरटी के लिए अनुमति देती है। एक लंबा एसआरटी धीमी गति से बढ़ते, विशेष सूक्ष्मजीवों के विकास को बढ़ावा देता है जो जटिल प्रदूषकों को नीचा दिखाने में सक्षम होता है और कीचड़ को निपटाने की विशेषताओं में सुधार करता है (भले ही बसने का उपयोग सीधे पृथक्करण के लिए नहीं किया जाता है)।
कीचड़ उत्पादन: लंबे समय तक SRTs में संचालन से आम तौर पर शुद्ध कीचड़ उत्पादन कम होता है, जिससे निपटान लागत कम हो जाती है।
पोषक तत्व हटाने (नाइट्रोजन और फास्फोरस): एमबीआर पोषक तत्वों को हटाने में अत्यधिक प्रभावी होते हैं, अक्सर पारंपरिक प्रणालियों को बेहतर बनाने की क्षमता के कारण, उनकी क्षमता को नाइट्रिफाइंग और बैक्टीरिया के लिए आदर्श स्थिति बनाए रखने की क्षमता होती है।
नाइट्रोजन हटाने: एरोबिक और एनोक्सिक (या एनोक्सिक/एनारोबिक) क्षेत्रों के संयोजन के माध्यम से प्राप्त किया। एरोबिक ज़ोन में, अमोनिया को नाइट्राइट और फिर नाइट्रेट (नाइट्रिफिकेशन) में बदल दिया जाता है। एनॉक्सिक ज़ोन में, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में और एक उपलब्ध कार्बन स्रोत के साथ, नाइट्रेट को नाइट्रोजन गैस (डेनिट्रिफिकेशन) में बदल दिया जाता है, जिसे तब वायुमंडल में जारी किया जाता है। उच्च MLSS और विघटित ऑक्सीजन पर सटीक नियंत्रण कुशल नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन की सुविधा प्रदान करता है।
फास्फोरस हटाने: जैविक फास्फोरस हटाने (बीपीआर) को एक एनारोबिक ज़ोन को शामिल करके प्राप्त किया जा सकता है, जहां फास्फोरस-संचय जीव (पीएओ) एनारोबिक स्थितियों के तहत घुलनशील फास्फोरस को बढ़ाते हैं और फिर इसे एरोबिक स्थितियों में छोड़ देते हैं, फास्फोरस की एक और भी बड़ी मात्रा में ले जाते हैं। रासायनिक फास्फोरस हटाने (जैसे, धातु लवण के साथ खुराक) भी आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, अक्सर सीधे एमबीआर टैंक में या एक पोस्ट-उपचार कदम के रूप में, झिल्ली के साथ रासायनिक रूप से अवक्षेपित फास्फोरस को पूर्ण हटाने के लिए सुनिश्चित करता है।
यह भौतिक पृथक्करण कदम है जो एमबीआर को पारंपरिक जैविक उपचार से अलग करता है।
पृथक्करण प्रक्रिया अवलोकन: जैविक रूप से इलाज किए गए मिश्रित शराब को झिल्ली की सतह के संपर्क में लाया जाता है। एक ड्राइविंग बल, आमतौर पर एक मामूली सक्शन (जलमग्न एमबीआर के लिए) या दबाव (बाहरी एमबीआर के लिए), झिल्ली के सूक्ष्म छिद्रों के माध्यम से साफ पानी (परमिट) खींचता है। निलंबित ठोस, बैक्टीरिया, वायरस और उच्च आणविक भार कार्बनिक यौगिकों को शारीरिक रूप से झिल्ली की सतह पर या इसके छिद्रों के भीतर बनाए रखा जाता है। यह भौतिक बाधा एक अपशिष्ट सुनिश्चित करती है जो वस्तुतः निलंबित ठोस पदार्थों से मुक्त है और रोगजनकों में बहुत कम हो जाती है।
फ्लक्स और ट्रांसमेम्ब्रेन प्रेशर (टीएमपी):
प्रवाह: समय की प्रति यूनिट झिल्ली क्षेत्र की प्रति यूनिट की मात्रा (जैसे, एल/एम or/एचआर या एलएमएच) की मात्रा को संदर्भित करता है। यह झिल्ली की उत्पादकता का एक उपाय है। उच्च प्रवाह का अर्थ है कम झिल्ली क्षेत्र के साथ इलाज किए गए अधिक पानी।
ट्रांसमेम्ब्रेन प्रेशर (टीएमपी): यह झिल्ली में दबाव अंतर है जो निस्पंदन प्रक्रिया को चलाता है। यह झिल्ली के माध्यम से पानी खींचने के लिए आवश्यक बल है।
संबंध: जैसा कि निस्पंदन आगे बढ़ता है, सामग्री झिल्ली की सतह पर और इसके छिद्रों के भीतर जमा होती है, जिससे प्रवाह के प्रतिरोध में वृद्धि होती है। एक निरंतर प्रवाह बनाए रखने के लिए, TMP को समय के साथ बढ़ना चाहिए। इसके विपरीत, यदि टीएमपी को स्थिर रखा जाता है, तो फ्लक्स में कमी आ जाएगी क्योंकि फाउलिंग प्रगति होती है। फ्लक्स और टीएमपी के बीच संबंधों की निगरानी झिल्ली के प्रदर्शन और शेड्यूलिंग सफाई चक्रों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। फाउलिंग को नियंत्रित करने और एक इष्टतम टीएमपी और फ्लक्स को बनाए रखने के लिए नियमित सफाई (भौतिक और/या रासायनिक) आवश्यक है।
जबकि एमबीआर अपशिष्ट असाधारण उच्च गुणवत्ता का है, कुछ अनुप्रयोगों को और चमकाने की आवश्यकता हो सकती है।
कीटाणुशोधन: रोगज़नक़ हटाने के बहुत उच्च स्तर की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि प्रत्यक्ष पीने योग्य पुन: उपयोग या संवेदनशील मनोरंजक पानी के लिए निर्वहन, अतिरिक्त कीटाणुशोधन को नियोजित किया जा सकता है। सामान्य कीटाणुशोधन विधियों में शामिल हैं:
पराबैंगनी (यूवी) कीटाणुशोधन: अपने डीएनए को नुकसान पहुंचाकर शेष सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय करने के लिए यूवी प्रकाश का उपयोग करता है। यह प्रभावी है, कोई अवशिष्ट नहीं छोड़ता है, और अक्सर पुन: उपयोग अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा है।
क्लोरीनीकरण/डिक्लोरिनेशन: रोगजनकों को मारने के लिए क्लोरीन यौगिकों को शामिल करना शामिल है, इसके बाद डिस्चार्ज या पुन: उपयोग से पहले अवशिष्ट क्लोरीन को हटाने के लिए डिक्लोरिनेशन किया जाता है।
ओजोनेशन: कीटाणुशोधन और माइक्रोप्रोल्यूटेंट्स को हटाने के लिए ओजोन गैस (एक शक्तिशाली ऑक्सीडेंट) का उपयोग करता है।
पॉलिशिंग: अत्यधिक विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि औद्योगिक प्रक्रिया पानी या अप्रत्यक्ष पीने योग्य पुन: उपयोग, अवशिष्ट भंग संदूषकों (जैसे, लवण, ट्रेस कार्बनिक यौगिकों) को हटाने के लिए आगे चमकाने के कदम आवश्यक हो सकते हैं। इनमें शामिल हो सकते हैं:
रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ): एक बहुत ही महीन झिल्ली प्रक्रिया जो घुलने वाले लवण और वस्तुतः सभी अन्य दूषित पदार्थों को हटा देती है, जो अल्ट्रापुर पानी का उत्पादन करती है। MBR effluent RO के लिए एक उत्कृष्ट पूर्व-उपचार के रूप में कार्य करता है, जो RO झिल्ली को फाउलिंग से बचाता है।
नैनोफिल्ट्रेशन (एनएफ): RO की तुलना में एक झिल्ली प्रक्रिया मोटे लेकिन अल्ट्राफिल्ट्रेशन की तुलना में महीन, बहुविवाहित आयनों और बड़े कार्बनिक अणुओं के चयनात्मक हटाने के लिए उपयोग की जाती है।
सक्रिय कार्बन सोखना: ट्रेस कार्बनिक संदूषक, गंध और रंगों को हटाने के लिए उपयोग किया जाता है।
आयन एक्सचेंज: विशिष्ट आयनों के लक्षित हटाने के लिए।
एमबीआर प्रौद्योगिकी की एकीकृत प्रकृति और उन्नत पृथक्करण क्षमता पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार विधियों पर फायदे की एक भीड़ प्रदान करती है, जिससे यह अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक सम्मोहक विकल्प बन जाता है।
एमबीआर सिस्टम के सबसे महत्वपूर्ण लाभों में से एक यह है कि लगातार एक असाधारण उच्च गुणवत्ता वाले उपचारित अपशिष्ट का उत्पादन करने की उनकी क्षमता है।
निलंबित ठोस और रोगजनकों को हटाना: पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रणालियों के विपरीत, जो गुरुत्वाकर्षण अवसादन पर भरोसा करते हैं, एमबीआर एक भौतिक झिल्ली अवरोध को नियोजित करते हैं। यह बाधा प्रभावी रूप से बैक्टीरिया, प्रोटोजोआ और यहां तक कि कई वायरस सहित सभी निलंबित ठोस (टीएसएस) को बरकरार रखती है। पर्मेट क्रिस्टल स्पष्ट है और लगातार बहुत कम टर्बिडिटी है। निस्पंदन का यह उच्च स्तर यह सुनिश्चित करता है कि उपचारित पानी कण पदार्थ से मुक्त है जो अन्यथा फिर से संदूषण या फाउल डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं को जन्म दे सकता है।
कड़े निर्वहन मानकों को पूरा करना: MBRs की बेहतर अपशिष्ट गुणवत्ता अक्सर मानक डिस्चार्ज परमिट की आवश्यकताओं को पार करती है। यह सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले क्षेत्रों में तेजी से महत्वपूर्ण है, जिससे जैव रासायनिक ऑक्सीजन डिमांड (बीओडी), रासायनिक ऑक्सीजन डिमांड (सीओडी), कुल निलंबित ठोस (टीएसएस), नाइट्रोजन और फॉस्फोरस के लिए सीमाओं को पूरा करने या सीमा से अधिक की अनुमति मिलती है। यह क्षमता पर्यावरण अनुपालन प्रदान करती है और डिस्चार्ज पॉइंट्स के लिए अधिक से अधिक परिचालन लचीलापन प्रदान कर सकती है।
अंतरिक्ष एक कीमती वस्तु है, विशेष रूप से शहरी क्षेत्रों में और औद्योगिक सुविधाओं के लिए। एमबीआर तकनीक पर्याप्त अंतरिक्ष-बचत लाभ प्रदान करती है।
पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों की तुलना: एमबीआर सिस्टम पारंपरिक सक्रिय कीचड़ वाले पौधों की तुलना में काफी छोटे भौतिक क्षेत्र में समान या बेहतर, उपचार क्षमता को प्राप्त कर सकता है। यह मुख्य रूप से दो कारकों के कारण है:
माध्यमिक स्पष्टीकरण का उन्मूलन: झिल्ली सीधे पारंपरिक पौधों में ठोस-तरल पृथक्करण के लिए उपयोग किए जाने वाले बड़े, भूमि-गहन माध्यमिक स्पष्टीकरणों की जगह लेती हैं।
उच्च बायोमास एकाग्रता: MBRs बायोरिएक्टर में सक्रिय बायोमास (MLSS) की बहुत अधिक सांद्रता के साथ काम करते हैं। इसका मतलब है कि अधिक जैविक उपचार एक छोटे टैंक की मात्रा में होता है।
अंतरिक्ष-बचत लाभ: यह कम पदचिह्न के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है:
शहरी क्षेत्र: जहां भूमि महंगी और दुर्लभ है।
मौजूदा पौधों को पीछे हटाना: मौजूदा साइट सीमा के भीतर क्षमता उन्नयन के लिए अनुमति देना।
औद्योगिक सुविधाएं: जहां उपलब्ध भूमि कोर उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए सीमित या आवश्यक हो सकती है।
MBR सिस्टम को कई मापदंडों में उनकी बढ़ी हुई उपचार दक्षता की विशेषता है।
बढ़ी हुई बायोमास एकाग्रता: जैसा कि उल्लेख किया गया है, रिएक्टर के भीतर सभी बायोमास को बनाए रखने के लिए झिल्ली की क्षमता पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में MLSS सांद्रता के लिए कई गुना अधिक है। इससे ये होता है:
तेजी से प्रतिक्रिया दर: अधिक सूक्ष्मजीव प्रति यूनिट मात्रा में प्रदूषकों को तोड़ने के लिए मौजूद हैं।
सदमे भार के लिए बेहतर प्रतिरोध: एक बड़ी, अधिक मजबूत माइक्रोबियल आबादी बेहतर गुणवत्ता या मात्रा में अचानक बदलाव को बेहतर तरीके से संभाल सकती है।
अब कीचड़ प्रतिधारण समय (SRT): झिल्ली एक बहुत लंबी एसआरटी को सक्षम करती है, जो जटिल प्रदूषक गिरावट के लिए धीमी गति से बढ़ते नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया और विशेष जीवों की वृद्धि के लिए अनुमति देता है, समग्र पोषक तत्वों को हटाने और कीचड़ की उपज को कम करता है।
कीचड़ उत्पादन: कार्बनिक पदार्थों के लंबे एसआरटी और कुशल टूटने के कारण, एमबीआरएस द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त कीचड़ की मात्रा आम तौर पर पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रियाओं से कम होती है। यह सीधे कम कीचड़ से निपटने, ओसिंग और निपटान लागत में अनुवाद करता है, जो एक महत्वपूर्ण परिचालन व्यय हो सकता है।
MBRs कई फायदे प्रदान करते हैं जो आसान और अधिक स्थिर संचालन में योगदान करते हैं।
