کس طرح MBBR نے ایک بڑے چینی گندے پانی کے پلانٹ کو تبدیل کیا: 10 سالہ کیس اسٹڈی

لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ میں ایم بی بی آر کے 10 سالہ آپریشن پریکٹس کا تجزیہ

گندے پانی کی صفائی کے میدان میں صلاحیت میں توسیع اور اپ گریڈنگ ہمیشہ سے ہی گرما گرم موضوعات رہے ہیں۔ ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹس کی اپ گریڈنگ کے لیے، نئے عمل کی ضرورت ہے نہ صرف اعلی ٹریٹمنٹ کی کارکردگی بلکہ اچھی جھٹکے کے خلاف مزاحمت اور ان-سیٹو ریٹروفٹنگ کی فزیبلٹی بھی۔ لہذا، موونگ بیڈ بائیو فلم ری ایکٹر (MBBR) عمل ایک اچھا انتخاب ہے۔ یہ عمل بائیولوجیکل ٹینک میں معلق کیریئرز کو-بیولوجیکل ٹینک میں شامل کرتا ہے، جس سے آلودگی کو بہتر طریقے سے ہٹایا جاتا ہے۔ اس کے فوائد ہیں جیسے اعلی علاج کا بوجھ، مضبوط جھٹکا مزاحمت، اور چھوٹے قدموں کے نشان۔ 2008 میں Wuxi Lucun ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ میں کلاس A کی اپ گریڈنگ کے لیے MBBR کے عمل کے کامیاب استعمال کے بعد سے، چین میں MBBR کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے گندے پانی کی صفائی کی صلاحیت 35 ملین m³/d سے تجاوز کر گئی ہے، اور اس کا وسیع پیمانے پر اطلاق جیسے شعبوں میں کیا گیا ہے جیسے کہ اپ گریڈنگ، صلاحیت میں توسیع، اپ گریڈنگ + اسٹینڈ ایکسپینشن،{10} مائیکرو-آلودہ پانی کا علاج، اور نقطہ ذریعہ آلودگی کا علاج۔

ایک ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کے طور پر جس کی نسبتاً جلد اپ گریڈنگ ہوئی، لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ نے سب سے پہلے 2010 میں اپ گریڈ کرنے کے لیے MBBR کے عمل کو اپنایا، اور پھر 2015 میں MBBR کے عمل کو صلاحیت میں توسیع کے لیے استعمال کیا۔ Licunhe میں 10 سال سے زیادہ کے MBBR عمل کے آپریشن کی بنیاد پر، اس پلانٹ کے گندے پانی کے علاج سے متعلق آلات، اس کی کارکردگی، کاغذات وغیرہ کو متعارف کرایا جاتا ہے۔ جو نئی تعمیرات، تزئین و آرائش اور دیگر گندے پانی کی صفائی کے پلانٹس کی توسیع کا حوالہ فراہم کر سکتا ہے۔

1 لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کا جائزہ

لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ دریائے لیکونے کے نچلے حصے کے جنوبی کنارے پر واقع ہے، ضلع شیبی، چنگ ڈاؤ شہر۔ 2020 کے آخر تک، علاج کی کل صلاحیت 250,000 m³/d تک پہنچ گئی۔ ڈیزائن پر اثر انداز اور فضلہ کا معیار دکھایا گیا ہے۔ٹیبل 1.

اپنی تعمیر کے بعد سے، پلانٹ نے تین اپ گریڈنگ/صلاحیت میں توسیع کے منصوبے مکمل کیے ہیں، سبھی سائٹ کو پھیلائے بغیر پلانٹ کے اندر-سیٹو میں لاگو کیے گئے ہیں۔ پلانٹ میں سہولیات کو تین مرحلوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔ فیز I اور II کی کل علاج کی گنجائش 170,000 m³/d تھی، اور 2015 میں توسیع کے بعد، علاج کی صلاحیت 205,000 m³/d تک پہنچ گئی۔ فیز III کو 45,000 m³/d کی علاج کی گنجائش کے ساتھ 2015 میں اصل جگہ پر مسمار، تزئین و آرائش اور نئی تعمیر کی گئی تھی۔

