कीचड़ जमा होने का क्या कारण है - और इसे कैसे ठीक करें

सीधा उत्तर: कीचड़ जमाव तब होता है जब सक्रिय कीचड़ द्वितीयक स्पष्टीकरण में ठीक से व्यवस्थित होने में विफल रहता है, जिससे ठोस पदार्थ बहिःस्राव में चले जाते हैं। 90% से अधिक मामले फिलामेंटस बैक्टीरिया के अतिवृद्धि के कारण होते हैं। शेष मामलों में गैर-फिलामेंटस तंत्र शामिल हैं: एक्सोपॉलीमर अतिउत्पादन से चिपचिपा बल्किंग और विशिष्ट कार्बनिक एसिड से ज़ोग्लोअल बल्किंग। मूल ट्रिगर लगभग हमेशा एक परिचालन असंतुलन होता है - कम घुलनशील ऑक्सीजन, कम एफ/एम अनुपात, पोषक तत्वों की कमी, या तापमान का झटका - कोई यादृच्छिक जैविक घटना नहीं।

कीचड़ जमा होना क्या है?

सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया में कीचड़ जमाव एक निपटान विफलता है। द्वितीयक स्पष्टीकरण के तल पर सफाई से जमा होने के बजाय, कीचड़ एक बड़ा, धीमी गति से जमने वाला द्रव्यमान बनाता है जो प्रवाहित मेड़ की ओर बढ़ता है।

मानक निदान उपाय है कीचड़ मात्रा सूचकांक (एसवीआई) :

एसवीआई (एमएल/जी) = 30 मिनट के बाद बसे कीचड़ की मात्रा (एमएल/एल) / एमएलएसएस (मिलीग्राम/एल) x 1000

उच्च एसवीआई का मतलब है कि प्रत्येक ग्राम कीचड़ अधिक मात्रा में रहता है - कीचड़ रोएँदार, हल्का और अलग करने में कठिन होता है। परिणाम: द्वितीयक स्पष्टीकरण प्रदर्शन ढह जाता है, प्रवाह टीएसएस बढ़ जाता है, और जैविक उपचार दक्षता गिर जाती है।

कीचड़ जमाव के दो प्रकार

प्रकार 1: फिलामेंटस बल्किंग (>90% मामले)

फिलामेंटस बैक्टीरिया स्वस्थ सक्रिय कीचड़ का एक सामान्य हिस्सा हैं - वे फ्लॉक कणों की संरचनात्मक रीढ़ बनाते हैं। समस्या तब शुरू होती है जब वे अत्यधिक बढ़ जाते हैं और सूक्ष्मजीव समुदाय पर हावी हो जाते हैं।

फिलामेंटस जीवों का सतह-क्षेत्र-से-आयतन अनुपात झुंड बनाने वाले बैक्टीरिया की तुलना में बहुत अधिक होता है। तनाव की स्थिति में - कम डीओ, कम सब्सट्रेट, कम पोषक तत्व - यह अनुपात उन्हें प्रतिस्पर्धात्मक लाभ देता है: वे फ्लॉक-फॉर्मर्स की तुलना में घुलनशील ऑक्सीजन और सब्सट्रेट को अधिक कुशलता से निकाल सकते हैं। एक बार जब वे सीमा से आगे बढ़ जाते हैं, तो वे फ्लोक मैट्रिक्स से बाहर की ओर फैल जाते हैं, भौतिक रूप से कीचड़ को जमने से रोकते हैं।

दो संरचनात्मक पैटर्न हैं:

• ओपन फ्लोक/इंटर-फ्लोक ब्रिजिंग - फिलामेंट्स फ्लोक कणों के बीच फैलते हैं, एक शिथिल रूप से जुड़ा हुआ नेटवर्क बनाते हैं जो पानी को फँसाता है और संपीड़न का प्रतिरोध करता है
• स्थैतिक बाधा - व्यक्तिगत जीव इतने बड़े होते हैं कि वे अन्य फ़्लोक कणों को सामान्य रूप से व्यवस्थित होने से रोकते हैं

WWTPs में सबसे अधिक पहचाने जाने वाले फिलामेंटस जीव:

फिलामेंटस उभार के कारण माइक्रोथ्रिक्स पारविसेला यह निम्न-तापमान, कम-लोडिंग स्थितियों के साथ दृढ़ता से जुड़ा हुआ है - यह ए2O या ऑक्सीकरण खाई विन्यास चलाने वाले नगरपालिका संयंत्रों में एक सामान्य शीतकालीन घटना है। चीनी A2O प्लांट में एक पूर्ण-स्तरीय अध्ययन में, एसवीआई सर्दियों के महीनों के दौरान 265 ± 55 mL/g पर पहुंच गया, जब कीचड़ लोडिंग 0.05 किलोग्राम COD/(kg MLSS·दिन) से नीचे गिर गई।

प्रकार 2: गैर-फिलामेंटस बल्किंग (<10% मामले)

गैर-फिलामेंटस बल्किंग तब होती है जब फ्लोक बनाने वाले बैक्टीरिया स्वयं खराब हो जाते हैं - इसलिए नहीं कि फिलामेंट्स खत्म हो जाते हैं, बल्कि इसलिए क्योंकि फ्लोक के अंदर बैक्टीरिया असामान्य मात्रा में बाह्य कोशिकीय बहुलक पदार्थ (ईपीएस) उत्पन्न करते हैं जो फ्लॉक को जिलेटिनस और पानी बनाए रखने वाला बनाते हैं।

दो उप-प्रकार:

चिपचिपा (कीचड़) उभार - पोषक तत्वों की कमी (विशेषकर नाइट्रोजन या फास्फोरस की कमी) के तहत बैक्टीरिया अत्यधिक पॉलीसेकेराइड कीचड़ का उत्पादन करते हैं। माइक्रोस्कोपी के तहत कीचड़ पारभासी और जेल जैसा दिखाई देता है। एसवीआई उच्च है, लेकिन फिलामेंट गिनती सामान्य है। एंथ्रोन परीक्षण (कीचड़ पॉलीसेकेराइड को मापता है) ऊंचा मान (>20%) दिखाएगा, जो इसे ज़ोग्लोअल बल्किंग से अलग करता है।

ज़ोग्लोएलियल बल्किंग — ज़ूग्लोइया बैक्टीरिया उच्च एफ/एम स्थितियों में या जब विशिष्ट कार्बनिक अम्ल और अल्कोहल प्रभाव (सेप्टिक या किण्वित अपशिष्ट जल से) पर हावी हो जाते हैं, तो बढ़ जाते हैं। सूक्ष्मदर्शी के नीचे कीचड़ उंगली-जैसी या अमीबा-आकार का द्रव्यमान बनाती है। फिलामेंटस बल्किंग के विपरीत, ज़ोग्लोअल बल्किंग उच्च, कम नहीं, सब्सट्रेट सांद्रता से जुड़ा होता है।

मूल कारण: वास्तव में भारीपन को क्या ट्रिगर करता है

ट्रिगर को समझना आवश्यक है - मूल कारण को ठीक किए बिना लक्षण का इलाज (क्लोरीन की खुराक) केवल अस्थायी राहत देता है।

कारण 1: कम घुलनशील ऑक्सीजन (डीओ)

सबसे आम परिचालन कारण. जब डीओ वातन बेसिन में 1.0-1.5 मिलीग्राम/लीटर से नीचे गिर जाता है, तो फिलामेंटस बैक्टीरिया - अपने उच्च सतह क्षेत्र के साथ - उपलब्ध सीमित ऑक्सीजन के लिए फ्लोक-फॉर्मर्स से प्रतिस्पर्धा करते हैं।

स्थिर सक्रिय कीचड़ के लिए लक्ष्य DO: 2.0 मिलीग्राम/लीटर न्यूनतम , 2.0-3.0 मिलीग्राम/लीटर कायम।

निम्न डीओ भारी जीव: प्रकार 021एन, हैलिसकोमेनोबैक्टर हाइड्रोसिस , स्पैरोटिलस नटंस .

कारण 2: कम एफ/एम अनुपात (कम कीचड़ लोड हो रहा है)

समग्र रूप से फिलामेंटस उभार का सबसे प्रचलित मूल कारण। एफ/एम (खाद्य-से-सूक्ष्मजीव अनुपात) प्रति दिन एमएलएसएस के प्रति इकाई द्रव्यमान प्रणाली को खिलाया जाने वाला बीओडी का द्रव्यमान है।

एफ/एम = वातन टैंक में बीओडी लोड (किलो/दिन) / एमएलएसएस (किलो)

कम एफ/एम पर, सब्सट्रेट दुर्लभ है। उच्च सतह-क्षेत्र-से-आयतन अनुपात वाले फिलामेंटस बैक्टीरिया, झुंड बनाने वाले बैक्टीरिया की तुलना में सीमित सब्सट्रेट को साफ करने के लिए बेहतर ढंग से सुसज्जित हैं। वे हावी हैं.