स्वचालित ऑपरेशन: आधुनिक एमबीआर सिस्टम अत्यधिक स्वचालित हैं, उन्नत नियंत्रण प्रणाली के साथ ट्रांसमेम्ब्रेन प्रेशर (टीएमपी), फ्लक्स और विघटित ऑक्सीजन जैसे प्रमुख मापदंडों की निगरानी करते हैं। यह अनुकूलित प्रदर्शन, स्वचालित सफाई चक्र और दूरस्थ निगरानी क्षमताओं के लिए अनुमति देता है।
कम ऑपरेटर हस्तक्षेप: MBR प्रक्रिया की उच्च स्तर के स्वचालन और अंतर्निहित स्थिरता का मतलब है कि पारंपरिक पौधों की तुलना में ऑपरेटरों से दिन-प्रतिदिन के मैनुअल हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है। जबकि कुशल ऑपरेटर अभी भी ओवरसाइट और रखरखाव के लिए महत्वपूर्ण हैं, सिस्टम स्वचालित रूप से कई नियमित समायोजन को संभालता है, अन्य कार्यों के लिए कर्मियों को मुक्त करता है और मानव त्रुटि के जोखिम को कम करता है। स्पष्टीकरण परिचालन मुद्दों (जैसे बल्किंग या फोमिंग) का उन्मूलन भी दैनिक प्रबंधन को सरल बनाता है।
एमबीआर सिस्टम द्वारा उत्पादित अपशिष्ट की उल्लेखनीय गुणवत्ता, उनके कॉम्पैक्ट डिजाइन और परिचालन लाभों के साथ मिलकर, विभिन्न क्षेत्रों में उनके व्यापक रूप से अपनाने का कारण बना है। नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार से लेकर विशेष औद्योगिक प्रक्रियाओं और महत्वपूर्ण जल पुन: उपयोग की पहल तक, एमबीआर प्रौद्योगिकी आधुनिक जल प्रबंधन की आधारशिला साबित हो रही है।
एमबीआर प्रौद्योगिकी का प्राथमिक और सबसे व्यापक अनुप्रयोग घरेलू सीवेज के उपचार में है।
घरेलू सीवेज का उपचार: एमबीआर तेजी से नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों (डब्ल्यूडब्ल्यूटीपी) के लिए पसंदीदा हैं, विशेष रूप से शहरी और उपनगरीय क्षेत्रों में जहां भूमि की उपलब्धता सीमित है, या जहां सख्त निर्वहन नियम जगह में हैं। वे प्रभावी रूप से कार्बनिक पदार्थ, निलंबित ठोस और घरेलू और वाणिज्यिक अपशिष्ट जल से रोगजनकों को हटा देते हैं, लगातार एक अपशिष्ट का उत्पादन करते हैं जो पारंपरिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रियाओं से काफी क्लीनर है। इससे पानी प्राप्त करने पर पर्यावरणीय प्रभाव कम हो जाता है।
शहरी जल पुन: उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करना: बढ़ती आबादी और पानी के तनाव में वृद्धि के साथ, दुनिया भर के शहर अपशिष्ट जल को अपशिष्ट उत्पाद के बजाय एक मूल्यवान संसाधन के रूप में देख रहे हैं। एमबीआर प्रवाह, उच्च गुणवत्ता (कम टर्बिडिटी, वस्तुतः कोई निलंबित ठोस, और उच्च रोगज़नक़ हटाने) के होने के नाते, आदर्श रूप से पानी के पुन: उपयोग अनुप्रयोगों के लिए आगे की उन्नत उपचार प्रक्रियाओं के लिए एक फ़ीड के रूप में अनुकूल है। इसमें शामिल हैं, लेकिन सार्वजनिक पार्कों, गोल्फ कोर्स और कृषि भूमि के साथ -साथ औद्योगिक प्रक्रिया पानी और एक्विफर रिचार्ज की सिंचाई तक सीमित नहीं है।
औद्योगिक अपशिष्टता को अक्सर विशिष्ट प्रदूषकों की उच्च सांद्रता, उतार -चढ़ाव, और चुनौतीपूर्ण रासायनिक रचनाओं की उच्च सांद्रता की विशेषता होती है। MBRS इन जटिल धाराओं के लिए एक मजबूत और अनुकूलनीय समाधान प्रदान करता है।
खाद्य और पेय, फार्मास्यूटिकल्स, वस्त्र और रासायनिक उद्योगों में अनुप्रयोग:
खाद्य और पेय पदार्थ: भोजन और पेय प्रसंस्करण से अपशिष्ट जल में अक्सर उच्च कार्बनिक भार, वसा, तेल और ग्रीस (कोहरे) होते हैं। एमबीआरएस प्रभावी रूप से इन भारों को संभालते हैं, जो कि डिस्चार्ज सीमा या यहां तक कि आंतरिक पुन: उपयोग के लिए उपयुक्त पानी के उत्पादन (जैसे, वाशडाउन, बॉयलर फ़ीड) के अनुपालन की अनुमति देता है।
फार्मास्यूटिकल्स: फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल में जटिल और कभी -कभी निरोधात्मक कार्बनिक यौगिक, साथ ही साथ सक्रिय दवा सामग्री (एपीआई) हो सकते हैं। एमबीआर, अपने लंबे कीचड़ प्रतिधारण समय और स्थिर बायोमास के साथ, इन यौगिकों को नीचा दिखाने और उच्च गुणवत्ता वाले प्रवाह का उत्पादन करने में प्रभावी हैं, जो शक्तिशाली रसायनों के पर्यावरणीय रिलीज को कम करते हैं।
वस्त्र: कपड़ा अपशिष्ट जल अक्सर अत्यधिक रंगीन होता है और इसमें विभिन्न रंग और रसायन होते हैं। MBRs कुशलतापूर्वक रंग और कार्बनिक प्रदूषकों को हटा सकते हैं, अनुपालन में सहायता कर सकते हैं और संभावित रूप से रंगाई प्रक्रिया के भीतर या अन्य गैर-संभावित उपयोगों के लिए पानी के पुन: उपयोग की सुविधा प्रदान कर सकते हैं।
रासायनिक उद्योग: रासायनिक संयंत्र विविध और अक्सर खतरनाक अपशिष्ट जल धाराओं का उत्पादन करते हैं। एमबीआर की मजबूत प्रकृति, विशेष रूप से रासायनिक रूप से प्रतिरोधी बहुलक या सिरेमिक झिल्ली का उपयोग करते समय, चुनौतीपूर्ण अपशिष्टों के उपचार के लिए अनुमति देता है, अक्सर महंगा-साइट निपटान की आवश्यकता को कम करता है।
विशिष्ट प्रदूषक हटाने: सामान्य कार्बनिक और निलंबित ठोस हटाने से परे, एमबीआर विशिष्ट प्रदूषकों को लक्षित करने में माहिर हैं। एक विविध और अत्यधिक केंद्रित माइक्रोबियल आबादी को बनाए रखने की उनकी क्षमता रिकालिट्रेंट कार्बनिक यौगिकों और नाइट्रोजन हटाने के लिए कुशल नाइट्रिफिकेशन/डेनिट्रिफिकेशन के क्षरण को सक्षम करती है, जो कई औद्योगिक अपशिष्टों के लिए महत्वपूर्ण है। जब अन्य प्रक्रियाओं (जैसे, पाउडर सक्रिय कार्बन) के साथ संयुक्त होता है, तो एमबीआर भी माइक्रोप्रोल्यूटेंट्स जैसे उभरते हुए दूषित पदार्थों को भी संबोधित कर सकते हैं।
जबकि एमबीआर मुख्य रूप से अपशिष्ट जल का इलाज करते हैं, उनकी अपशिष्ट गुणवत्ता उन्हें पीने के पानी के उत्पादन के उद्देश्य से, विशेष रूप से बिगड़ा हुआ जल स्रोतों से या उन्नत जल शोधन योजनाओं के लिए एक उत्कृष्ट पूर्व-उपचार कदम बनाती है।
