গার্হস্থ্য বর্জ্য জলের অ্যানেরোবিক চিকিত্সায়, ধারণ সময় 2 ঘন্টার বেশি, অ্যানোক্সিক ধারণ সময় 2 ঘন্টার বেশি এবং অ্যারোবিক ট্যাঙ্ক ধারণের সময় 6 ঘন্টা ধরে রাখা হয়। মনে হচ্ছে অ্যানেরোবিক এবং অ্যানোক্সিক ধরে রাখার সময়গুলি জৈব পদার্থকে আরও ভালভাবে অপসারণের জন্য। জৈব পদার্থের পরিমাণ কম হলে, ধরে রাখার সময় কি কম করা দরকার? আর জৈব পদার্থের পরিমাণ বেশি হলে কি ধরে রাখার সময় বাড়ানো দরকার? ধারণ সময় খুব দীর্ঘ বা খুব কম হলে প্রভাব কি হবে? এটা মনে হয় যে আরও কার্যকর অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন অপসারণের জন্য নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া বৃদ্ধির সুবিধার জন্য একটি দীর্ঘ বায়বীয় ধারণ সময়। ধন্যবাদ, বিশেষজ্ঞদের, (জনপ্রিয় বিজ্ঞান ব্যাখ্যা) জন্য!
হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (HRT) প্রায়ই দৈনিক অপারেশন পরিচালনায় উপেক্ষা করা হয়, তবুও এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ রেফারেন্স ডেটা পয়েন্ট, বিশেষ করে নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অপসারণ সিস্টেমের জন্য!
1. হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (HRT) কি?
হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (সংক্ষেপে HRT হিসাবে) একটি শব্দ যা জল চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এটি গড় সময়কে বোঝায় যে বর্জ্য জল চুল্লিতে থাকে, অর্থাৎ, জৈবিক চুল্লিতে বর্জ্য জল এবং অণুজীবের মধ্যে গড় প্রতিক্রিয়া সময়।
জৈবিক চিকিত্সার জন্য, এইচআরটি অবশ্যই নির্দিষ্ট প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে। অন্যথায়, এইচআরটি অপর্যাপ্ত হলে, জৈব রাসায়নিক প্রতিক্রিয়াগুলি অসম্পূর্ণ হবে, যা দুর্বল চিকিত্সার দক্ষতার দিকে পরিচালিত করবে। বিপরীতভাবে, একটি অত্যধিক দীর্ঘ HRT সিস্টেমে স্লাজ বার্ধক্য সৃষ্টি করতে পারে।
টেবিল: বিভিন্ন বর্জ্য জল চিকিত্সা প্রক্রিয়ার জন্য HRT
যখন চিকিত্সার দক্ষতা দুর্বল হয়, তখন ডিজাইনের HRT মান যাচাইয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এইচআরটি যাচাই করার সময়, প্রবাহের হারে স্লাজ রিটার্ন প্রবাহ অন্তর্ভুক্ত করা উচিত। এইচআরটি খুব ছোট হলে, বর্জ্য জল প্রবাহের হার ধীরে ধীরে হ্রাস করা উচিত; যদি এটি খুব বড় হয়, বর্জ্য জল প্রবাহ হার ধীরে ধীরে বৃদ্ধি করা উচিত. নোট করুন যে সিস্টেমে একটি শক লোড চাপানো এড়াতে বর্জ্য জলের প্রবাহের হারে যে কোনও পরিবর্তন ধীরে ধীরে করা উচিত। বর্জ্য জল চিকিত্সার চ্যালেঞ্জিং প্রকৃতির প্রেক্ষিতে, আগত বর্জ্য জলের প্রবাহের হার হ্রাস করা হালকাভাবে করা উচিত নয়; সমন্বয় প্রাথমিকভাবে রিটার্ন প্রবাহ হার করা উচিত.
প্রচলিত সক্রিয় স্লাজ প্রক্রিয়ায়, এইচআরটি মূলত বর্জ্য জল শোধনের মাত্রা নির্ধারণ করে কারণ এটি স্লাজ ধরে রাখার সময় নির্ধারণ করে। যাইহোক, এমবিআর (মেমব্রেন বায়োরিয়াক্টর) প্রক্রিয়ায়, ঝিল্লির পৃথকীকরণ প্রভাব সম্পূর্ণরূপে প্রতিক্রিয়া ট্যাঙ্কের মধ্যে অণুজীবগুলিকে ধরে রাখে, যার ফলে জলবাহী ধারণের সময় এবং স্লাজ বয়সের সম্পূর্ণ বিচ্ছেদ অর্জন করে!
2. হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম গণনা (HRT)
বর্জ্য জল শোধনে আসলে দুই ধরনের হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম আছে: একটিকে বলা হয় নামমাত্র হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম, আর অন্যটি হল অ্যাকচুয়াল হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম!
1. নামমাত্র হাইড্রোলিক ধরে রাখার সময়
নাম অনুসারে, এটি সংজ্ঞার উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়েছে: জলবাহী ধারণ সময় বর্জ্য জল চিকিত্সা সিস্টেমের কার্যকর ভলিউমকে প্রভাবিত প্রবাহ হার দ্বারা ভাগ করে সমান করে।
যদি বর্জ্য জল শোধন ব্যবস্থার কার্যকরী আয়তন হয় V (m³), এবং Q হল প্রতি ঘণ্টায় প্রভাবশালী প্রবাহের হার (m³/h), তাহলে জলবাহী ধারণ সময়ের সূত্র হল:
`HRT=V / Q`
2. প্রকৃত হাইড্রোলিক রিটেনশন সময়
প্রকৃত জলবাহী ধারণ সময় বলতে বোঝায় প্রকৃত সময় বর্জ্য জল প্রকৃতপক্ষে চিকিত্সা ব্যবস্থায় থাকে এবং এটি স্লাজ রিটার্ন প্রবাহের জন্য অ্যাকাউন্ট করা প্রয়োজন:
যদি বর্জ্য জল শোধন ব্যবস্থার কার্যকরী আয়তন হয় V (m³), Q হল ঘণ্টায় প্রভাবশালী প্রবাহের হার (m³/h), এবং R হল স্লাজ পুনঃপ্রবাহ অনুপাত, তাহলে জলবাহী ধারণ সময়ের সূত্র হল:
`HRT=V / [(1 + R) Q]`
সুতরাং, একটি নাইট্রোজেন অপসারণ ব্যবস্থায়, অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালন প্রবাহ কি অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্কের জন্য প্রকৃত জলবাহী ধারণ সময়ের গণনার অন্তর্ভুক্ত? এই বিষয়টি নিয়ে বিতর্ক হয়েছে। সাধারণত, অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালন প্রবাহ অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্কের প্রকৃত HRT-এর সূত্রে অন্তর্ভুক্ত করা হয় না। প্রবিধানগুলি সাধারণত শুধুমাত্র অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্ক HRT-এর জন্য একটি পরিসীমা প্রদান করে। অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্ক এইচআরটি গণনার জন্য, বহিরাগত পুনঃপ্রবর্তন অনুপাত R বিবাদ ছাড়াই অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে; এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে কার্যকর প্রভাব প্রবাহ হার হল (1+R)Q।
অতএব, অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্ক HRT কে সাধারণত HRT=V / [(1 + R) Q] হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
ম্যাক্রোস্কোপিক দৃষ্টিকোণ থেকে, অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্ক এইচআরটি-এর জন্য অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালন প্রবাহ গণনা করা উচিত কিনা সে সম্পর্কে, অভ্যন্তরীণ পুনঃপ্রবাহ অনুপাত r=4 বা N হলে, আমরা বিবেচনা করি যে জলটি 4 বা N বার পুনঃপ্রবর্তন করা হয়েছে। সুতরাং, যদিও প্রতি পাস ধরে রাখার সময় কম, তবে 4 বা N পাসের মোট সময় সমতুল্য হতে যোগ করে, কার্যকরভাবে অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালনের প্রভাবকে অফসেট করে।
অতএব, অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালন প্রবাহ সূত্রের অন্তর্ভুক্ত নয়।
3. হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইমের ভূমিকা (HRT)
নাইট্রোজেন অপসারণের উপর HRT এর প্রভাব
