अपशिष्ट सक्रिय अवमल के वायवीय पाचन के लिए अल्ट्रासोनिक उपचार

उच्च शक्ति वाला अल्ट्रासोनिकेशन वायवीय पाचन से पहले या उसके दौरान अपशिष्ट सक्रिय अवमल (WAS) को विघटित करता है। ध्वनिक कैविटेशन अवमल के फ्लॉक्स को तोड़ता है, कोशिकाबाह्य बहुलकीय पदार्थों को विघटित करता है और सूक्ष्मजीवी कोशिकाओं को खोलता है। इससे पहले से संरक्षित कार्बनिक पदार्थ वायवीय पाचक में पाचन के लिए अधिक सुलभ हो जाता है।
वायवीय प्रक्रिया का उद्देश्य बायोगैस उत्पादन बढ़ाना नहीं है। मीथेन उत्पादन में वृद्धि अवायवीय पाचन के लिए प्रासंगिक है। वायवीय पाचक में प्रासंगिक निष्पादन संकेतक हैं – वाष्पशील ठोस पदार्थों का विनाश, ऑक्सीजन की खपत, पाचन का समय, अवशिष्ट शुष्क ठोस पदार्थ, जल निष्कासन की क्षमता और कुल परिचालन लागत।

Hielscher औद्योगिक सोनिकेटरों को पंप द्वारा संचालित WAS लाइन या पाचक के पुनःपरिसंचरण लूप में एकीकृत किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल रिएक्टर उपचार को अवमल के एक निर्धारित प्रवाह पर केंद्रित करते हैं और शक्ति, प्रवाह, ठोस पदार्थों की सांद्रता, दाब तथा तापमान के आधार पर प्रक्रिया की निगरानी करने की सुविधा देते हैं। परिणामस्वरूप एक सघन रेट्रोफिट व्यवस्था मिलती है, जो मौजूदा वायवीय पाचक को बदले बिना अल्ट्रासोनिक अवमल विघटन की सुविधा जोड़ सकती है।

अपशिष्ट सक्रिय अवमल का पाचन कठिन क्यों होता है

अपशिष्ट सक्रिय अवमल वह अतिरिक्त जैविक ठोस पदार्थ है जिसे सक्रिय अवमल आधारित अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रिया से निकाला जाता है। इसमें सूक्ष्मजीव, कोशिकाबाह्य बहुलकीय पदार्थ (EPS), पकड़ी गई कार्बनिक सामग्री और निष्क्रिय ठोस पदार्थ होते हैं।
द्वितीयक स्पष्टीकरण टैंक में, नीचे बैठे सक्रिय अवमल को दो प्रवाहों में बांटा जाता है:

• आवश्यक जैवभार सांद्रता बनाए रखने के लिए वापसी सक्रिय अवमल (RAS) को वातन टैंक में वापस भेजा जाता है।
• अपशिष्ट सक्रिय अवमल (WAS) को तरल उपचार प्रक्रिया से निकालकर गाढ़ा करने, स्थिरीकरण, पाचन या जल निष्कासन के लिए भेजा जाता है।

WAS में सूक्ष्मजीवी कोशिका सामग्री का अनुपात अधिक होता है। इसके जैवनिम्नीकरणीय कार्बनिक अंश का बड़ा हिस्सा कोशिका भित्तियों के भीतर बंद होता है या सघन अवमल फ्लॉक्स के अंदर बंधा होता है। यह भौतिक सुरक्षा प्राकृतिक कोशिका लयन और जल अपघटन को धीमा करती है।
वायवीय पाचन के दौरान ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है, जबकि नया पोषण बहुत कम उपलब्ध होता है। सूक्ष्मजीव अंतर्जात श्वसन की अवस्था में प्रवेश करते हैं और संचित सामग्री, मृत कोशिकाओं तथा अवमल के अन्य जैवनिम्नीकरणीय घटकों का उपभोग करते हैं। इसका उद्देश्य अवमल को स्थिर करना, दुर्गंध उत्पन्न होने की संभावना कम करना और उन वाष्पशील ठोस पदार्थों की मात्रा घटाना है जिनसे जल निकालना और जिनका निपटान करना आवश्यक होता है।
पाचन की दर अक्सर सब्सट्रेट तक पहुंच से सीमित होती है। किसी पाचक में सक्रिय सूक्ष्मजीव और पर्याप्त निवास समय हो सकते हैं, लेकिन अक्षुण्ण कोशिकाओं और घने फ्लॉक्स के भीतर मौजूद कार्बनिक पदार्थ तक पहुंचना कठिन बना रहता है।

अनुपचारित फ्लॉक्स की सोनिकेशन से उपचारित अवमल के साथ तुलना: सोनिकेशन फ्लॉक्स को काफी कम करता है।
अध्ययन और चित्र: ©Chu et al. 2001