The technical route for upgrading and the technical route for upgrading the biological tank of Licunhe Wastewater Treatment Plant: In 2010, the plant underwent its first upgrading, requiring effluent ammonia nitrogen, TP, SS, COD, and BOD₅ to be upgraded from the Class II standard of the "Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant" (GB 18918-2002) to the Class A standard. Due to land constraints, only in-situ upgrading technology could be selected. At that time, there was little experience to draw on. Ultimately, the MBBR process was selected for the biological section to enhance nitrogen removal, and an advanced treatment system was added to meet the requirements for SS and TP removal. The core goal of this upgrading was to control ammonia nitrogen, so suspended carriers were added in part of the aerobic zone. The effective specific surface area of the suspended carriers was >450 m²/m³, and the filling ratios for Phase I and II were 40% and 48%, respectively. Using MBBR for upgrading was simple, easy, convenient, reliable, and the effect was stable. In 2015, the plant underwent its second renovation. The treatment capacity was increased from 170,000 m³/d to 250,000 m³/d. At the same time, all core indicators including TN were required to meet the Class A standard, and through optimized operation control, further meet the quasi-Class IV surface water standard. Considering the smooth connection with the existing process and the smoothness of the upgrading, as well as the comprehensive investment and operating costs, the MBBR technical route was ultimately continued. The core goal of this upgrading was to control ammonia nitrogen and TN while increasing the treatment capacity. On one hand, to address TN compliance, the biological section was upgraded from the traditional A²/O process to the Bardenpho process. By adding a post-anoxic zone, the limitation of the recirculation ratio on TN removal was overcome, ensuring stable effluent TN compliance. On the other hand, to address the ammonia nitrogen issue, Phase I and II supplemented the aerobic MBBR zone with suspended carriers having an effective specific surface area >800 m²/m³. Phase III was a new project, adding suspended carriers with an effective specific surface area >48% کے فلنگ ریشو پر 800 m²/m³۔ 2020 میں، پلانٹ کے فضلے کو درجہ IV سطح کے پانی کے معیار پر پورا اترنے کی ضرورت تھی، اور اس فضلے کو دریائے لیکونے کے لیے ماحولیاتی بحالی کے پانی کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا۔ چونکہ حیاتیاتی سیکشن نے پہلے سے ہی دوسری تزئین و آرائش کے دوران نیم-کلاس IV سطح کے پانی کے معیار کو پورا کرنے پر مکمل غور کیا تھا، اس اپ گریڈنگ سے حیاتیاتی ٹینک میں کوئی تبدیلی نہیں ہوئی۔ صرف ایڈوانس ٹریٹمنٹ سیکشن میں "ایئر فلوٹیشن + اوزون ایڈوانسڈ آکسیڈیشن" شامل کرنے سے پانی کے مستحکم معیار کی تعمیل کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

Licunhe ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ نے مسلسل اپ گریڈنگ کے لیے MBBR کے عمل کو اپنایا۔ اگرچہ تکنیکی راستے مختلف تھے، بنیادی ایک ہی تھا: معلق کیریئرز کو ایروبک زون میں شامل کرنا، معلق کیریئرز کا فائدہ استعمال کرتے ہوئے آٹوٹروفک بیکٹیریا کو مؤثر طریقے سے افزودہ کرنے کے لیے نائٹریفیکیشن کے عمل کو بڑھانا؛ ایک ہی وقت میں، فلنگ ریشو کو بڑھا کر یا زیادہ موثر مخصوص سطحی رقبہ کے ساتھ معطل کیریئرز کا استعمال کرتے ہوئے ایروبک زون میں معطل کیریئرز کے کل موثر سطحی رقبے کو بڑھا کر، والیومیٹرک بوجھ بڑھا کر، ایروبک زون والیوم کو بچا کر، اور پھر محفوظ کردہ ایروبک والیوم کو پہلے سے - زون یا {2} زون پوسٹ کے ذریعے دوبارہ مختص کرنا۔ دوبارہ تقسیم، TN ہٹانے کو بڑھانا۔

پلانٹ کے اپ گریڈنگ سنگ میل کے مطابق 2010 سے 2020 تک کے آپریشن کو چار مراحل میں تقسیم کیا گیا تھا۔ ہر مرحلے کی آپریشنل کارکردگی میں دکھایا گیا ہے۔جدول 2. یہ جدول 2 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ ہر مرحلے میں پانی خارج ہونے والے مادے کے معیار پر پورا اتر سکتا ہے۔

2 MBBR عمل کی آپریشنل کارکردگی

ایم بی بی آر کے عمل کے بنیادی افعال نائٹریفیکیشن اور ڈینیٹریفیکیشن ہیں، اور ڈینیٹریفیکیشن کا بنیاد نائٹریفیکیشن پر ہے۔ میونسپل ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹس کے لیے، اصل کنٹرول میں، اخراج امونیا نائٹروجن کے معیارات کو پورا کرنا کلیدی حیثیت رکھتا ہے، کیونکہ نائٹریفیکیشن کم درجہ حرارت، جھٹکے کے بوجھ، نامیاتی مادے، اور دیگر عوامل سے آسانی سے متاثر ہوتا ہے، جس کی وجہ سے اخراج کے معیار میں اتار چڑھاؤ آتا ہے۔

2.1 نائٹریفیکیشن آپریشن کا استحکام

آپریشن کے چار مراحل میں امونیا نائٹروجن کی تعمیل کی شرحیں دکھائی گئی ہیں۔تصویر 1.

