एमबीआर बनाम एमबीबीआर: "एमएलएसएस विरोधाभास" और उपचार संयंत्र पदचिह्न पर इसका प्रभाव

उन्नत अपशिष्ट जल उपचार क्षेत्र में, मेम्ब्रेन बायोरिएक्टर (एमबीआर) और मूविंग बेड बायोफिल्म रिएक्टर (एमबीबीआर) दो सबसे प्रमुख प्रौद्योगिकियां हैं। हालाँकि, जब इंजीनियर और डिज़ाइनर अपने मुख्य मापदंडों की तुलना करते हैं—विशेष रूप से मिश्रित शराब निलंबित ठोस (एमएलएसएस) -वे अक्सर एक प्रति-सहज ज्ञान युक्त "विरोधाभास" का सामना करते हैं।

एमबीआर सिस्टम आमतौर पर बहुत उच्च एमएलएसएस सांद्रता (8,000-12,000 मिलीग्राम/लीटर) पर काम करते हैं, जबकि एमबीबीआर सिस्टम तरल चरण में बहुत कम सांद्रता पर काम करते प्रतीत होते हैं।

यह आलेख बताता है कि यह अंतर क्यों मौजूद है, निलंबित से संलग्न वृद्धि की ओर मूलभूत बदलाव की पड़ताल करता है, और 500 का उपयोग करता है एम ³ यह प्रदर्शित करने के लिए / दिन का केस अध्ययन कि कैसे ये जैविक अंतर किसी उपचार संयंत्र के भौतिक पदचिह्न और लेआउट को सीधे प्रभावित करते हैं।

भाग 1: जैविक अंतर को समझना ("एमएलएसएस विरोधाभास")

एमएलएसएस असमानता का मूल कारण उस बुनियादी तरीके में निहित है जिसमें ये दो प्रौद्योगिकियां अपने माइक्रोबियल कार्यबल को रखती हैं।

1. एमबीआर: शारीरिक प्रतिधारण के माध्यम से उच्च एमएलएसएस

मूल सिद्धांत: "केवल पानी निकलता है, कीचड़ रह जाता है।"

एमबीआर सिस्टम बेहद छोटे छिद्र आकार (आमतौर पर लगभग 0.04) वाली झिल्लियों का उपयोग करते हैं μ एम) ठोस-तरल पृथक्करण के लिए। झिल्ली एक आदर्श अवरोधक के रूप में कार्य करती है; साफ पानी अंदर प्रवेश कर जाता है, लेकिन बैक्टीरिया और कीचड़ के झुंड बायोरिएक्टर के भीतर पूरी तरह से बरकरार रहते हैं।

क्योंकि कीचड़ बाहर नहीं निकल सकता, ऑपरेटर सक्रिय कीचड़ की अत्यधिक उच्च सांद्रता "खेती" कर सकते हैं।

• सादृश्य: एक एमबीआर टैंक के बारे में सोचें भीड़भाड़ वाला प्लाजा . अधिक कार्यभार (प्रदूषक) को संभालने के लिए, इंजीनियर पारंपरिक प्रणाली की तुलना में 3 से 4 गुना अधिक श्रमिकों (बैक्टीरिया) को जबरदस्ती ठूंस देते हैं।

2. एमबीबीआर: संलग्न विकास के माध्यम से कम तरल एमएलएसएस

मूल सिद्धांत: कार्यबल "घरों" (मीडिया) पर है, सड़क (पानी) पर नहीं।

एमबीबीआर तकनीक पर निर्भर करता है संलग्न विकास प्रक्रिया . प्राथमिक उपचार एजेंट सूक्ष्मजीव होते हैं जो खुद को निलंबित प्लास्टिक वाहक (मीडिया) की संरक्षित सतहों से जोड़ते हैं, जिससे एक मजबूत संरचना बनती है बायोफिल्म .

यदि आप एमबीबीआर टैंक के तरल चरण में निलंबित ठोस पदार्थों को मापते हैं, तो एमएलएसएस आमतौर पर पारंपरिक सक्रिय कीचड़ के समान कम (2,000-4,000 मिलीग्राम/लीटर) होता है। हालाँकि, यह भ्रामक है. सिस्टम की वास्तविक उपचार शक्ति मीडिया से जुड़े बायोमास में निहित है। जब इस बायोफिल्म का हिसाब लगाया जाता है, तो "समतुल्य बायोमास" एमबीबीआर का स्तर बहुत अधिक होता है, जिसकी तुलना अक्सर एमबीआर से की जा सकती है।

• सादृश्य: एमबीबीआर उच्च-घनत्व के निर्माण के बारे में है आवास बैक्टीरिया के लिए. "सड़कों" में पानी अपेक्षाकृत साफ़ है क्योंकि अधिकांश आबादी अपने "घरों" के अंदर काम कर रही है।

जैविक अंतर का सारांश

ये अलग-अलग दृष्टिकोण अलग-अलग परिचालन फोकस निर्धारित करते हैं:

भाग 2: जीव विज्ञान से पदचिह्न तक (ए 500 एम ³ केस स्टडी)

ये जैविक अंतर भौतिक वास्तविकता में कैसे परिवर्तित होते हैं? परिणाम अक्सर आश्चर्यजनक होते हैं.

