जैविक उपचार प्रक्रिया: सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया और चालबाजी फिल्टर
माध्यमिक या जैविक उपचार की कुछ प्रमुख प्रक्रिया इस प्रकार हैं: (i) सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया (ii) ट्रिकल फिल्टर।
सीवेज की जैविक प्रक्रिया एक माध्यमिक उपचार है जिसमें हानिरहित बहुत ही महीन निलंबित पदार्थ को हटाने, स्थिर करने और प्रदान करने और प्राथमिक उपचार के बाद भी रहने वाले अपशिष्ट के ठोस शामिल हैं।
चूंकि अपशिष्ट जल में अधिकांश कार्बनिक पदार्थ कोलाइडयन या विघटित हो सकते हैं, प्राथमिक उपचार प्रक्रियाएं इसे हटाने में काफी हद तक अप्रभावी होती हैं। कार्बनिक पदार्थ अभी भी ऑक्सीजन की उच्च मांग का प्रतिनिधित्व करता है जिसे और कम किया जाना चाहिए ताकि जल निकायों में निर्वहन के लिए उपयुक्त प्रवाह प्रदान किया जा सके।
जैविक उपचार में, बैक्टीरिया को आपूर्ति की जाने वाली ऑक्सीजन को नियंत्रित परिस्थितियों में सेवन किया जाता है, ताकि बीओडी के अधिकांश भाग को पानी के पाठ्यक्रम के बजाय ट्रीटमेंट प्लांट में निकाल दिया जाए। इस प्रकार, एक जैविक अपशिष्ट उपचार प्रक्रिया की मुख्य आवश्यकताएं बैक्टीरिया की एक पर्याप्त मात्रा होती हैं जो अपशिष्ट जल, ऑक्सीजन और ऑर्गेनिक्स के बीच संपर्क प्राप्त करने के कुछ साधनों में मौजूद कार्बनिक पदार्थों पर फ़ीड करती हैं।
जैविक अपशिष्ट उपचार के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली दो प्रणालियाँ सक्रिय कीचड़ प्रणाली और जैविक फिल्म प्रणाली हैं। सक्रिय कीचड़ प्रणाली में, अपशिष्ट जल को एक वातित टैंक में एक फ़्लोकुलेंट निलंबन के रूप में सूक्ष्म जीवों के एक विविध समूह के संपर्क में लाया जाता है, जबकि जैविक फिल्म प्रणाली में, ट्रिकलिंग फिल्टर के रूप में भी जाना जाता है, अपशिष्ट जल में लाया जाता है। ठोस समर्थन प्रणाली की सतह से जुड़ी हुई कीचड़ की एक फिल्म के रूप में मिश्रित माइक्रोबियल आबादी के साथ संपर्क। दोनों ही मामलों में कार्बनिक पदार्थ को अधिक स्थिर अकार्बनिक रूपों के लिए चयापचय किया जाता है।
(i) सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया:
सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया की आवश्यक विशेषताएं हैं: वातन चरण, ठोस-तरल अलगाव के बाद वातन, और कीचड़ चक्र प्रणाली। प्राथमिक उपचार के बाद अपशिष्ट जल वातन टैंक में प्रवेश करता है जहां कार्बनिक पदार्थ द्वितीयक प्रवर्धक से कीचड़ के साथ अंतरंग संपर्क में लाया जाता है। यह कीचड़ भारी मात्रा में सूक्ष्म जीवों से भरा होता है जो विकास की सक्रिय अवस्था में होते हैं। हवा को टैंक में या तो बुलबुले के रूप में डिफ्यूज़र के माध्यम से या सतह एरियेटर द्वारा पेश किया जाता है।
सूक्ष्म जीव हवा में ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं और कार्बनिक पदार्थ को स्थिर, कम ऊर्जा वाले यौगिकों जैसे कि 3, एसओ 4, और सीओ 2 में परिवर्तित करते हैं और नए जीवाणु कोशिकाओं को संश्लेषित करते हैं। वातन टंकी से प्रवाहित होने वाला फ्लोकुलेंट माइक्रोबियल द्रव्यमान, जिसे कीचड़ के रूप में जाना जाता है, को एक बसने वाले टैंक में अलग किया जाता है, जिसे कभी-कभी द्वितीयक सेटलर या क्लियरफायर कहा जाता है। सेटलिंग टैंक में अलग कीचड़ कार्बनिक पदार्थ के संपर्क के बिना बाहर निकलता है और सक्रिय हो जाता है।