रिवर्स ऑस्मोसिस के लिए पूर्व-उपचार के रूप में एमबीआर: जब अंतिम लक्ष्य पीने योग्य गुणवत्ता के पानी का उत्पादन करना है (या उससे भी अधिक, अल्ट्राप्योर औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए), रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) अक्सर भंग किए गए लवणों को हटाने और दूषित पदार्थों का पता लगाने के लिए पसंद की तकनीक है। हालांकि, आरओ झिल्ली निलंबित ठोस, कार्बनिक पदार्थ और सूक्ष्मजीवों द्वारा फाउलिंग के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। एमबीआर प्रवाह, इन फाउलेंट्स से वस्तुतः मुक्त होने के नाते, आरओ सिस्टम के लिए एक आदर्श फ़ीड के रूप में कार्य करता है। यह एमबीआर-आरओ संयोजन आरओ झिल्ली के जीवनकाल को काफी बढ़ाता है, उनकी सफाई की आवृत्ति को कम करता है, और समग्र परिचालन लागत को कम करता है, जिससे उन्नत जल शुद्धि अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो जाती है।
उच्च गुणवत्ता वाले पीने के पानी का उत्पादन: अप्रत्यक्ष रूप से पीने योग्य पुन: उपयोग (IPR) या प्रत्यक्ष पीने योग्य पुन: उपयोग (DPR) योजनाओं, MBR-RO सिस्टम, अक्सर उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं (AOP) के बाद, उत्पादन में सबसे आगे होते हैं जो कड़े पीने के पानी के मानकों को पूरा करते हैं या उससे अधिक होते हैं। यह समुदायों को उपचारित अपशिष्ट जल का उपयोग करके अपने पीने के पानी की आपूर्ति को बढ़ाने की अनुमति देता है, जिससे जल सुरक्षा में महत्वपूर्ण योगदान होता है।
एमबीआर की क्षमता उच्च गुणवत्ता वाले, कीटाणुरहित अपशिष्ट का उत्पादन करने के लिए सीधे उन्हें विभिन्न जल पुन: उपयोग और रीसाइक्लिंग अनुप्रयोगों के लिए एक प्रमुख तकनीक के रूप में रखती है, जो ताजे जल स्रोतों पर निर्भरता को कम करती है।
सिंचाई: एमबीआर प्रवाह का उपयोग व्यापक रूप से कृषि फसलों, गोल्फ कोर्स, सार्वजनिक परिदृश्य और आवासीय क्षेत्रों की अप्रतिबंधित सिंचाई के लिए किया जाता है। इसके कम निलंबित ठोस और रोगज़नक़ की गिनती स्वास्थ्य जोखिमों को कम करती है और सिंचाई प्रणालियों के क्लॉगिंग को रोकती है।
औद्योगिक शीतलन: कई उद्योगों को ठंडा करने वाले टावरों और प्रक्रिया को ठंडा करने के लिए बड़े संस्करणों की आवश्यकता होती है। एमबीआर-उपचारित पानी ताजा मेकअप पानी की मांग को काफी कम कर सकता है, परिचालन लागत और पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकता है। एमबीआर अपशिष्ट की कम फाउलिंग क्षमता गर्मी विनिमय उपकरणों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है।
अप्रत्यक्ष पीने योग्य पुन: उपयोग: इसमें एक पर्यावरणीय बफर में अत्यधिक उपचारित अपशिष्ट जल को पेश करना शामिल है, जैसे कि भूजल एक्विफर या एक सतह जल जलाशय, इससे पहले कि इसे निकाला जाए और आगे एक पेयजल संयंत्र द्वारा इलाज किया जाए। एमबीआर सिस्टम इस तरह की योजनाओं के लिए मल्टी-बैरियर दृष्टिकोण में एक महत्वपूर्ण घटक है, जिससे पर्यावरण बफर में प्रवेश करने वाले पानी की गुणवत्ता सुनिश्चित होती है। उच्च गुणवत्ता वाले एमबीआर पर्मेट पर्यावरण और भविष्य के पेयजल आपूर्ति के लिए जोखिम को कम करता है।
जबकि एमबीआर तकनीक पर्याप्त लाभ प्रदान करती है, यह अपनी चुनौतियों के बिना नहीं है। एमबीआर सिस्टम के सफल डिजाइन, संचालन और रखरखाव के लिए इन सीमाओं को समझना महत्वपूर्ण है।
एमबीआर सिस्टम में मेम्ब्रेन फाउलिंग सबसे महत्वपूर्ण परिचालन चुनौती बनी हुई है। यह झिल्ली की सतह पर या इसके छिद्रों के भीतर विभिन्न सामग्रियों के संचय को संदर्भित करता है, जिससे पर्मेट फ्लक्स में कमी और ट्रांसमेम्ब्रेनर दबाव (टीएमपी) में वृद्धि होती है।
फाउलिंग के प्रकार (कार्बनिक, अकार्बनिक, जैविक):
कार्बनिक फाउलिंग: झिल्ली की सतह पर और इसके छिद्रों में अपशिष्ट जल से घुलनशील कार्बनिक यौगिकों (जैसे प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, ह्यूमिक पदार्थ, और वसा, तेल, और तेल - कोहरे) के बयान और सोखना के कारण। ये चिपचिपा पदार्थ एक "केक लेयर" या ब्लॉक पोर्स बनाते हैं, जो हाइड्रोलिक प्रतिरोध में काफी वृद्धि करते हैं।
अकार्बनिक फाउलिंग (स्केलिंग): तब होता है जब अकार्बनिक लवण (जैसे, कैल्शियम कार्बोनेट, मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड, सिलिका और लोहे की अवक्षेपण) को भंग कर दिया जाता है और उनकी घुलनशीलता सीमा से अधिक होता है और झिल्ली की सतह पर सीधे अवक्षेप होता है। यह कठिन, क्रिस्टलीय परतों को बनाता है जिन्हें हटाना मुश्किल है।
बायोलॉजिकल फाउलिंग (बायोफ्लिंग): झिल्ली की सतह पर सूक्ष्मजीवों (बैक्टीरिया, कवक, शैवाल) की वृद्धि को शामिल करता है, जो एक पतला, तना हुआ बायोफिल्म बनाता है। ये बायोफिल्म न केवल हाइड्रोलिक प्रतिरोध में जोड़ते हैं, बल्कि बाह्य रूप से अतिरिक्त बहुलक पदार्थों (ईपीएस) को भी उत्सर्जित कर सकते हैं जो कार्बनिक फाउलिंग को बढ़ाते हैं और हटाने के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी होते हैं।
कोलाइडल फाउलिंग: ठीक, गैर-सेटल करने योग्य कणों (जैसे, मिट्टी, गाद, धातु हाइड्रॉक्साइड्स) के संचय से परिणाम जो झिल्ली की सतह पर जमा करते हैं या इसके छिद्रों में लॉज होते हैं।
फाउलिंग को प्रभावित करने वाले कारक: फाउलिंग एक जटिल घटना है जो कारकों की एक भीड़ से प्रभावित है:
अपशिष्ट जल विशेषताएं: निलंबित ठोस, कार्बनिक पदार्थ, पोषक तत्वों और प्रभावशाली में विशिष्ट अकार्बनिक आयनों की उच्च सांद्रता फाउलिंग को बढ़ा सकती है।