It can be seen from Figure 1 that in Stage I, based on the Class II effluent standard of the plant, the actual compliance rate of the Class A standard (ammonia nitrogen ≤5 mg/L) was 93.72%, and stable Class A standard operation could not be achieved. After the MBBR process renovation, the compliance rate of the Class A standard (ammonia nitrogen ≤5 mg/L) in Stage II increased to 99.18%. 0.82% of the ammonia nitrogen data were >5 mg/L، لیکن پھر بھی 8 mg/L سے کم۔ تجزیہ بتاتا ہے کہ یہ بنیادی طور پر کم-درجہ حرارت کے آپریشن کی وجہ سے تھا۔ مزید اپ گریڈ کرنے کے بعد، مرحلہ III میں کلاس A کے معیار کی تعمیل کی شرح (امونیا نائٹروجن 5 mg/L سے کم یا اس کے برابر) 100% تک پہنچ گئی، اور درجہ چہارم کے معیار کی تعمیل کی شرح (امونیا نائٹروجن 1.5 mg/L سے کم یا اس کے برابر) "ماحولیاتی پانی کے معیار کے معیارات"20208-2028 تک پہنچ گئی۔ 93.99% مرحلہ IV تک، بہنے والا امونیا نائٹروجن (0.44±0.28) mg/L تھا، اور درجہ IV سطحی پانی کے معیار کی تعمیل کی شرح (امونیا نائٹروجن 1.5 mg/L سے کم یا اس کے برابر) 100% تک پہنچ گئی تھی۔ اس کے علاوہ، شکل 1 سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ اسٹیج I سے اسٹیج IV تک، وکر کا انفلیکشن پوائنٹ بتدریج پیچھے کی طرف چلا گیا اور زیادہ سے زیادہ امونیا نائٹروجن کی قدر میں بتدریج کمی واقع ہوئی، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ نظام کا اخراج امونیا نائٹروجن زیادہ مستحکم تھا اور جھٹکا بوجھ کی مزاحمت زیادہ مضبوط تھی۔

ہر سال دسمبر، جنوری، اور فروری پودے کے کم-درجہ حرارت کے کام کی مدت ہوتی ہے۔ اس مدت کے دوران چار مرحلوں میں بہنے والے امونیا نائٹروجن کی تقسیم میں دکھایا گیا ہے۔تصویر 2. شکل 2 سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مرحلہ I سے مرحلہ IV تک، امونیا نائٹروجن کے اخراج کی تقسیم بتدریج اعلیٰ معیاروں کی طرف تبدیل ہوتی گئی، اور کم-درجہ حرارت کی مزاحمت مضبوط اور مضبوط ہوتی گئی۔ چالو کیچڑ پر قابو پانے کے مرحلے (مرحلہ I) کے دوران، کم-درجہ حرارت کی مزاحمت کمزور تھی، اور بہنے والے امونیا نائٹروجن کی حراستی میں بہت زیادہ اتار چڑھاؤ آیا۔ معطل کیریئرز کے اضافے کے ساتھ، اسٹیج II میں امونیا نائٹروجن کے بہاؤ کا اتار چڑھاؤ کمزور ہو گیا، اور نظام کی کم-درجہ حرارت کی مزاحمت میں اضافہ ہوا۔ دوسری تزئین و آرائش کے ساتھ، معطل شدہ کیریئرز کے کل مؤثر سطح کے رقبے میں اضافہ ہوا، امونیا نائٹروجن کا اخراج 5 mg/L سے نیچے تھا، اور سسٹم کی کلاس A کی تعمیل کی شرح 100% تک پہنچ گئی۔ جیسے جیسے معلق کیریئرز پر بائیو فلم بتدریج پختہ ہوتی گئی، مرحلہ IV تک، نظام کی علاج کی صلاحیت اور کم{11}}درجہ حرارت کی مزاحمت کو مزید تقویت ملی، اور بہنے والا امونیا نائٹروجن مستحکم طور پر درجہ چہارم کی سطح کے پانی کے معیار پر پورا اترتا ہے۔ اندرونی منگولیا میں ایک گندے پانی کو صاف کرنے والے پلانٹ میں، موسم سرما کے کم درجہ حرارت کے حالات (6–8 ڈگری) میں، MBBR کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے، اوسطاً 1.5 ملی گرام/L کا اخراج امونیا نائٹروجن تھا، جس میں امونیا نائٹروجن کے اخراج کی شرح 94.2 فیصد تھی، جو کہ درجہ حرارت کو کم- ظاہر کرتا ہے۔ تیانجن میں گندے پانی کی صفائی کے پلانٹ نے اپ گریڈنگ کے لیے MBBR کے عمل کو استعمال کیا۔ کم-2–6 ڈگری کے درجہ حرارت کے حالات میں، معلق کیریئرز پر بائیو فلم کی نائٹریفیکیشن کی شرح چالو کیچڑ سے 10 گنا تھی، جو کم درجہ حرارت پر مستحکم امونیا نائٹروجن کی تعمیل کو یقینی بناتی ہے۔ لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کے چار مراحل کے مجموعی طور پر کم-درجہ حرارت کے آپریشن سے، معطل شدہ کیریئرز کے اضافے نے سسٹم کے کم-درجہ حرارت کی مزاحمت کو تقویت بخشی، سال بھر فضلے کی مستحکم تعمیل کو یقینی بنایا۔