व्यावहारिक समाधान यह है कि एमएलएसएस को कम करने के लिए अधिक कीचड़ को बर्बाद करके (डब्ल्यूएएस दर को बढ़ाकर) एफ/एम को बढ़ाया जाए, या उच्च कार्बनिक लोडिंग को स्वीकार किया जाए। विस्तारित वातन संयंत्र संरचनात्मक रूप से जोखिम में हैं क्योंकि उन्हें कम एफ/एम पर चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कारण 3: पोषक तत्वों की कमी (एन और पी)

सक्रिय कीचड़ बैक्टीरिया को कोशिका द्रव्यमान बनाने के लिए नाइट्रोजन और फास्फोरस की आवश्यकता होती है। सामान्य न्यूनतम अनुपात है:

बीओडी: एन: पी = 100: 5: 1

जब प्रभावशाली बीओडी/एन अनुपात 100:4 से अधिक हो जाता है, तो नाइट्रोजन सीमित हो जाती है। बैक्टीरिया अविघटित कार्बन से अतिरिक्त ईपीएस का उत्पादन करके प्रतिक्रिया करते हैं - बीओडी जिसे कोशिका वृद्धि में आत्मसात नहीं किया जा सकता है वह बाह्य कोशिकीय पॉलीसेकेराइड के रूप में संग्रहीत हो जाता है। यह सीधे तौर पर चिपचिपा (गैर-फिलामेंटस) उभार का कारण बनता है।

औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार में - खाद्य प्रसंस्करण, शराब बनाना, रासायनिक संयंत्र - पोषक तत्वों की कमी का प्रभाव बेहद आम है क्योंकि अपशिष्ट जल में कार्बन की मात्रा अधिक होती है लेकिन इसमें न्यूनतम नाइट्रोजन या फास्फोरस हो सकता है।

ठीक करें: न्यूनतम बीओडी:एन:पी अनुपात प्राप्त करने के लिए बाहरी नाइट्रोजन (अमोनियम सल्फेट, यूरिया) और फॉस्फोरस (फॉस्फोरिक एसिड) मिलाएं।

कारण 4: सेप्टिक या सल्फाइड युक्त प्रभाव

जब अपशिष्ट जल संग्रह पाइपों या टैंकों में बिना वातन के लंबे समय तक जमा रहता है, तो अवायवीय स्थितियां विकसित होती हैं और सल्फाइड (H₂S) का निर्माण होता है। सल्फाइड-अनुकूल तंतु - थियोथ्रिक्स , बेगियातोआ , टाइप 021एन - जब यह सल्फाइड युक्त प्रभाव वातन टैंक में प्रवेश करता है तो प्रसार होता है।

एक दीर्घकालिक पूर्ण-स्तरीय अध्ययन में, थियोथ्रिक्स भारी मात्रा में जमाव के कारण डेयरी WWTP में बार-बार कीचड़ बह रहा था। थियोथ्रिक्स बहुतायत कुल सूक्ष्मजीव समुदाय के 51.9% तक पहुंच गई। मानक नियंत्रण (पॉलीएल्यूमिनियम क्लोराइड जोड़, वीएफए कमी) अप्रभावी थे। केवल आवधिक कीचड़ भुखमरी चक्र को लागू करने से कम हो गया थियोथ्रिक्स 51.9% से 1.0% तक और स्थिर निपटान बहाल किया।

ठीक करें: वातन बेसिन में प्रवेश करने से पहले प्रभाव को पूर्व-वातित करें, या सल्फाइड को अवक्षेपित करने के लिए संग्रह प्रणाली में लौह लवण की खुराक दें।

कारण 5: अचानक कार्बनिक या हाइड्रोलिक लोड परिवर्तन (शॉक लोडिंग)