परिचालन की स्थिति: उच्च प्रवाह दर, अपर्याप्त वातन (जलमग्न एमबीआरएस में स्कॉरिंग के लिए), लघु हाइड्रोलिक प्रतिधारण समय (एचआरटी), और अस्थिर मिश्रित शराब गुण (जैसे, पीएच उतार -चढ़ाव, खराब कीचड़ फ़िल्टरबिलिटी) फाउलिंग में तेजी ला सकते हैं।
झिल्ली गुण: सामग्री (हाइड्रोफोबिसिटी/हाइड्रोफिलिसिटी), छिद्र का आकार, सतह आवेश, और झिल्ली की खुरदरापन ही इसकी संवेदनशीलता को फाउलिंग के लिए प्रभावित कर सकता है।
दीर्घकालिक लाभों के बावजूद, एमबीआर सिस्टम की प्रारंभिक पूंजी और चल रही परिचालन लागत पारंपरिक उपचार विधियों से अधिक हो सकती है।
प्रारंभिक निवेश लागत: एमबीआर सिस्टम में आमतौर पर पारंपरिक सक्रिय कीचड़ वाले पौधों की तुलना में उच्च प्रारंभिक पूंजीगत व्यय शामिल होता है, मुख्य रूप से:
झिल्ली मॉड्यूल लागत: झिल्ली स्वयं पूंजी लागत का एक महत्वपूर्ण घटक है।
विशेष उपकरण: एमबीआरएस को विशेष पंपों, झिल्ली के स्कोरिंग के लिए ब्लोअर और उन्नत नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता होती है, जो प्रारंभिक निवेश में जोड़ते हैं।
पूर्व-उपचार आवश्यकताएँ: झिल्ली की सुरक्षा के लिए महीन स्क्रीनिंग और कभी-कभी अतिरिक्त पूर्व-उपचार चरणों की आवश्यकता अग्रिम लागतों को बढ़ा सकती है।
हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कम पदचिह्न कभी -कभी घनी आबादी वाले क्षेत्रों में भूमि अधिग्रहण की लागत को ऑफसेट कर सकता है।
परिचालन लागत (ऊर्जा, रसायन):
ऊर्जा की खपत: एमबीआर आम तौर पर पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में अधिक ऊर्जा-गहन होते हैं, जिनमें वातन (जैविक गतिविधि और झिल्ली स्कॉरिंग दोनों के लिए) सबसे बड़ा ऊर्जा उपभोक्ता होता है, जो अक्सर कुल ऊर्जा मांग के 50-70% के लिए लेखांकन होता है। Permeate पंपिंग भी ऊर्जा उपयोग में योगदान देता है।
रासायनिक लागत: जबकि एमबीआर कीचड़ उत्पादन को कम करते हैं, वे झिल्ली की सफाई (जैसे, क्लोरीन, एसिड, अल्कलिस) और कभी -कभी रासायनिक फास्फोरस हटाने या पीएच समायोजन के लिए उपयोग किए जाने वाले रसायनों के लिए लागत को बढ़ाते हैं।
झिल्ली प्रतिस्थापन: झिल्ली में एक परिमित जीवनकाल (आमतौर पर 5-10 वर्ष, ऑपरेशन के आधार पर) होता है, और उनके आवधिक प्रतिस्थापन एक महत्वपूर्ण आवर्ती परिचालन व्यय का प्रतिनिधित्व करते हैं।
झिल्ली की भौतिक अखंडता को बनाए रखना प्रवाह गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए सर्वोपरि है।
झिल्ली क्षति के लिए संभावित: झिल्ली, विशेष रूप से खोखले फाइबर, शारीरिक क्षति के लिए अतिसंवेदनशील हो सकते हैं:
अपघर्षक कण: मिश्रित शराब में तेज या अपघर्षक कणों की उपस्थिति के लिए अपर्याप्त पूर्व-उपचार।
अत्यधिक यांत्रिक तनाव: उच्च सक्शन दबाव, आक्रामक एयर स्कॉरिंग, या स्थापना या रखरखाव के दौरान अनुचित हैंडलिंग से फाइबर टूटना या शीट फाड़ हो सकता है।
रासायनिक क्षरण: लंबे समय तक ऑक्सीडेंट की अत्यधिक आक्रामक सफाई रसायनों या उच्च सांद्रता के संपर्क में आने से झिल्ली सामग्री को नीचा दिखाया जा सकता है।
निगरानी और रखरखाव: झिल्ली क्षति के जोखिमों को कम करने के लिए और लगातार अपशिष्ट गुणवत्ता सुनिश्चित करें, कठोर निगरानी और रखरखाव प्रोटोकॉल आवश्यक हैं:
ऑनलाइन निगरानी: पर्मेट टर्बिडिटी, ट्रांसमेम्ब्रेन प्रेशर (टीएमपी), और फ्लक्स की निरंतर निगरानी झिल्ली की अखंडता में एक उल्लंघन के तत्काल संकेत प्रदान कर सकती है। पर्मेट टर्बिडिटी में अचानक वृद्धि एक लाल झंडा है।
अखंडता परीक्षण: नियमित अखंडता परीक्षण, जैसे कि दबाव क्षय परीक्षण (पीडीटी) या बबल पॉइंट परीक्षण, छोटे लीक या फाइबर टूटने का पता लगाने के लिए किया जाता है, इससे पहले कि वे काफी हद तक गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। इन परीक्षणों में हवा के साथ झिल्ली मॉड्यूल पर दबाव बनाना और एक दबाव ड्रॉप के लिए निगरानी करना शामिल है, जो एक रिसाव को इंगित करता है।
दृश्य निरीक्षण: झिल्ली मॉड्यूल के आवधिक दृश्य निरीक्षण क्षति या अत्यधिक फाउलिंग के किसी भी दृश्यमान संकेतों की पहचान करने में मदद कर सकते हैं।
मरम्मत/प्रतिस्थापन: क्षतिग्रस्त फाइबर या मॉड्यूल की तुरंत मरम्मत की जानी चाहिए (जैसे, टूटे हुए फाइबर को प्लग करके) या सिस्टम के प्रदर्शन और अपशिष्ट गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।
एमबीआर झिल्ली की निरंतर प्रदर्शन, दीर्घायु और आर्थिक व्यवहार्यता के लिए प्रभावी रखरखाव और समय पर सफाई बिल्कुल महत्वपूर्ण है। एक कठोर सफाई के बिना, झिल्ली फाउलिंग जल्दी से सिस्टम को निष्क्रिय कर देगा।
सक्रिय दैनिक और साप्ताहिक निगरानी और सरल भौतिक उपाय एमबीआर रखरखाव की रीढ़ बनाते हैं।
टीएमपी और फ्लक्स की निगरानी: ट्रांसमेम्ब्रेन प्रेशर (टीएमपी) और पर्मेट फ्लक्स की निरंतर निगरानी एमबीआर सिस्टम के लिए सबसे महत्वपूर्ण परिचालन संकेतक है।
टीएमपी प्रवृत्ति: सामान्य ऑपरेशन के तहत, टीएमपी धीरे -धीरे एक हल्के, प्रतिवर्ती फाउलेंट परत के रूप में बढ़ेगा। टीएमपी में एक खड़ी या अचानक वृद्धि तेजी से फाउलिंग को दर्शाती है, यह दर्शाता है कि अधिक गहन सफाई या समस्या निवारण की आवश्यकता है।
प्रवाह की प्रवृत्ति: एक स्थिर प्रवाह बनाए रखना महत्वपूर्ण है। एक निरंतर टीएमपी में प्रवाह में कमी, या लक्ष्य प्रवाह को बनाए रखने में असमर्थता, फाउलिंग और कार्रवाई की आवश्यकता का भी संकेत देता है।