سردیوں میں کم درجہ حرارت کے مسئلے کا سامنا کرنے کے علاوہ، نظام کو پانی کے معیار اور مقدار کے جھٹکے بھی اکثر پڑتے ہیں (دیکھیںتصویر 3)، جو کہ پانی کی مستحکم تعمیل کے لیے بڑے چیلنجز لاتا ہے۔ Licunhe ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کا اثر انگیز بہاؤ "گرمیوں میں زیادہ، سردیوں میں کم" کا ایک عام نمونہ دکھاتا ہے۔ موسم گرما بنیادی طور پر برسات کے سیلاب کے موسم اور سیوریج کے مشترکہ نظام سے متاثر ہوتا ہے، جس میں کل اثر انداز وقتاً فوقتاً ڈیزائن کی گنجائش سے زیادہ ہوتا ہے۔ شکل 3 (a) سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مئی 2013 سے دسمبر 2015 تک، پلانٹ کا اصل اثر انگیز بہاؤ مسلسل ڈیزائن کی قیمت سے تجاوز کر گیا، حد سے تجاوز کی شرح 100% کے قریب ہے، جو طویل عرصے تک جاری رہی۔ اس مرحلے کے دوران، اخراج امونیا نائٹروجن (1.3±0.3) mg/L تھا، جس کی اوسط ہٹانے کی شرح 96.4% تھی، اور نظام کا نائٹریفیکیشن اثر مستحکم تھا۔ یہ شکل 3 (b) سے دیکھا جا سکتا ہے کہ جنوری 2017 سے دسمبر 2020 تک، پانی کے متاثر کن معیار میں ایک سنگین حد سے تجاوز کا رجحان تھا، جو بنیادی طور پر نامیاتی آلودگیوں میں ظاہر ہوتا ہے۔ BOD₅ کی حد سے تجاوز کی شرح 29.17% تک پہنچ گئی، اور نتیجہ خیز TN کی حد سے تجاوز کی شرح 31.25% تک پہنچ گئی۔ اصل اثر انگیز امونیا نائٹروجن/TN<0.5, resulting in a large ammonification load of organic nitrogen and a large nitrification load of ammonia nitrogen, bringing great challenges to the stable compliance of the plant. Through optimized operation control, measures such as increasing the system dissolved oxygen were adopted to ensure that the effluent ammonia nitrogen was (0.8±0.6) mg/L, achieving stable compliance discharge.

فعال کیچڑ کے عمل کے عمل کے دوران، بااثر نامیاتی جھٹکے کا براہ راست اثر یہ ہے کہ نظام کی نائٹریفیکیشن کی صلاحیت کمزور ہو جاتی ہے، اور بحالی کا وقت طویل ہوتا ہے۔ ایم بی بی آر کے عمل کے لیے، چونکہ نائٹریفیکیشن کے لیے ذمہ دار مائکروجنزمز بنیادی طور پر معلق کیریئرز پر بائیو فلم میں افزودہ ہوتے ہیں، اس لیے چالو کیچڑ کے کنٹرول کی وجہ سے نائٹریفیکیشن پر ہونے والے منفی اثرات کو مؤثر طریقے سے کم کیا جاتا ہے، نائٹریفائینگ بیکٹیریا کے نقصان کو روکتا ہے اور امونیا نائٹروجن کی مستحکم تعمیل کو یقینی بناتا ہے۔ ہوانگ کنگ وغیرہ۔ پتہ چلا کہ نامیاتی جھٹکے سے پہلے اور بعد میں، معطل شدہ کیریئرز کی نائٹریفیکیشن کی شرح متاثر نہیں ہوئی، جب کہ جھٹکے کے بعد چالو کیچڑ کی نائٹریٹیشن کی شرح میں 44 فیصد کمی واقع ہوئی۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ایم بی بی آر کے عمل میں پانی کے معیار اور مقدار کے جھٹکے کے خلاف سخت مزاحمت ہے۔

2.2 تزئین و آرائش سے پہلے اور بعد میں TN ہٹانے کے اثر کا موازنہ

2010 سے 2020 تک پلانٹ کے TN علاج کا اثر اس میں دکھایا گیا ہے۔تصویر 4. یہ شکل 4 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ 2015 سے پہلے، 67.6% کی TN ہٹانے کی شرح کے ساتھ، FFluent TN (19.62±4.63) mg/L تھا۔ اسٹیج III میں TN کی تعمیل کی ضرورت اور اعلیٰ بااثر TN کے مسئلے کا سامنا کرتے ہوئے، Bardenpho عمل کو اصل A²/O والیوم کو دوبارہ تقسیم کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا، جس سے اعلی TN ہٹانے کا ہدف حاصل کیا گیا تھا۔ اسٹیج III میں، FFluent TN گر کر (7.75±2.60) mg/L تک پہنچ گیا تھا، جو مکمل طور پر درجہ IV سطح کے پانی کے اخراج کو حاصل کر رہا تھا۔ لہذا، جب 2020 میں درجہ IV سطح کے پانی کے معیارات کو اپ گریڈ کیا جا رہا تھا، تو حیاتیاتی ٹینک میں ترمیم نہیں کی گئی تھی۔ TN کنٹرول میں بارڈینفو عمل کے شاندار فوائد کی وجہ سے، گندے پانی کو صاف کرنے والے پلانٹس کے لیے تیزی سے سختی کے معیار کے ساتھ، بارڈینفو کا عمل زیادہ سے زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا جا رہا ہے۔ مثال کے طور پر، بارڈینفو کے عمل کو استعمال کرنے والے زیجیانگ میں گندے پانی کی صفائی کرنے والے پلانٹ میں اوسطاً 8.43 ملی گرام/L کا فضلہ TN تھا، جو کہ "میونسپل ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کے لیے بڑے آبی آلودگیوں کے اخراج کے معیار" (DB33/2169-2018) پر پورا اترتا ہے۔ بارڈینفو کے عمل کو استعمال کرنے والے تیانجن میں گندے پانی کو صاف کرنے والے پلانٹ میں اوسطاً 6.82 mg/L کا فضلہ TN تھا، جو "میونسپل ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کے لیے آلودگی کے خارج ہونے والے معیار" (DB12/599-2015) کے کلاس A کے معیار کو مستحکم طور پر پورا کرتا ہے۔