इसे स्पष्ट करने के लिए, हमने एक नगरपालिका सीवेज उपचार संयंत्र की क्षमता के लिए एक तुलनात्मक डिजाइन का अनुकरण किया 500 टन/दिन (500 एम ³ /डी) .

1. गणना तुलना परिणाम

जैसा कि नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है, दो प्रणालियों के लिए आवश्यक कुल नागरिक मात्रा में काफी अंतर है, मुख्य रूप से स्पष्टीकरण की आवश्यकता के कारण।

2. लेआउट अंतर का विश्लेषण

एमबीआर: पौधे को "बॉक्स" में रखना

एमबीआर जैविक टैंक में पृथक्करण को एकीकृत करके अत्यधिक सघनता प्राप्त करता है।

• कोई द्वितीयक स्पष्टीकरण नहीं: पारंपरिक स्पष्टीकरण महत्वपूर्ण भूमि क्षेत्र पर कब्जा करते हैं। एमबीआर अनिवार्य रूप से झिल्लियों का उपयोग करके इस संपूर्ण प्रक्रिया चरण को "काटता" है।
• व्यापार-बंद: जबकि सिविल कार्यों को कम कर दिया गया है, एमबीआर को इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों में महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता होती है, जिसमें झिल्ली स्किड्स, जटिल बैकवॉश पंप, रासायनिक सफाई प्रणाली (सीआईपी), और एक बड़े उपकरण कक्ष में रखे गए उच्च-शक्ति वायु कंप्रेसर शामिल हैं।

एमबीबीआर: पारंपरिक "अंगों" के साथ एक शक्तिशाली "हृदय"

एमबीबीआर पारंपरिक पृथक्करण के बाद एक अत्यधिक कुशल जैविक रिएक्टर का उपयोग करता है।

• कुशल रिएक्टर: क्योंकि मीडिया पर बायोफिल्म बड़ी मात्रा में सक्रिय बायोमास रखती है, बीओडी हटाने की दक्षता बहुत अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप एक कॉम्पैक्ट बायोरिएक्टर (केवल 60) होता है एम ³ इस उदाहरण में)।
• निपटान की आवश्यकता: एमबीबीआर एक सतत प्रक्रिया है जहां पुरानी बायोफिल्म स्वाभाविक रूप से मीडिया को पानी में "धीमा" कर देती है। इसलिए, बहिःस्राव एमust इन ठोस पदार्थों को अलग करने के लिए एक उच्च दक्षता वाले स्पष्टीकरण (जैसे ट्यूब सेटलर या डीएएफ) से गुजरें; अन्यथा, अंतिम प्रवाह निलंबित ठोस पदार्थों के निर्वहन मानकों को पूरा नहीं करेगा।

निष्कर्ष और चयन गाइड

एमबीआर और एमबीबीआर के बीच चयन इस बारे में नहीं है कि कौन सी तकनीक "बेहतर" है, बल्कि यह है कि ट्रेड-ऑफ का कौन सा सेट विशिष्ट परियोजना बाधाओं के लिए सबसे उपयुक्त है।

एमबीआर चुनें जब:

• स्थान प्राथमिक बाधा है: शहरी भूमिगत संयंत्रों, होटल बेसमेंट या अस्पतालों के लिए आदर्श जहां भूमि की कीमतें अत्यधिक हैं।
• उच्च गुणवत्ता वाले पुन: उपयोग की आवश्यकता है: प्रवाह अल्ट्रा-फ़िल्टर किया गया है, एसएस शून्य के करीब है, जो इसे सीधे गैर-पीने योग्य पुन: उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।

एमबीबीआर तब चुनें जब:

• परिचालन सरलता सर्वोपरि है: ग्राहक एक मजबूत प्रणाली को प्राथमिकता देता है जिसमें ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव या झिल्ली सफाई व्यवस्था की दैनिक निगरानी की आवश्यकता नहीं होती है।
• यह एक रेट्रोफ़िट परियोजना है: बड़े सिविल कार्यों के बिना क्षमता बढ़ाने के लिए मीडिया को अक्सर मौजूदा वातन टैंकों में जोड़ा जा सकता है।
• प्रभावशाली गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव होता है: बायोफिल्म संरचना एमबीबीआर को शॉक लोड के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी बनाती है, जो औद्योगिक अनुप्रयोगों में आम है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न: एमबीआर बनाम एमबीबीआर चयन और संचालन

1. अर्थशास्त्र: कौन सी प्रणाली अधिक लागत प्रभावी है?