ऑपरेटर सफाई चक्रों को शेड्यूल करने और उनकी प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए इन रुझानों का उपयोग करते हैं। ट्रेंडिंग ऐतिहासिक डेटा भविष्य कहनेवाला रखरखाव और सफाई आवृत्तियों के अनुकूलन के लिए अनुमति देता है।
दृश्य निरीक्षण: झिल्ली मॉड्यूल और बायोरिएक्टर के नियमित दृश्य जांच आवश्यक हैं। यह भी शामिल है:
एयर स्कॉरिंग डिस्ट्रीब्यूशन: यह सुनिश्चित करना कि झिल्ली के नीचे हवा के डिफ्यूज़र झिल्ली की सतह से फाउलेंट्स को प्रभावी ढंग से नापसंद करने के लिए एक समान और जोरदार वायु स्कोरिंग प्रदान कर रहे हैं। अवरुद्ध डिफ्यूज़र स्थानीयकृत फाउलिंग को जन्म दे सकता है।
झिल्ली सतह: झिल्ली फाइबर या चादरों पर दिखाई देने वाली कीचड़ संचय, जैव-विकास, या शारीरिक क्षति के संकेतों की तलाश में।
Bioreactor स्वास्थ्य: फोमिंग, बुलिंग, या असामान्य रंग के संकेतों के लिए मिश्रित शराब का अवलोकन करना, जो झिल्ली के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाली एक अस्वास्थ्यकर जैविक प्रक्रिया का संकेत दे सकता है।
अनुकूलन वातन: सिर्फ स्कॉरिंग से परे, वातन को जैविक गतिविधि (सूक्ष्मजीवों को ऑक्सीजन प्रदान करना) और झिल्ली की सफाई के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए। उचित वायु प्रवाह दर और वितरण झिल्ली की सतह पर एक घने, अपरिवर्तनीय केक परत के गठन को रोकते हैं, जिससे शिथिल संलग्न कणों की निरंतर अव्यवस्था सुनिश्चित होती है।
एमबीआर सफाई विधियों को आमतौर पर उनकी तीव्रता और आवृत्ति द्वारा वर्गीकृत किया जाता है, जिसमें नियमित भौतिक सफाई से लेकर अधिक आक्रामक रासायनिक हस्तक्षेप तक होते हैं।
बैकवाशिंग (या बैकफ्लशिंग):
विवरण: यह सबसे लगातार और कम से कम आक्रामक सफाई विधि है। इसमें झिल्ली के माध्यम से पर्मेट के प्रवाह को संक्षेप में उलटना शामिल है, जो झिल्ली की सतह से संचित फाउलेंट को धक्का देता है और मिश्रित शराब में वापस जाता है। जलमग्न MBRs के लिए, इसमें अक्सर झिल्ली के बाहर (मिश्रित शराब पक्ष) तक अंदर (Permeate पक्ष) से साफ -सुथरे पेरामेट पानी (या कभी -कभी इलाज किए गए प्रवाह) का मामूली सकारात्मक दबाव लागू करना शामिल होता है। एयर स्कॉरिंग आमतौर पर नापसंद में सहायता के लिए बैकवाशिंग के दौरान जारी रहता है।
आवृत्ति और प्रभावशीलता: बैकवाशिंग अक्सर 30-60 सेकंड की अवधि के लिए हर 10-20 मिनट में अक्सर किया जाता है। यह ढीले, प्रतिवर्ती फाउलेंट (जैसे गतिशील झिल्ली या हल्के से adsorbed कणों) को हटाने और सामान्य संचालन के दौरान अपेक्षाकृत स्थिर प्रवाह बनाए रखने में अत्यधिक प्रभावी है। यह एक भौतिक सफाई विधि माना जाता है।
रासायनिक रूप से बढ़ाया बैकवाशिंग (CEB):
विवरण: CEB एक अधिक गहन भौतिक सफाई विधि है जहां सफाई रसायन की कम एकाग्रता को बैकवाश पानी में जोड़ा जाता है। रासायनिक समाधान झिल्ली के माध्यम से स्पंदित किया जाता है या बैकवाश किए जाने से पहले थोड़ी सी अवधि के लिए भिगोने की अनुमति दी जाती है। यह फाउलेंट को भंग करने या फैलाने की रासायनिक कार्रवाई के साथ बैकवाशिंग के भौतिक हटाने को जोड़ता है।
बैकवाशिंग में सुधार के लिए रसायनों का उपयोग: CEB आमतौर पर कार्बनिक और जैविक फाउलेंट के लिए सोडियम हाइपोक्लोराइट (NaClo) जैसे ऑक्सीडेंट का उपयोग करता है, या अकार्बनिक स्केलिंग के लिए एसिड (जैसे, साइट्रिक एसिड)। रासायनिक एकाग्रता एक पूर्ण रासायनिक सफाई की तुलना में कम है, और संपर्क समय कम है।
आवृत्ति और प्रभावशीलता: सीईबी को मानक बैकवाश की तुलना में कम बार किया जाता है, आमतौर पर एक बार दैनिक एक बार एक बार साप्ताहिक रूप से, फाउलिंग दरों के आधार पर। वे अधिक लगातार हटाने में प्रभावी हैं, फिर भी अभी भी काफी हद तक प्रतिवर्ती, फाउलेंट हैं और पूर्ण रासायनिक सफाई की आवश्यकता में देरी करने में मदद करते हैं।
रासायनिक सफाई (क्लीन-इन-प्लेस-CIP):
विवरण: CIP एक अधिक आक्रामक और कम लगातार सफाई विधि है जिसे झिल्ली पारगम्यता को बहाल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जब भौतिक और रासायनिक रूप से बढ़ाया बैकवाश अब पर्याप्त नहीं हैं। इसमें एक झिल्ली मॉड्यूल या बैंक को अलग करना, मिश्रित शराब को सूखा देना, और फिर विस्तारित अवधि के लिए मॉड्यूल के माध्यम से केंद्रित रासायनिक सफाई समाधानों को फिर से शुरू करना (घंटों से रात भर)।
सफाई एजेंटों के प्रकार (एसिड, अल्कलिस, ऑक्सीडेंट):
क्षारीय क्लीनर (जैसे, सोडियम हाइपोक्लोराइट - नैकलो, सोडियम हाइड्रॉक्साइड - NaOH): कार्बनिक फाउलेंट्स (प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, ह्यूमिक पदार्थ) और जैविक फिल्मों को भंग और फैलाने में अत्यधिक प्रभावी। नैकलो भी एक कीटाणुनाशक के रूप में कार्य करता है।
अम्लीय क्लीनर (जैसे, साइट्रिक एसिड, ऑक्सालिक एसिड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड - एचसीएल): मुख्य रूप से अकार्बनिक स्केलेंट (जैसे, कैल्शियम कार्बोनेट, मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड, लोहे की अवक्षेपण) को भंग करने के लिए उपयोग किया जाता है।
अन्य विशेष क्लीनर: विशिष्ट फाउलेंट रचना के आधार पर, एंजाइम (विशिष्ट कार्बनिक यौगिकों के लिए) जैसे अन्य रसायनों, सर्फेक्टेंट, या मालिकाना योगों का उपयोग किया जा सकता है।
सफाई प्रोटोकॉल: CIP में आमतौर पर चरणों का एक अनुक्रम शामिल होता है:
अलगाव और जल निकासी: झिल्ली मॉड्यूल को ऑफ़लाइन लिया जाता है और मिश्रित शराब से निकाला जाता है।