बीओडी, प्रवाह दर या विषाक्त अवरोधक में अचानक वृद्धि फ्लोक-फॉर्मर्स और फिलामेंट्स के बीच संतुलन को अस्थायी रूप से बाधित कर सकती है। झुंड बनाने वाले बैक्टीरिया, जो पर्यावरणीय परिवर्तनों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, को चुनिंदा रूप से रोका जाता है। अधिक पर्यावरणीय सहनशीलता के साथ फिलामेंटस बैक्टीरिया जीवित रहते हैं और अंतराल में बढ़ते हैं।

यह विशेष रूप से बैच डिस्चार्ज प्राप्त करने वाले औद्योगिक संयंत्रों, या तूफानी जल प्रवाह प्राप्त करने वाले नगरपालिका संयंत्रों में आम है।

कारण 6: तापमान प्रभाव

कम तापमान फिलामेंटस बैक्टीरिया की तुलना में फ्लॉक बनाने वाले बैक्टीरिया के चयापचय को धीमा कर देता है। माइक्रोथ्रिक्स पारविसेला यह विशेष रूप से शीत-अनुकूलित है और 15°C से नीचे फैलता है। समशीतोष्ण जलवायु में नगर निगम के पौधे अक्सर सर्दियों में फिलामेंटस बुलिंग एपिसोड का अनुभव करते हैं जो वसंत में तापमान बढ़ने पर स्वयं हल हो जाते हैं।

इसके विपरीत, बहुत अधिक तापमान (>35°C) कुछ थर्मोफिलिक फिलामेंट्स को बढ़ावा दे सकता है और सामान्य फ्लोक संरचना को बाधित कर सकता है।

कीचड़ के ढेर का निदान कैसे करें

बल्किंग का इलाज करने से पहले, पहचानें कि कौन सा प्रकार और कौन सा कारण है। गलत कारण का इलाज करने से समय और रसायन बर्बाद होते हैं।

चरण 1: एसवीआई को मापें

एसवीआई > 150 एमएल/जी निपटान समस्या की पुष्टि करता है। एसवीआई > 250 मिलीग्राम/लीटर एक गंभीर भारी घटना है।

चरण 2: सूक्ष्म परीक्षण

एक ताजा मिश्रित शराब का नमूना लें और 100-400x आवर्धन पर चरण-कंट्रास्ट माइक्रोस्कोप के तहत जांच करें।

चरण 3: परिचालन मापदंडों की जाँच करें

कीचड़ जमाव को कैसे ठीक करें

तत्काल प्रतिक्रिया (दिन 1-7): समस्या पर काबू पाएं

पहले सप्ताह में लक्ष्य मूल कारणों का समाधान करते समय स्पष्टीकरण को अतिप्रवाह से रोकना है।

रिटर्न एक्टिवेटेड स्लज (आरएएस) दर बढ़ाएँ - क्लेरिफ़ायर से कीचड़ को तेज़ी से वापस खींचने से कीचड़ का कम्बल प्रवाहित मेड़ तक बढ़ने से रुक जाता है। अस्थायी रूप से आरएएस को प्रभावशाली प्रवाह के 75-100% तक बढ़ाएं।

अपशिष्ट सक्रिय कीचड़ (WAS) दर कम करें - विपरीत रूप से, WAS को अस्थायी रूप से रोकने या कम करने से MLSS बनता है, जो F/M अनुपात को बढ़ाता है और फिलामेंटस बैक्टीरिया को नुकसान पहुंचाता है। सावधानी के साथ प्रयोग करें: यदि डीओ पहले से ही कम है, तो अधिक एमएलएसएस ऑक्सीजन की कमी को और बदतर बना देता है।

आरएएस लाइन का क्लोरीनीकरण - सीधे आरएएस पाइप में क्लोरीन (2-10 मिलीग्राम सीएल₂/जी एमएलएसएस/दिन) डालना सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला आपातकालीन नियंत्रण है। फ्लॉक के बाहर फैले फिलामेंटस बैक्टीरिया को प्राथमिकता से क्लोरीन के संपर्क में लाया जाता है, जबकि फ्लॉक के अंदर के बैक्टीरिया को आंशिक रूप से संरक्षित किया जाता है। यह एक अस्थायी सुधार है - यह मूल कारण का समाधान नहीं करता है। अधिक खुराक देने से नाइट्रिफायर नष्ट हो जाते हैं।