यह इस पर निर्भर करता है कि आप लागत कैसे मापते हैं (पूंजी बनाम परिचालन):

• पूंजीगत व्यय (प्रारंभिक लागत): एमबीबीआर आम तौर पर सस्ता होता है। एमबीआर झिल्ली महंगे सटीक उत्पाद हैं। हालाँकि, यदि भूमि की कीमतें बहुत अधिक हैं, तो एमबीआर की सिविल कार्य बचत उपकरण लागत की भरपाई कर सकती है।
• ओपेक्स (चलने की लागत): एमबीबीआर काफी सस्ता है। एमबीआर को वायु शोधन (झिल्लियों को साफ रखने के लिए) और नियमित रासायनिक सफाई एजेंटों के लिए उच्च ऊर्जा खपत की आवश्यकता होती है। एमबीबीआर में ऊर्जा की मांग कम है और जैविक चरण के लिए कोई रासायनिक लागत नहीं है।

2. जीवनकाल: मुझे मुख्य घटकों को कितनी बार बदलने की आवश्यकता होगी?

• एमबीआर झिल्ली: आमतौर पर 5 से 8 वर्ष ब्रांड और पानी की गुणवत्ता के आधार पर। झिल्लियों को बदलना एक बड़ा पूंजीगत व्यय है।
• एमबीबीआर मीडिया: आमतौर पर 15 से 20 साल . एचडीपीई प्लास्टिक मीडिया बेहद टिकाऊ है और शायद ही कभी प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, यदि कुछ खो जाते हैं तो केवल कभी-कभार "टॉप-अप" किया जाता है।

3. रखरखाव: किसे संचालित करना कठिन है?

• एमबीआर: आवश्यकता है कुशल संचालन . ऑपरेटरों को ट्रांस-मेम्ब्रेन प्रेशर (टीएमपी) की निगरानी करनी चाहिए, स्वचालित बैकवाशिंग का प्रबंधन करना चाहिए, और एसिड/क्लोरीन के साथ केमिकल इन-प्लेस (सीआईपी) सफाई करनी चाहिए। यदि झिल्ली बंद हो जाए तो पौधा रुक जाता है।
• एमबीबीआर: आवश्यकता है कम रखरखाव . यह एक स्व-विनियमन प्रक्रिया है। मुख्य रखरखाव में रिटेंशन स्क्रीन (यह सुनिश्चित करने के लिए कि मीडिया बच न जाए) और वातन प्रणाली की जाँच करना शामिल है। यह ऑपरेटर की त्रुटि को कहीं अधिक क्षमा करने वाला है।

4. पूर्व-उपचार: क्या मुझे बढ़िया स्क्रीन की आवश्यकता है?

• एमबीआर: हाँ, गंभीर. बालों और मलबे को झिल्लियों को नुकसान पहुंचाने या अवरुद्ध होने से बचाने के लिए आपको बहुत महीन स्क्रीन (1 मिमी - 2 मिमी ड्रम) की आवश्यकता होती है। खराब पूर्व-उपचार एमबीआर को नष्ट कर देता है।
• एमबीबीआर: मानक। मानक मोटे या मध्यम स्क्रीन (3 मिमी - 6 मिमी) आमतौर पर पर्याप्त होते हैं, मुख्य रूप से रिटेंशन ग्रिड को बंद होने से बचाने के लिए।

5. रेट्रोफिटिंग: क्या मैं अपने मौजूदा टैंक को अपग्रेड कर सकता हूँ?

• एमबीबीआर: उत्कृष्ट उम्मीदवार. आप नए टैंकों के निर्माण के बिना इसकी उपचार क्षमता बढ़ाने के लिए अक्सर मीडिया को मौजूदा वातन टैंक (60-70% भरण अनुपात तक) में डंप कर सकते हैं।
• एमबीआर: मुश्किल. एक मानक टैंक को एमबीआर में परिवर्तित करने के लिए आमतौर पर झिल्ली स्किड स्थापित करने और पंप और ब्लोअर के लिए एक नया कमरा बनाने के लिए महत्वपूर्ण नागरिक संशोधन की आवश्यकता होती है।

6. नाइट्रोजन निष्कासन: कौन सा बेहतर है?

दोनों उच्च नाइट्रोजन निष्कासन प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन एमबीबीआर इसे अक्सर विशिष्ट विनाइट्रीकरण के लिए पसंद किया जाता है। बायोफिल्म संरचना एक वातित टैंक (एक साथ नाइट्रीकरण और विनाइट्रीकरण - एसएनडी) में भी बायोफिल्म के अंदर "एनोक्सिक परतों" की अनुमति देती है, जो बहुत कुशल हो सकती है।

7. ठंडी जलवायु: वे सर्दियों में कैसा प्रदर्शन करते हैं?

• एमबीबीआर ठंडे पानी में अधिक लचीला हो जाता है। बायोफिल्म बैक्टीरिया के लिए एक "सुरक्षात्मक घर" प्रदान करता है, जिससे उन्हें निलंबित कीचड़ की तुलना में तापमान में गिरावट के प्रति कम संवेदनशील बना दिया जाता है।