Rinsing: ढीले ठोस पदार्थों को हटाने के लिए पर्मेट के साथ rinsed।
रासायनिक भिगोने/पुनरावृत्ति: उपयुक्त सफाई समाधान (एसिड या क्षारीय, अक्सर क्रमिक रूप से) पेश किया जाता है और या तो एक निर्दिष्ट अवधि और तापमान (अक्सर सफाई को बढ़ाने के लिए ऊंचा) के लिए झिल्ली मॉड्यूल के माध्यम से भिगोने या लगातार पुन: पेश किया जाता है।
Rinsing: सभी रासायनिक अवशेषों को हटाने के लिए रासायनिक सफाई के बाद साफ पानी के साथ पूरी तरह से rinsing महत्वपूर्ण है।
सेवा पर लौटें: मॉड्यूल को सेवा में लौटा दिया जाता है, अक्सर एक मॉनिटर किए गए स्टार्ट-अप चरण के साथ।
आवृत्ति और प्रभावशीलता: CIPS को बहुत कम बार किया जाता है, आमतौर पर महीने में एक बार हर कुछ महीनों से, या TMP प्रवृत्ति द्वारा तय की जाती है जो एक पूर्व-सेट सीमा तक पहुंचती है। वे झिल्ली की मूल पारगम्यता के एक महत्वपूर्ण हिस्से को बहाल करने में अत्यधिक प्रभावी हैं, जो समय के साथ जमा होने वाले, अपरिवर्तनीय फाउलेंट को हटाते हैं।
ऑफ़लाइन सफाई (क्लीनिंग-आउट-ऑफ-प्लेस-COP): कुछ गंभीर फाउलिंग परिदृश्यों में, या आवधिक गहरी सफाई के लिए, झिल्ली मॉड्यूल को टैंक से हटाया जा सकता है और एक समर्पित ऑफ-साइट सफाई टैंक में भिगोया या साफ किया जा सकता है। यह अधिक आक्रामक रसायनों, उच्च तापमान, या लंबे समय तक भिगोने वाले समय के लिए अनुमति देता है, और विशेष रूप से भारी फाउल्ड मॉड्यूल के लिए प्रभावी हो सकता है।
जबकि एमबीआर प्रौद्योगिकी के सैद्धांतिक लाभ और परिचालन तंत्र सम्मोहक हैं, इसका वास्तविक प्रभाव सफल वास्तविक दुनिया के कार्यान्वयन के माध्यम से सबसे अच्छा प्रदर्शन किया जाता है। ये केस स्टडी विभिन्न पैमानों और अनुप्रयोगों में एमबीआर की बहुमुखी प्रतिभा और प्रभावशीलता को उजागर करते हैं, जो उनके प्रदर्शन और सीखे गए पाठों में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
यहां, हम सामान्य और महत्वपूर्ण एमबीआर अनुप्रयोगों का प्रतिनिधित्व करने वाले कुछ काल्पनिक उदाहरणों का पता लगाएंगे। जब आप अपना वास्तविक लेख लिखते हैं, तो आप ठोस डेटा के साथ विशिष्ट, प्रकाशित केस अध्ययन ढूंढना चाहेंगे।
उदाहरण 1: पानी के पुन: उपयोग के लिए शहरी नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार
स्थान/परियोजना: एक घनी आबादी वाले तटीय शहर (जैसे, बार्सिलोना, सिंगापुर, या कैलिफोर्निया के कुछ हिस्सों की तरह) में एक घनी आबादी वाले तटीय शहर (जैसे, कहीं न कहीं पानी की कमी का अनुभव कर रहे हैं) में "एक्वसिटी रिक्लेम प्रोजेक्ट" की कल्पना करें।
समस्या संबोधित: शहर को पानी की मांग में वृद्धि, मीठे पानी के संसाधनों को कम करने और इसके पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र (WWTP) के लिए कड़े निर्वहन सीमा का सामना करना पड़ा। मौजूदा संयंत्र अपनी क्षमता के पास भी था और मूल्यवान शहरी भूमि पर कब्जा कर लिया था।
एमबीआर समाधान: एक नई, केंद्रीकृत एमबीआर सुविधा का निर्माण किया गया था, जिसे नगरपालिका अपशिष्ट जल के 50,000 वर्गमीटर/दिन (लगभग 13.2 एमजीडी) का इलाज करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। सिस्टम ने जलमग्न पॉलिमेरिक (PVDF) झिल्ली का उपयोग किया। उच्च गुणवत्ता वाले एमबीआर प्रवाह को तब यूवी कीटाणुशोधन और औद्योगिक प्रक्रिया के पानी और अप्रत्यक्ष पीने योग्य पुन: उपयोग के लिए रिवर्स ऑस्मोसिस द्वारा एक छोटे से हिस्से द्वारा इलाज किया गया था।
प्रदर्शन डेटा:
Effluent गुणवत्ता: लगातार प्राप्त TSS <1 mg/l, bod <3 mg/l, कुल नाइट्रोजन <5 mg/l, और लगभग पूर्ण रूप से fecal coliforms को हटाने। टर्बिडिटी आमतौर पर 0.1 एनटीयू से कम होती है।
पदचिह्न में कमी: सार्वजनिक उपयोग के लिए महत्वपूर्ण भूमि को मुक्त करते हुए, एक पारंपरिक प्रणाली को अपने आकार में 3 गुना बदल दिया।
पानी का पुन: उपयोग: शहर को अपनी गैर-संभावित पानी की मांग के 30% की भरपाई करने और जल सुरक्षा बढ़ाने के लिए एक्विफर रिचार्ज में योगदान करने में सक्षम बनाया।
कुंजी ले जाएं: शहरी वातावरण में महत्वपूर्ण अंतरिक्ष-बचत लाभों के साथ उन्नत पुन: उपयोग के लिए उपयुक्त उच्च गुणवत्ता वाले अपशिष्ट प्रदान करते हुए बड़े नगरपालिका प्रवाह को संभालने की एमबीआर की क्षमता का प्रदर्शन करता है।
उदाहरण 2: खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र में औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार
स्थान/परियोजना: "ग्रीनफूड्स प्रोसेसिंग फैसिलिटी" एक ग्रामीण क्षेत्र में सख्त स्थानीय डिस्चार्ज नियमों (जैसे, नीदरलैंड में एक डेयरी फार्म या पेय संयंत्र, उच्च पर्यावरणीय मानकों के लिए जाना जाता है) के साथ एक ग्रामीण क्षेत्र में।
समस्या संबोधित: खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र ने उच्च शक्ति वाले कार्बनिक भार (उच्च बीओडी/कॉड, वसा, तेल, और ग्रीस) के साथ उच्च शक्ति वाले अपशिष्ट जल उत्पन्न किए और डिस्चार्ज फीस और संभावित परमिट उल्लंघन का सामना किया। मीठे पानी की खपत को कम करने की भी इच्छा थी।
एमबीआर समाधान: सिरेमिक ट्यूबलर झिल्ली के साथ एक बाहरी (sidestream) MBR सिस्टम को 1,000 m g/दिन (लगभग 0.26 mgd) प्रक्रिया अपशिष्ट जल के इलाज के लिए स्थापित किया गया था। सिरेमिक झिल्ली की पसंद उच्च तापमान की सफाई और चुनौतीपूर्ण औद्योगिक फाउलेंट्स के खिलाफ मजबूत प्रदर्शन की क्षमता से प्रेरित थी। उपचारित पानी को गैर-संपर्क शीतलन और वाशडाउन अनुप्रयोगों के लिए पुन: उपयोग किया गया था।