A²/O প্রক্রিয়ায়, যথেষ্ট দীর্ঘ HRT-এর শর্তে, NH₃-N-এর জন্য ভাল অপসারণের দক্ষতা রয়েছে। যদি এইচআরটি খুব কম হয়, তবে প্রতিক্রিয়া ট্যাঙ্কে বিভিন্ন মাইক্রোবিয়াল জনসংখ্যার বৃদ্ধির জন্য পর্যাপ্ত সময় থাকে না, স্লাজ খুব দ্রুত ধুয়ে যায় এবং নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন প্রতিক্রিয়া উভয়ই সম্পূর্ণভাবে এগিয়ে যায় না। যখন এইচআরটি একটি নির্দিষ্ট মান পৌঁছায়, প্রতিটি চুল্লিতে প্রতিক্রিয়াগুলি সম্পূর্ণরূপে এগিয়ে যাওয়ার জন্য যথেষ্ট, তখন এইচআরটি আরও বৃদ্ধি করা নাইট্রোজেন অপসারণে আরও উল্লেখযোগ্য উন্নতি না করেই কেবল অর্থনৈতিক বোঝা যোগ করে।
যাইহোক, হাইব্রিড এমবিআর প্রসেসের উপর গবেষণা ইঙ্গিত দিয়েছে যে পরীক্ষিত এইচআরটি পরিসরের মধ্যে (4.97h - 8.70h), সিস্টেমের TN অপসারণের দক্ষতা বেড়েছে কারণ HRT হ্রাস পেয়েছে। এর কারণ হল দীর্ঘ এইচআরটি অবস্থার অধীনে, সিস্টেমের জৈব লোডিং হার হ্রাস পায়, যা জৈববস্তুর অন্তঃসত্ত্বা শ্বাস-প্রশ্বাসকে তীব্র করতে পারে, স্লাজ কার্যকলাপকে প্রভাবিত করতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত সিস্টেমের দূষণকারী অপসারণের দক্ষতা হ্রাস করতে পারে। এইচআরটি কমানো সিস্টেমের জৈব লোডিং হার বাড়াতে পারে, যার ফলে সিস্টেমের ডিনাইট্রিফিকেশন ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং অবশেষে নাইট্রোজেন অপসারণ কর্মক্ষমতা উন্নত হয়।
ফসফরাস অপসারণের উপর HRT এর প্রভাব
SBR প্রক্রিয়ায়, PO₄³⁻-P অপসারণের দক্ষতার উপর HRT-এর তুলনামূলকভাবে কম প্রভাব রয়েছে; এই প্রক্রিয়াটি PO₄³⁻-P এর জন্য উল্লেখযোগ্য অপসারণ效果 দেখায় না। এটি হতে পারে কারণ ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া এবং পলিফসফেট-সঞ্চয়কারী জীব (PAOs) উভয়ই হেটেরোট্রফিক। ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া ডিনাইট্রিফাইংয়ের জন্য PAO-এর আগে VFAs গ্রহণ এবং ব্যবহার করতে পারে, এবং PAO-এর কার্বন উত্সগুলির জন্য ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়াগুলির চেয়ে কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে - সহজেই বায়োডিগ্রেডেবল জৈব পদার্থ ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া দ্বারা অগ্রাধিকারমূলকভাবে ব্যবহার করা হয়। এটি PAOs দ্বারা কম কার্বন উত্স শোষণের দিকে পরিচালিত করে, অনুরূপভাবে কম VFA, যার ফলে কম PHB (পলি- -হাইড্রোক্সিবুটাইরেট) অ্যানেরোবিক অবস্থার অধীনে উৎপন্ন হয়। ফলস্বরূপ, ফসফরাস নিঃসরণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি তুলনামূলকভাবে হ্রাস পায়।
A²/O প্রক্রিয়ার উপর গবেষণা দেখায় যে HRT বৃদ্ধির সাথে সাথে টিপি অপসারণের কার্যকারিতা অগত্যা ক্রমাগত বৃদ্ধি পায় না বরং প্রথমে বৃদ্ধি এবং তারপর হ্রাসের প্রবণতা দেখায়। যখন HRT 8h হয়, তখন TP অপসারণের কার্যকারিতা সর্বোচ্চ হয়, যা সর্বোত্তম অপসারণের কার্যকারিতা নির্দেশ করে। যখন এইচআরটি 12 ঘন্টা পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন টিপি অপসারণের কার্যকারিতা হ্রাসের প্রবণতা দেখায় এবং ফসফরাস অপসারণের কার্যকারিতা হ্রাস পায়। এটি ইঙ্গিত দেয় যে যথেষ্ট দীর্ঘ HRT টিপি অপসারণের জন্য উপকারী। যাইহোক, এইচআরটি আরও বাড়লে, টিপি অপসারণের হার ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যা ফসফরাস অপসারণের উপর বিরূপ প্রভাব ফেলতে পারে। এটি হতে পারে কারণ এইচআরটি যদি খুব বড় হয় তবে এটি স্লাজ হতে পারে