सक्रिय कीचड़ का एक हिस्सा बीज के रूप में वातन टैंक में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है; बाकी सब बर्बाद हो गया है। यदि सभी सक्रिय कीचड़ को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, तो जीवाणु द्रव्यमान उस चरण तक बढ़ेगा जहां सिस्टम ठोस पदार्थों से भरा होता है। इसलिए, कुछ सूक्ष्म जीवों को 'बर्बाद' करना आवश्यक है, और यह व्यर्थ कीचड़ वह है जो संसाधित और निपटाया जाता है।
एक विशिष्ट सक्रिय कीचड़ संयंत्र के लिए प्रक्रिया प्रवाह आरेख अंजीर में दिया गया है। 5.16:
1: Pretreatment,
2: प्राथमिक स्पष्ट करनेवाला,
3: वातन टैंक,
4: माध्यमिक क्लेरिफायर,
5: मोटा,
6: कीचड़ पाचन (- - - कीचड़ प्रवाह) (→ तरल प्रवाह)
(ii) छलनी फिल्टर:
आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला दूसरा जैविक अपशिष्ट उपचार प्रक्रिया छलनी फ़िल्टर विधि है। ट्रिकलिंग फिल्टर को पर्किंग फिल्टर भी कहा जाता है। इसमें पीक शॉक लोड्स और थोड़े समय के बाद संतोषजनक रूप से कार्य करने की क्षमता को संभालने के लिए अच्छी अनुकूलन क्षमता है।
दूध प्रसंस्करण, पेपर मिल और फार्मास्युटिकल कचरे को छलनी फिल्टर द्वारा इलाज किया जाता है। पारंपरिक ट्रिकलिंग फिल्टर सामान्य रूप से रॉक बेड, गहराई में 1 से 3 मीटर, चट्टानों के बीच पर्याप्त खुलने के साथ हवा को आसानी से प्रसारित करने की अनुमति देते हैं।
प्रभाव को बेड पैकिंग (चित्र देखें। 5.17) पर छिड़का गया है, जो एक जैविक कीचड़ के साथ लेपित है। पैकिंग के ऊपर तरल ट्रिकल के रूप में, ऑक्सीजन और विघटित कार्बनिक पदार्थ फिल्म में फैल जाते हैं, इस कीचड़ की परत में सूक्ष्म जीवों द्वारा चयापचय किया जाता है। एनओ 3, सीओ 2 आदि जैसे अंतिम उत्पाद, वापस फिल्म से बाहर फैल जाते हैं और फ़िल्टर प्रवाह में दिखाई देते हैं।
जैसे-जैसे सूक्ष्म जीव कार्बनिक पदार्थों का उपयोग करते हैं, कीचड़ फिल्म की मोटाई एक बिंदु तक बढ़ जाती है जहां इसे अब ठोस मीडिया पर समर्थन नहीं दिया जा सकता है और सतह से अलग हो जाता है। इस प्रक्रिया को sloughing के रूप में जाना जाता है। ट्रिकलिंग फिल्टर के बाद एक बसने वाला टैंक अलग बैक्टीरिया फिल्म और कुछ निलंबित पदार्थ को हटा देता है।
जैविक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों से कीचड़ से निपटना और निपटान एक महत्वपूर्ण समस्या है और अधिकांश सीवेज उपचार संयंत्रों की लागत का लगभग आधा हिस्सा है।
प्राथमिक सीवेज कीचड़ में ठोस की एकाग्रता लगभग 5 प्रतिशत है; सक्रिय कीचड़ में 1 प्रतिशत से कम ठोस पदार्थ होते हैं; और छलनी फिल्टर से कीचड़ में लगभग 2 प्रतिशत ठोस पदार्थ होते हैं। कीचड़ के उपचार और निपटान की आम इकाई के संचालन में एकाग्रता या गाढ़ा होना, पाचन, कंडीशनिंग, निर्जलीकरण, ऑक्सीकरण और सुरक्षित निपटान शामिल हैं।