3 MBBR خصوصی آلات اور دیکھ بھال

3.1 معطل کیریئرز

معطل شدہ کیریئرز بائیو فلم کی افزودگی اور آلودگی کے خاتمے کے حصول کے لیے بنیادی سامان ہیں۔ Licunhe ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ SPR سیریز کے فلیٹ سلنڈریکل معطل شدہ کیریئرز کا استعمال کرتا ہے، جو ہائی-کثافت والی پولی تھیلین (HDPE) سے بنا ہے، جس کا قطر (25±0.5) ملی میٹر اور اونچائی (10±1) ملی میٹر ہے۔ تحریری تاریخ تک، شامل کیے جانے والے معطل کیریئرز کی ابتدائی کھیپ 10 سال سے زیادہ عرصے سے کام کر رہی ہے، جو مستحکم بائیو کیمیکل کارکردگی کو یقینی بناتی ہے۔ آپریشن کے دوران کوئی متبادل یا اضافی نہیں کیا گیا ہے۔ انجینئرنگ پریکٹس میں، خالص HDPE معطل شدہ کیریئرز کا استعمال کرنے والا سب سے قدیم اوور سیز پروجیکٹ 31 سالوں سے مستحکم کام کر رہا ہے، اور چین میں Wuxi Lucun ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ بھی اچھے نتائج کے ساتھ 14 سال سے کام کر رہا ہے۔ معطل کیریئرز کی طویل سروس کی زندگی نہ صرف MBBR عمل کی مستحکم کارکردگی میں مدد کرتی ہے بلکہ بعد میں آپریٹنگ اخراجات سے بھی بچتی ہے۔ ایک-مقامی سرمایہ کاری طویل-مدت کو برقرار رکھ سکتی ہے۔

لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ میں ایس پی آر سیریز کے معطل شدہ کیریئرز میں ایس پی آر-Ⅰ، ایس پی آر-Ⅱ، اور ایس پی آر-Ⅲ شامل ہیں، جیسا کہ میں دکھایا گیا ہے۔تصویر 5. بنیادی پیرامیٹر، مؤثر مخصوص سطح کا رقبہ، آہستہ آہستہ بڑھتا ہے۔ معطل شدہ کیریئرز کو شامل کرنے کے تقریباً ایک ہفتے بعد، ایک بائیو فلم منسلک ہوتی ہے، جو ہلکے پیلے رنگ کی ہوتی ہے۔ جیسے جیسے نظام چلتا ہے، بائیو فلم آہستہ آہستہ پختہ ہوتی جاتی ہے، بنیادی طور پر بھوری۔ معطل شدہ کیریئرز کا رنگ بنیادی طور پر پانی کی کوالٹی، سبسٹریٹ کے ارتکاز، آپریشن کے وقت، اضافی زون وغیرہ سے متعلق ہے۔ کچھ رپورٹس پیلے یا سیاہ بھی دکھاتی ہیں، لیکن اس سے بنیادی کام متاثر نہیں ہوتا ہے۔ معطل شدہ کیریئرز پر موجود بائیو فلم میں نائٹریفائنگ بیکٹیریا کو افزودہ کرنے کی مضبوط صلاحیت ہوتی ہے، جو 23 فیصد سے زیادہ تک پہنچ جاتی ہے، جو کہ فعال کیچڑ سے 15 گنا زیادہ ہے، جو مائکروبیل سطح پر معطل کیریئرز کے ذریعے بہتر نائٹریفیکیشن کی بنیادی وجہ کی تصدیق کرتی ہے۔ تین قسم کے معطل شدہ کیریئرز کے موثر مخصوص سطح کے رقبے میں بتدریج اضافہ ہوتا ہے، یعنی اسی فلنگ ریشو کے تحت، فی یونٹ والیوم کے علاج کی صلاحیت مضبوط اور مضبوط ہوتی جاتی ہے۔ یہ مستقبل میں ایم بی بی آر کے عمل کی مزید صلاحیت میں توسیع اور اپ گریڈنگ کی بنیاد بھی ہے۔ MBBR کے عمل کی صنعت کی ترقی کی سمتوں میں سے ایک یہ ہے کہ بڑے موثر مخصوص سطحی علاقوں کے ساتھ معطل کیریئرز کو تیار کیا جائے، لیکن یک طرفہ فوائد کو روکنے کے لیے دیگر پیرامیٹرز جیسے باطل تناسب اور دیوار کی موٹائی پر بھی توجہ دینا ضروری ہے۔