अल्ट्रासोनिक कैविटेशन WAS को वायवीय पाचन के लिए कैसे खोलता है

Hielscher औद्योगिक सोनिकेटर 20kHz पर काम करते हैं और तरल तथा स्लरी प्रवाहों में तीव्र ध्वनिक कैविटेशन उत्पन्न करते हैं। अवमल के भीतर कैविटेशन बुलबुले बनते हैं, बढ़ते हैं और ढहते हैं। उनके ढहने से शक्तिशाली स्थानीय अपरूपण बल उत्पन्न होते हैं, जो फ्लॉक्स, EPS और सूक्ष्मजीवी कोशिकाओं पर सीधे कार्य करते हैं।
अल्ट्रासोनिक उपचार WAS में तीन महत्वपूर्ण परिवर्तन उत्पन्न करता है:

फ्लॉक्स का विघटन

कैविटेशन अवमल के समुच्चयों को तोड़ता है और उन सतहों को उजागर करता है जो पहले कोशिकाबाह्य बहुलकीय पदार्थों (EPS) से घिरी हुई थीं। उपचारित अवमल में छोटे कण होते हैं और उसका सुलभ सतही क्षेत्रफल अधिक होता है।

EPS और कोशिका विघटन

अल्ट्रासोनिक सहायता से किया गया विघटन मजबूत अवमल फ्लॉक्स को तोड़कर और उनमें फंसे कार्बनिक पदार्थ को मुक्त करके नगरपालिका के अपशिष्ट सक्रिय अवमल की वायवीय जैवनिम्नीकरणीयता बढ़ाता है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन कोशिका झिल्लियों और कोशिका भित्तियों को विघटित करता है। प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के साथ-साथ अन्य अंतःकोशिकीय यौगिक तरल प्रावस्था में चले जाते हैं।

बढ़ी हुई जैवउपलब्धता

वायवीय सूक्ष्मजीव साबुत सूक्ष्मजीवी कोशिकाओं और सघन फ्लॉकों की तुलना में घुलनशील और सूक्ष्म रूप से विभाजित कार्बनिक पदार्थों का अधिक आसानी से उपभोग कर सकते हैं। इसलिए अल्ट्रासोनिकेशन जैविक ऑक्सीकरण चरण से पहले कोशिका लयन और जल-अपघटन के कार्य का कुछ भाग यांत्रिक रूप से पूरा करता है।
सोनिकेशन सीवेज कीचड़ के मोटे सुरक्षात्मक मैट्रिक्स को लक्षित करता है, जिससे सूक्ष्मजीवी पाचन बहुत अधिक तेज़ और कुशल हो जाता है। यह आम तौर पर घुलनशील रासायनिक ऑक्सीजन मांग (SCOD) में वृद्धि के रूप में देखा जाता है।

पाचक में पुनःपरिसंचरण या पार्श्वधारा उपचार

कीचड़ के एक नियंत्रित अंश को पाचक या कीचड़ लाइन से पंप द्वारा सोनिकेटर से गुज़ारकर प्रक्रिया में वापस भेजा जाता है। यह विन्यास तब उपयोगी होता है जब मौजूदा फीड लाइन में बदलाव करना कठिन हो या जब कीचड़ के केवल एक चयनित अंश का उपचार किया जाना हो।

दोनों व्यवस्थाओं को पंप, अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल, आइसोलेशन वाल्व, सर्विस बाइपास, दबाव और तापमान मापन, नमूना संग्रह बिंदुओं तथा प्रक्रिया नियंत्रणों से युक्त कॉम्पैक्ट स्किड के रूप में स्थापित किया जा सकता है। मौजूदा पाचक पात्र अपरिवर्तित रहता है।
इससे अल्ट्रासोनिक उपचार मौजूदा अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में रेट्रोफिट के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हो जाता है। अल्ट्रासोनिक स्किड को पंपयुक्त लाइन में स्थापित किया जा सकता है, स्वतंत्र रूप से संचालित किया जा सकता है और निरीक्षण या रखरखाव के दौरान बाइपास किया जा सकता है।

उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड से वायवीय कीचड़ विघटन में सुधार करें!

Hielscher औद्योगिक सोनिकेटर मौजूदा WAS उपचार लाइन में उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड को एकीकृत करने के लिए एक कॉम्पैक्ट और विस्तार योग्य विधि प्रदान करते हैं। इनलाइन प्रवाह सेल प्रसंस्करण अल्ट्रासोनिक ऊर्जा को कीचड़ की धारा पर केंद्रित करता है, पुनरुत्पादनीय खुराक नियंत्रण का समर्थन करता है और इसे विश्वसनीय 24/7 भारी कार्यभार वाले संचालन के लिए अभिकल्पित किया जा सकता है।

डिज़ाइन, विनिर्माण और परामर्श – जर्मनी में निर्मित गुणवत्ता

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपनी उच्चतम गुणवत्ता और डिज़ाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मज़बूती और आसान संचालन हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों को औद्योगिक सुविधाओं में सुगमता से एकीकृत करने में सक्षम बनाते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठिन परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेशों में आसानी से काम करते हैं।

Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक तकनीक तथा उपयोगकर्ता-अनुकूलता वाले उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटरों पर विशेष ज़ोर देती है। निस्संदेह, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

साहित्य / संदर्भ

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