कौयगुलांट जोड़ - पॉलीएल्यूमिनियम क्लोराइड (पीएसी) या फेरिक क्लोराइड को वातन बेसिन या क्लेरिफायर इनलेट में डालने से गैर-फिलामेंटस बल्किंग के लिए अल्पकालिक निपटान क्षमता में सुधार होता है। फिलामेंटस प्रकारों के विरुद्ध कम प्रभावी।

मूल कारण सुधार (सप्ताह 1-4): ट्रिगर को हटा दें

संरचनात्मक समाधान: जैविक चयनकर्ता

A चयनकर्ता मुख्य वातन बेसिन से पहले रखा गया एक छोटा संपर्क क्षेत्र (आमतौर पर कुल वातन मात्रा का 5-10%) है, जहां प्रभावशाली अपशिष्ट जल उच्च सब्सट्रेट एकाग्रता के तहत वापसी कीचड़ से मिलता है।

चयनकर्ता में उच्च सब्सट्रेट (उच्च एफ/एम) स्थितियों के तहत, फ्लोक-गठन करने वाले बैक्टीरिया तेजी से सब्सट्रेट को इंट्रासेल्युलर पॉलिमर के रूप में जमा करते हैं। फिलामेंटस बैक्टीरिया, जो कम-सब्सट्रेट वातावरण के लिए बेहतर रूप से अनुकूलित होते हैं, उच्च सब्सट्रेट सांद्रता पर प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकते हैं और चुनिंदा रूप से दबा दिए जाते हैं।

तीन प्रकार के चयनकर्ता:

क्रोनिक फिलामेंटस बल्किंग वाले पौधों के लिए चयनकर्ता सबसे विश्वसनीय दीर्घकालिक संरचनात्मक समाधान हैं, विशेष रूप से कम-एफ/एम सिस्टम जैसे विस्तारित वातन और ऑक्सीकरण खाई।

कीचड़ जमाव बनाम बढ़ती कीचड़: उन्हें भ्रमित न करें

एक सामान्य ग़लत निदान. दोनों स्थितियाँ अपशिष्ट जल में ठोस पदार्थों का कारण बनती हैं, लेकिन कारण और समाधान पूरी तरह से अलग हैं।

कीचड़ का बढ़ना क्लेरिफायर के अंदर होने वाले डेनाइट्रीकरण के कारण होता है - NO₃ को N₂ गैस में परिवर्तित किया जाता है, जो कीचड़ के गुच्छों से जुड़ जाता है और उन्हें सतह पर उठा देता है। यह बहिःस्राव बांध से निकलने वाले समान दिखता है लेकिन इसके लिए विपरीत उपचार तर्क की आवश्यकता होती है।

सारांश: कीचड़ उभार निदान चेकलिस्ट

जब एसवीआई 150 एमएल/जी से अधिक हो जाए, तो इस सूची को क्रम से चलाएं:

1. वातन बेसिन में डीओ की जाँच करें - यदि <1.5 मिलीग्राम/लीटर है, तो तुरंत वातन बढ़ाएँ
2. एफ/एम अनुपात की जाँच करें - यदि <0.10, तो एमएलएसएस को कम करने के लिए WAS दर बढ़ाएँ
3. प्रभावशाली बीओडी:एन:पी की जाँच करें - यदि एन-सीमित (बीओडी/एन > 100:4), नाइट्रोजन स्रोत जोड़ें
4. सल्फाइड/सेप्टिसिटी के लिए प्रभाव की जाँच करें - यदि H₂S पता लगाने योग्य है, तो पूर्व-वायु प्रभाव
5. सूक्ष्म परीक्षण करें - फिलामेंटस बनाम गैर-फिलामेंटस आकृति विज्ञान की पहचान करें
6. यदि फिलामेंटस है: अस्थायी नियंत्रण के रूप में आरएएस क्लोरीनीकरण शुरू करें; संरचनात्मक सुधार लागू करें (चयनकर्ता, डीओ वृद्धि, एसआरटी कमी)
7. यदि गैर-फिलामेंटस (चिपचिपा) हो: सही पोषक तत्व संतुलन; विषाक्त निषेध की जाँच करें
8. यदि माइक्रोथ्रिक्स सर्दियों में: कीचड़ लोडिंग दर में वृद्धि; एनोक्सिक चयनकर्ता पर विचार करें
9. एसवीआई की हर 2-3 दिन में निगरानी करें जब तक कि यह 150 एमएल/जी से कम न हो जाए

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