3.2 اسکرینز

معطل شدہ کیریئرز کی مخصوص افزودگی اور MBBR عمل کے محفوظ آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے اسکرینیں کلیدی حیثیت رکھتی ہیں۔ Licunhe ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ نے سب سے پہلے 3 ملی میٹر موٹائی والی سٹینلیس سٹیل کی سکرینیں استعمال کیں۔ 5 سال کے آپریشن کے بعد، معطل شدہ کیریئر کا رساو واقع ہوا۔ پانی کے اندر تعمیر کے ذریعے مسئلہ کی بروقت مرمت کی گئی اور پھر 5 ملی میٹر موٹی سٹینلیس سٹیل کی سکرینیں استعمال کی گئیں۔ 3 سال کے آپریشن کے بعد، معطل شدہ کیریئر کا رساو دوبارہ ہوا۔ دونوں رساو کی زندگی توقع سے کافی کم تھی۔ وجہ کا تجزیہ بنیادی طور پر آپریٹنگ ماحول کی وجہ سے تھا۔ اثر میں غیر نامیاتی ریت اور بجری کے اعلی مواد، cavitation، الیکٹرو کیمیکل سنکنرن، تیزاب اور الکالی سنکنرن کے اثرات کے ساتھ مل کر، سکرین کے پہننے کو تیز کرتا ہے۔ بنیادی طور پر اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، مینوفیکچرر نے سٹینلیس سٹیل کی اسکرینوں کو اعلی لباس کے ساتھ غیر-دھاتی لباس-مزاحم مواد میں اپ گریڈ کیا۔ غیر-دھاتی لباس-مزاحم مواد کا وئیر انڈیکس مختلف قسم کے سٹینلیس سٹیل کے تقریباً 1/12 سے 1/6 ہوتا ہے۔ لباس کا اشاریہ جتنا چھوٹا ہوگا، پہننے کی مزاحمت اتنی ہی بہتر ہوگی۔ یہ سٹینلیس سٹیل کے الیکٹرو کیمیکل سنکنرن کی وجہ سے بڑھتے ہوئے لباس کے مسئلے سے بھی بچتا ہے۔ سٹینلیس سٹیل کی سکرینوں کے مقابلے میں، غیر-دھاتی لباس-مزاحم اسکرینوں کی زندگی لمبی ہوتی ہے، جو 30 سال سے زیادہ تک پہنچتی ہے، اور MBBR عمل کے محفوظ آپریشن کو بہتر طور پر یقینی بنا سکتی ہے۔

3.3 مکسر

مکسر معطل کیریئرز کے لیے فلوائزیشن پاور ذرائع میں سے ایک ہیں۔ Licunhe ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کی پہلی تزئین و آرائش کے دوران، ایک اچھا انجینئرنگ فلوڈائزیشن اثر حاصل کرتے ہوئے، معطل شدہ کیریئرز کے فلوائزیشن میں مدد کے لیے ایروبک MBBR زون میں پش-فلو مکسر نصب کیے گئے تھے۔ تاہم، اصل آپریشن میں، معطل شدہ کیریئرز اور مکسرز کے درمیان تصادم، نیز بلیڈز کے قریب معطل کیریئرز کے غیر متضاد مقامی بھرنے کا تناسب، آسانی سے مکسر موٹرز کو نقصان پہنچانے اور بلیڈوں کے پہننے کا باعث بنا، جس کے نتیجے میں زیادہ دیکھ بھال اور متبادل اخراجات ہوتے ہیں۔ لہذا، ایم بی بی آر کے عمل کے لیے، ایروبک زون کو پہلے ڈی-مکسرائز کیا جانا چاہیے، اور معطل کیریئرز کی فلوائزیشن صرف ہوا کے ذریعے حاصل کی جانی چاہیے۔ انوکسک زون کے لیے، چونکہ مکسر اینوکسک زون کے لیے واحد طاقت کا ذریعہ ہے، اس لیے خاص طور پر MBBR کے لیے مکسر تیار کرنا ضروری ہے۔ مثال کے طور پر، مکسر کے بلیڈز کے بیرونی کنارے کی گردش کی رفتار، شکل، سطح کی گھماؤ اور لکیری رفتار کو بہتر بنا کر، اور اگر ضروری ہو تو، ڈیزائن اور انسٹالیشن کی اصلاح کے لیے نقلی طریقے استعمال کر کے۔ مختصراً، معلق کیرئیرز کی کم استعمال کی سیالائزیشن اور مکسرز کی طویل سروس لائف حاصل کرنا ضروری ہے۔