प्रदर्शन डेटा:
प्रदूषक हटाने: प्राप्त> 98% बीओडी हटाने,> 95% सीओडी हटाने, और प्रभावी रूप से प्रबंधित कोहरे, सभी स्थानीय निर्वहन सीमाओं को पूरा करते हैं।
पानी का पुनर्चक्रण: उपचारित अपशिष्ट जल के लगभग 70% के पुनर्चक्रण को सक्षम किया, मीठे पानी के सेवन और डिस्चार्ज वॉल्यूम को काफी कम कर दिया।
मजबूती: ऑर्गेनिक शॉक लोड के लिए लचीलापन और विशिष्ट औद्योगिक फाउलेंट्स के लिए प्रभावी सफाई।
कुंजी ले जाएं: चुनौतीपूर्ण औद्योगिक सेटिंग्स में एमबीआर के मजबूत प्रदर्शन को दिखाता है, विशेष रूप से सिरेमिक झिल्ली के साथ, महत्वपूर्ण पानी के पुन: उपयोग और अनुपालन की सुविधा प्रदान करता है।
उदाहरण 3: दूरस्थ समुदाय अपशिष्ट जल उपचार
स्थान/परियोजना: एक संवेदनशील पारिस्थितिक क्षेत्र (जैसे, एक राष्ट्रीय उद्यान या दूरस्थ पर्यटन स्थल) में "माउंटेन व्यू इको-रिज़ॉर्ट"।
समस्या संबोधित: रिसॉर्ट को एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय अपशिष्ट जल उपचार समाधान की आवश्यकता थी जो प्राचीन स्थानीय वातावरण की रक्षा के लिए और ऑन-साइट सिंचाई के लिए असाधारण रूप से स्वच्छ अपशिष्ट का उत्पादन करता था। दूरस्थ रूप से संचालित करने के लिए परंपरागत प्रणाली बहुत बड़ी और जटिल थी।
एमबीआर समाधान: एक कॉम्पैक्ट, मॉड्यूलर जलमग्न MBR सिस्टम (200 m,/दिन, लगभग 0.05 mgd) स्थापित किया गया था। इसके स्वचालित नियंत्रण और न्यूनतम पदचिह्न दूरस्थ स्थान के लिए आदर्श थे।
प्रदर्शन डेटा:
Effluent गुणवत्ता: संवेदनशील पानी और अप्रतिबंधित सिंचाई के लिए प्रत्यक्ष निर्वहन के लिए उपयुक्त अपशिष्ट, लगातार बहुत कम पोषक तत्व और रोगज़नक़ सीमाओं को पूरा करते हैं।
परिचालन सादगी: दूरस्थ निगरानी और स्वचालित सफाई चक्रों ने निरंतर ऑन-साइट ऑपरेटर उपस्थिति की आवश्यकता को कम किया।
पर्यावरण संरक्षण: स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र पर कोई हानिकारक प्रभाव नहीं है।
कुंजी ले जाएं: इसकी कॉम्पैक्ट प्रकृति, उच्च अपशिष्ट गुणवत्ता और परिचालन स्थिरता के कारण विकेंद्रीकृत अनुप्रयोगों, दूरस्थ स्थानों और संवेदनशील वातावरण के लिए एमबीआर की उपयुक्तता पर प्रकाश डालता है।
पिछले एमबीआर कार्यान्वयन का विश्लेषण करना भविष्य की परियोजनाओं के लिए महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, सामान्य नुकसान से बचने और प्रदर्शन का अनुकूलन करने में मदद करता है।
सामान्य नुकसान और उनसे कैसे बचें:
अपर्याप्त पूर्व-उपचार: यह एमबीआर परिचालन मुद्दों और झिल्ली क्षति का सबसे लगातार कारण है। समाधानों में मजबूत फाइन स्क्रीनिंग (1-3 मिमी या उससे कम), प्रभावी ग्रिट हटाने, और कभी-कभी उच्च कोहरे भार के लिए विघटित एयर फ्लोटेशन (डीएएफ) शामिल हैं।
फाउलिंग नियंत्रण के लिए उचित डिजाइन की कमी: विशिष्ट अपशिष्ट जल विशेषताओं के लिए लेखांकन या अपर्याप्त एयर स्कॉरिंग को डिजाइन करने से तेजी से और अपरिवर्तनीय फाउलिंग हो सकती है। इससे बचने के लिए पूरी तरह से पायलट परीक्षण और अनुभवी एमबीआर डिजाइन इंजीनियरों की आवश्यकता होती है।
अपर्याप्त ऑपरेटर प्रशिक्षण: MBRs परिष्कृत सिस्टम हैं। ऑपरेटरों को स्वचालित नियंत्रण, झिल्ली सफाई प्रोटोकॉल, अखंडता परीक्षण और समस्या निवारण पर व्यापक प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है।
ऊर्जा लागतों को कम करके आंका गया: कॉम्पैक्ट करते समय, एमबीआर ऊर्जा-गहन हो सकता है, मुख्य रूप से वातन के कारण। ऊर्जा दक्षता के लिए सावधानीपूर्वक डिजाइन (जैसे, अनुकूलित एयर स्कॉरिंग, कुशल ब्लोअर) महत्वपूर्ण है।
खराब रासायनिक सफाई रणनीति: गलत रसायनों, गलत सांद्रता, या अपर्याप्त भिगोने वाले समय का उपयोग करने से अप्रभावी सफाई या यहां तक कि झिल्ली की क्षति हो सकती है। रासायनिक सफाई के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण, जिसे अक्सर झिल्ली आपूर्तिकर्ताओं द्वारा निर्देशित किया जाता है, महत्वपूर्ण है।
एमबीआर ऑपरेशन के लिए सर्वोत्तम अभ्यास:
सक्रिय फाउलिंग प्रबंधन: टीएमपी रुझानों के आधार पर नियमित बैकवाश और सीईबी को लागू करें। CIP प्रदर्शन करने के लिए गंभीर फाउलिंग की प्रतीक्षा न करें।
लगातार पूर्व-उपचार: सुनिश्चित करें कि स्क्रीन नियमित रूप से साफ और बनाए रखी जाती हैं, और ग्रिट रिमूवल सिस्टम को अनुकूलित किया जाता है।
स्थिर जीव विज्ञान बनाए रखें: एक स्वस्थ और स्थिर माइक्रोबियल समुदाय सुनिश्चित करने के लिए प्रमुख जैविक मापदंडों (जैसे, एमएलएसएस, भंग ऑक्सीजन, पीएच) की निगरानी करें, जो समग्र प्रदर्शन और कम फाउलिंग के लिए महत्वपूर्ण है।
नियमित अखंडता परीक्षण: नियमित रूप से झिल्ली उल्लंघनों का पता लगाने के लिए दबाव क्षय या बबल पॉइंट परीक्षणों का संचालन करते हैं, जो कि गुणवत्ता की गुणवत्ता की रक्षा करते हैं।
अनुकूलन वातन: सुनिश्चित करें कि एयर स्कॉर पर्याप्त है और अत्यधिक ऊर्जा की खपत के बिना झिल्ली को साफ रखने के लिए समान रूप से वितरित किया जाता है।
व्यापक डेटा लॉगिंग: रुझानों की पहचान करने, प्रक्रियाओं का अनुकूलन करने और रखरखाव की जरूरतों की भविष्यवाणी करने के लिए परिचालन डेटा (टीएमपी, फ्लक्स, सफाई आवृत्तियों, रासायनिक उपयोग) का विश्लेषण करें।
निर्माता दिशानिर्देश और समर्थन: झिल्ली निर्माता के परिचालन और सफाई दिशानिर्देशों के बारीकी से पालन करें, और उनके तकनीकी सहायता का लाभ उठाएं। $
86 - 571 - 88647609
+86-15267462807
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