3.4 فلوائزیشن ٹینک کنفیگریشن

ایم بی بی آر کے عمل کی ٹینک کنفیگریشن انفلوئنٹ اور فلوئنٹ سسٹم، ایریشن سسٹم، اور فلوڈائزیشن سسٹم کی مکمل پریزنٹیشن ہے۔ لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ میں دو ایم بی بی آر پروسیس فلوڈائزیشن ٹینک کنفیگریشنز کو شکل 6 میں دکھایا گیا ہے۔ 2010 میں، چین میں بڑے-پیمانے پر ایم بی بی آر کیسز صرف ووشی لوکون ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ اور جننگ ژونگشن پبلک یوٹیلیٹیز ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ تھے۔ لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کی پہلی تزئین و آرائش میں ایک گردش کرنے والے فلو ٹینک کی ترتیب کا استعمال کرتے ہوئے ووشی لوکن ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ کے ماڈل کی پیروی کی گئی۔ گردش کرنے والے فلو ٹینک کی ترتیب "آکسیڈیشن ڈچ" کی طرح ہے، جس کے لیے معطل کیریئر زون میں پش-فلو مکسر کی ضرورت ہوتی ہے۔ معطل کیریئرز ہوا بازی اور مکسر پش کے مشترکہ عمل کے تحت ایک افقی گردشی بہاؤ تشکیل دیتے ہیں۔ یہ ٹینک کنفیگریشن ایم بی بی آر کے عمل کے لیے پہلی کامیابی سے لاگو ٹینک کنفیگریشن بھی تھی۔ مائیکرو-مکسنگ ٹینک کنفیگریشن کو پش-فلو مکسر کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ معطل کیریئرز کی سیالیت صرف ہوا کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔ سنگل-سائیڈ انفلوئنٹ اور سنگل-سائیڈ فلوئنٹ کے ذریعے، ٹینک میں پانی کے بہاؤ کی رفتار کم ہو جاتی ہے، اور مناسب ہوا بازی کے انتظام کے ساتھ، معلق کیرئیر ٹینک میں ایک عمودی گردش کرنے والا بہاؤ بنا سکتے ہیں: اوپری حصہ فلو کے سرے سے فلو کے سرے کی طرف بہتا ہے، اور فلو کے سرے سے فلو کے سرے تک۔ اختتام آپریشن کے لحاظ سے، دونوں ٹینک کنفیگریشنز ایم بی بی آر کے عمل کے اثر کو یقینی بناتے ہوئے، معطل شدہ کیریئرز کی اچھی فلوائزیشن حاصل کر سکتے ہیں۔ مائیکرو-مکسنگ ٹینک کنفیگریشن کے اطلاق کی کلید ایریشن پائپوں کی ترتیب اور بااثر تقسیم کی یکسانیت ہے۔ معلق کیریئرز کے غیر-فلوڈائزیشن اور مختصر-سرکیٹنگ سے مؤثر طریقے سے گریز کرنا ضروری ہے۔ اگر ضروری ہو تو، ہائیڈرولک فلوڈائزیشن کی نقل کرنے کے لیے نقلی سافٹ ویئر استعمال کیا جانا چاہیے۔ اس کے علاوہ، ڈیزائن میں، باہمی اثر و رسوخ کو کم کرنے اور کنٹرول کی سادگی کو بہتر بنانے کے لیے الگ الگ بلورز کے ساتھ سوراخ شدہ ہوا اور ٹھیک-بلبلے کی ہوا کو کنٹرول کرنے پر غور کیا جا سکتا ہے۔

3.5 آپریشن اور دیکھ بھال

ایم بی بی آر پروسیس کنٹرول کا بنیادی مقصد معطل کیریئرز کا فلوائزیشن ہے۔ فلوائزیشن معطل شدہ کیریئرز پر بائیو فلم کی بڑے پیمانے پر منتقلی اور آکسیجن کی منتقلی کی بنیاد ہے اور بائیو فلم کی آلودگی کو ہٹانے کی صلاحیت کو بروئے کار لانے کی کلید ہے۔ معطل کیریئرز پر مشتمل ٹینکوں کی دیکھ بھال کے لیے، خصوصی پمپ اکثر کیریئرز کو ملحقہ ٹینکوں یا دیگر فعال علاقوں میں منتقل کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ دیکھ بھال مکمل ہونے کے بعد، معطل شدہ کیریئرز کو واپس پمپ کیا جاتا ہے۔ ٹینک کو خالی کرتے وقت، اسکرین سے پہلے اور بعد میں مائع کی سطح کے فرق پر پوری توجہ دینا اور اسے منظم طریقے سے خالی کرنا ضروری ہے۔ خصوصی حالات میں شروع اور رکنے پر، نظام کو شروع کرتے وقت پہلے ہوا کا عمل شروع کرنے پر توجہ دی جانی چاہیے، تاکہ معطل شدہ کیریئرز کو اثر انداز ہونے اور ری سرکولیشن کو آن کرنے سے پہلے فلوائز کیا جائے؛ نظام کو روکنے کے بعد، سب سے پہلے recirculation اور influent کو بند کر دینا چاہیے، اور آخر میں ہوا کو بند کر دینا چاہیے۔ اس کا بنیادی مقصد کیریئر کی سیالیت کو یقینی بنانا اور اسکرین پر مائع کی سطح کے فرق کو روکنا ہے۔ فی الحال، MBBR کے عمل کے لیے پانی کے اندر آلات کی ترقی اور اختراعی مشق کے ساتھ، اس کی سروس کی زندگی بہت بہتر ہو گئی ہے، اور یہ عمل بغیر دیکھ بھال کے طویل مدتی محفوظ آپریشن حاصل کر سکتا ہے۔ MBBR کے عمل میں پہلے سے علاج کے لیے سخت تقاضے نہیں ہیں۔ لیکونے ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ میں پری ٹریٹمنٹ کے لیے استعمال ہونے والی باریک اسکرین میں بار کا وقفہ 5 ملی میٹر ہے، اور غلط پری ٹریٹمنٹ کی وجہ سے کوئی اسکرین بند نہیں ہوئی ہے۔

3.6 خالص-میڈیا MBBR کی فزیبلٹی

Licunhe ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹ نے MBBR کے عمل کی تزئین و آرائش کو ان-سیٹو ایمبیڈنگ کی شکل میں اپنایا، جو کہ ایک ہائبرڈ سلج-بائیو فلم سسٹم ہے۔ ایک فعال کیچڑ بڑھانے کے عمل کے طور پر، اگرچہ معطل شدہ کیریئرز پر بائیو فلم ہائبرڈ سسٹم میں اعلی-کثرت، اعلی-سرگرمی والے مائکروجنزموں کو افزودہ کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے، اس کا بنیادی کردار فعال کیچڑ کے علاج کی ناکافی صلاحیت کی تلافی کرنا ہے۔ 2015 کے اوائل میں، پلانٹ نے خالص میڈیا MBBR عمل کی فزیبلٹی کی تصدیق کرنا شروع کر دی۔ خالص -میڈیا MBBR عمل کا استعمال ثانوی سیڈیمینٹیشن ٹینک کے فضلے کو گہرے denitrification کے لیے علاج کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ کم درجہ حرارت کے حالات میں denitrification بوجھ 0.45 kg/(m³·d) تک پہنچ سکتا ہے، اور بہتر آپریشن کی کارکردگی کے ساتھ، Ffluent TN کو 5 mg/L تک کم کیا جا سکتا ہے۔ فی الحال، میونسپل گندے پانی کی صفائی پر لاگو خالص میڈیا MBBR عمل کی انجینئرنگ مثالیں موجود ہیں، جو ہائیڈرولک برقرار رکھنے کے مختصر وقت میں اعلیٰ خارج ہونے والے معیارات کو حاصل کرتے ہیں۔ مزید برآں، خالص{17}میڈیا MBBR عمل فعال کیچڑ کو افزودہ نہیں کرتا، نہ صرف ثانوی تلچھٹ ٹینکوں کی ضرورت کو ختم کرتا ہے، عمل کے بہاؤ کو مختصر کرتا ہے، بلکہ کیچڑ کے بلکنگ جیسے مسائل سے بھی بچتا ہے۔ آپریشن کنٹرول آسان ہے، گندے پانی کے علاج کے لیے نئے آئیڈیاز اور عمل کے اختیارات فراہم کرتا ہے۔ یہ ایم بی بی آر کے عمل کی مستقبل کی ترقی کی سمت بھی ہے۔

4 نتائج اور سفارشات

Qingdao میں Licunhe Wastewater Treatment Plant نے MBBR کے عمل کا استعمال حیاتیاتی سیکشن کی دو میں-سیٹو تزئین و آرائش کے لیے کیا، جس سے ان-سیٹو اپ گریڈنگ اور صلاحیت میں توسیع کے اہداف حاصل ہوئے۔ ڈسچارج اسٹینڈرڈ کو GB 18918-2002 کے کلاس II کے معیار سے quasi-class IV سطح کے پانی کے معیار میں اپ گریڈ کیا گیا تھا، اور علاج کی صلاحیت کو 170,000 m³/d سے بڑھا کر 250,000 m³/d کر دیا گیا تھا۔ MBBR کا عمل مستحکم علاج کی کارکردگی کے ساتھ 10 سال سے جاری ہے۔ بہنے والا امونیا نائٹروجن اور TN بالترتیب (0.44±0.28) mg/L اور (7.75±2.60) mg/L تک پہنچ گیا۔ معطل شدہ کیریئرز پر بائیو فلم میں نائٹریفائنگ بیکٹیریا کی موثر افزودگی کی صلاحیت MBBR کی بہترین نائٹریفیکیشن کارکردگی کی بنیاد ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ MBBR عمل کم درجہ حرارت اور پانی کے معیار اور مقدار کے جھٹکے کے خلاف اچھی مزاحمت رکھتا ہے۔ ایم بی بی آر کے عمل کے آپریشن اور دیکھ بھال کے کنٹرول کا بنیادی مقصد معطل شدہ کیریئرز کے فلوائزیشن کو کنٹرول کرنا ہے، جس کے لیے قابل اعتماد ڈیزائن اور آلات کی مدد کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے پروسیس مینوفیکچررز پر زیادہ مطالبات ہوتے ہیں۔

ایم بی بی آر کے عمل کی ترقی کی سمتیں ہیں: ① فی یونٹ حجم کے علاج کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے، زیادہ اثر کو کم کرنے یا مسلسل اپ گریڈنگ اور صلاحیت کی توسیع کو حاصل کرنے کے لیے بڑے موثر مخصوص سطحی علاقوں کے ساتھ معطل کیریئرز تیار کریں۔ ② پروسیس آپریشن کی حفاظت کو بہتر بنانے کے لیے زیادہ پہننے-غیر مزاحم غیر-دھاتی لباس-مزاحم مواد کی اسکرینوں کا استعمال کریں۔ ③ اپنی مرضی کے مطابق مکسر تیار کریں تاکہ مکسر کی سروس لائف کو بہتر بنایا جا سکے اور کم-استعمال کی روانی حاصل کی جا سکے۔ ④ دستی مزدوری کو تبدیل کرنے اور آپریشن اور دیکھ بھال کو آسان بنانے کے لیے ایک خودکار فلوائزیشن مانیٹرنگ سسٹم تیار کریں۔ ⑤ پروسیس ایپلی کیشن فارمز کو بہتر بنائیں اور گندے پانی کے علاج کی متنوع ضروریات کو پورا کرنے کے لیے خالص بائیو فلم کے طریقے اپنایں۔