বর্জ্য জল চিকিত্সা সিস্টেমে সাধারণ ফসফরাস অপসারণ পদ্ধতি এবং নীতিগুলি

ফসফরাস-জলের পিছনে অপরাধী "স্থূলতা"

যদি অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন জলাশয়ের "বিষ" হয়, তবে ফসফরাস হল "সার"। জলাশয়ে অত্যধিক ফসফরাস নিঃসরণ শেত্তলাগুলিকে অনিয়ন্ত্রিতভাবে বৃদ্ধি করে, যা ইউট্রোফিকেশনের দিকে পরিচালিত করে এবং শেষ পর্যন্ত জলকে "সবুজ পোরিজ"-এ পরিণত করে। এই কারণেই মোট ফসফরাসের জন্য পরিবেশগত মান ক্রমশ কঠোর হয়ে উঠছে (শ্রেণি A মান: 0.5 mg/L)।

তাহলে কিভাবে ফসফরাস বর্জ্য জল চিকিত্সা সিস্টেম থেকে সরানো হয়?

তিনটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে: রাসায়নিক ফসফরাস অপসারণ, জৈবিক ফসফরাস অপসারণ এবং কিছু সহায়ক প্রযুক্তি।

1.1 মৌলিক নীতি
রাসায়নিক ফসফরাস অপসারণের মূল হল কণা রূপান্তর এবং শোষণ স্লাজ অপসারণ। বর্জ্য জলে রাসায়নিক যোগ করার মাধ্যমে, দ্রবণীয় ফসফেটগুলি অদ্রবণীয় কণাতে রূপান্তরিত হয়, যা পরে সক্রিয় স্লাজ দ্বারা শোষিত হয় এবং কাদা অপসারণের মাধ্যমে অপসারণ করা হয়।

এই প্রক্রিয়াটি আসলে দুটি ধাপ জড়িত:

কণা রূপান্তর: দ্রবীভূত ফসফেট আয়ন (PO43-) ধাতব আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে অদ্রবণীয় ফসফেট কণা তৈরি করে।

শোষণ এবং স্লাজ অপসারণ: সূক্ষ্ম কণা একে অপরের সাথে লেগে থাকে বা সক্রিয় স্লাজ দ্বারা শোষিত হয়, কাদা অপসারণের মাধ্যমে মোট ফসফরাস হ্রাস করে।

দ্রষ্টব্য: কিছু লোক বিশ্বাস করে যে ফসফরাস অপসারণের নীতি হল বর্জ্য জলে ধাতব লবণের এজেন্ট যোগ করা, যার ফলে দ্রবণীয় ফসফেট অদ্রবণীয় কণাতে পরিণত হয়, যা পরে অবক্ষয় হয় এবং নিঃসৃত হয়। এই নিবন্ধে উপস্থাপিত দৃষ্টিকোণ থেকে এটি ভিন্ন।

1.2 সাধারণভাবে ব্যবহৃত এজেন্ট এবং প্রতিক্রিয়া নীতি

লোহা/অ্যালুমিনিয়াম লবণ ফসফরাস অপসারণের মূল হল ফসফেটের সাথে ধাতব আয়নের বিক্রিয়া যা অল্প দ্রবণীয় লবণ তৈরি করে, যা নিরপেক্ষ এবং অম্লীয় অবস্থার জন্য উপযুক্ত। অন্যদিকে, চুন ফসফরাস অপসারণ ক্যালসিয়াম ফসফেট অবক্ষয় গঠনের জন্য একটি উচ্চ pH পরিবেশের উপর নির্ভর করে, তবে এটির জন্য একটি উচ্চ pH এবং পরবর্তী pH সমন্বয় প্রয়োজন, এবং এছাড়াও প্রচুর পরিমাণে স্লাজ তৈরি করে।

1.3 তিনটি ডোজ পদ্ধতি
রাসায়নিক ফসফরাস অপসারণ ডোজ অবস্থানের উপর ভিত্তি করে তিনটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে। আমি ব্যক্তিগতভাবে পোস্ট-ফসফরাস অপসারণের সুপারিশ করি, যা স্বাধীন নিয়ন্ত্রণ এবং সহজ সমন্বয়ের অনুমতি দেয়।

2.1 কোর প্লেয়ার: পলিফসফেট সঞ্চয়কারী জীব (PAO)

জৈবিক ফসফরাস অপসারণের প্রধান খেলোয়াড় হল একটি বিশেষ ধরনের ব্যাকটেরিয়া-পলিফসফেট সঞ্চয়কারী জীব (PAOs)। তাদের একটি অসাধারণ ক্ষমতা রয়েছে: বায়বীয় অবস্থার অধীনে, তারা অত্যধিক পরিমাণে বর্জ্য জল থেকে ফসফরাস শোষণ করতে পারে, যার ফলে তাদের কোষের মধ্যে ফসফরাসের মাত্রা সাধারণ ব্যাকটেরিয়া থেকে কয়েকগুণ বেশি হয়।

2.2 দুই-পর্যায় চক্র-অ্যারোবিক ফসফরাস রিলিজ, অ্যারোবিক ফসফরাস গ্রহণ

PAO-এর ফসফরাস অপসারণ প্রক্রিয়ার জন্য বিকল্প অ্যানেরোবিক এবং বায়বীয় পরিবেশ প্রয়োজন:

পর্যায় 1: অ্যানেরোবিক ফসফরাস মুক্তি

কোন দ্রবীভূত অক্সিজেন বা আণবিক অক্সিজেন ছাড়া অ্যানেরোবিক অবস্থার অধীনে, PAOs তাদের কোষের মধ্যে পলিফসফেটগুলিকে অর্থোফসফেটে হাইড্রোলাইজ করে, তাদের জলে ছেড়ে দেয়।

মুক্তি পাওয়া শক্তি জলে উদ্বায়ী ফ্যাটি অ্যাসিড (ভিএফএ) শোষণ করতে ব্যবহৃত হয়, অন্তঃকোষীয় কার্বন উত্স স্টোরেজ যৌগ PHB সংশ্লেষিত করে।

এই পর্যায়ে, জলে ফসফরাসের ঘনত্ব আসলে বেড়ে যায়-আতঙ্কিত হবেন না, এটি আরও পরে আরও "গ্রাহক" করার জন্য প্রস্তুত করা।

পর্যায় 2: অ্যারোবিক ফসফরাস গ্রহণ

একটি বায়বীয় পরিবেশে প্রবেশ করার পর, পলিফসফেট-জমে থাকা ব্যাকটেরিয়া (PABs) শক্তি পাওয়ার জন্য তাদের কোষের মধ্যে সঞ্চিত PHB পচে যায়।

তারা অত্যধিকভাবে জল থেকে দ্রবণীয় অর্থোফসফেটগুলি শোষণ করে, তাদের কোষের মধ্যে পলিফসফেট হিসাবে সংরক্ষণ করে।

শোষিত ফসফরাসের পরিমাণ অ্যানেরোবিক পর্যায়ে মুক্তির পরিমাণকে ছাড়িয়ে যায়।

তৃতীয় পর্যায়: স্লাজ অপসারণ এবং ফসফরাস অপসারণ

ফলে সৃষ্ট ফসফরাস-সমৃদ্ধ স্লাজ অতিরিক্ত স্লাজ হিসাবে নিঃসৃত হয়, ফলে পানি থেকে ফসফরাস সম্পূর্ণরূপে অপসারণ হয়।

শক্তির দৃষ্টিকোণ থেকে, PPBগুলি অ্যারোবিক অবস্থার অধীনে জৈব পদার্থ শোষণ করে শক্তি পাওয়ার জন্য ফসফরাস ছেড়ে দেয় এবং বায়বীয় অবস্থার অধীনে ফসফরাস শোষণ করে শক্তি পাওয়ার জন্য জৈব পদার্থকে হ্রাস করে, একটি সম্পূর্ণ শক্তি চক্র গঠন করে।

2.3 মূলধারার জৈবিক ফসফরাস অপসারণ প্রক্রিয়া

A²/O প্রক্রিয়াটি বর্তমানে সবচেয়ে সাধারণ একযোগে নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অপসারণ প্রক্রিয়া। অ্যারোবিক পর্যায়ে নাইট্রিফিকেশন ঘটে, অ্যানোক্সিক পর্যায়ে ডিনাইট্রিফিকেশন এবং অ্যানেরোবিক পর্যায়ে ফসফরাস নিঃসরণ ঘটে, তিন ধরনের ব্যাকটেরিয়া সমন্বয়মূলকভাবে কাজ করে। যাইহোক, এর একটি অন্তর্নিহিত ত্রুটি রয়েছে: ফিরে আসা স্লাজের নাইট্রেটগুলি অ্যানেরোবিক অঞ্চলে প্রবেশ করতে পারে, যা ফসফরাস অপসারণের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে। এটি মোকাবেলার জন্য, UCT প্রক্রিয়া এবং উল্টানো A²/O এর মতো পরিবর্তিত প্রক্রিয়াগুলি তৈরি করা হয়েছে।

2.4 জৈবিক ফসফরাস অপসারণকে প্রভাবিত করে

pH-এর প্রভাবে বিশেষ মনোযোগ দেওয়া উচিত: যখন pH হঠাৎ কমে যায়, তখন ফসফরাস ঘনত্ব অ্যানারোবিক এবং বায়বীয় উভয় অঞ্চলে তীব্রভাবে বৃদ্ধি পাবে। পিএইচ ড্রপের কারণে সৃষ্ট এই ফসফরাস নিঃসরণ "ধ্বংসাত্মক"-শুধুমাত্র অকার্যকরই নয়, পরবর্তী বায়বীয় ফসফরাস গ্রহণের ক্ষমতাও হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।

2.5 দুটি ভিন্ন ফসফরাস অপসারণ প্রক্রিয়ার অর্থনৈতিক তুলনা

জৈবিক ফসফরাস অপসারণের জন্য কার্বন উত্স প্রয়োজন। কিছু বর্জ্য জল শোধনাগারের জন্য কার্বন উত্সের অভাব রয়েছে, রাসায়নিক ফসফরাস অপসারণ অর্থনৈতিক দৃষ্টিকোণ থেকে জৈবিক ফসফরাস অপসারণের চেয়ে সস্তা। যাইহোক, জৈবিক ফসফরাস অপসারণের সুবিধা হল এটি কম স্লাজ তৈরি করে এবং বাইরের রাসায়নিকের প্রয়োজন হয় না।

3.1 নির্মিত জলাভূমি ফসফরাস অপসারণ
এই পদ্ধতিটি একাধিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করে যেমন জলাভূমি উদ্ভিদ শোষণ, সাবস্ট্রেট শোষণ, এবং জীবাণু রূপান্তর সহযোগে ফসফরাস অপসারণ করতে। এর সুবিধা হল কম খরচে, উচ্চ দক্ষতা, এবং ইকো-বন্ধুত্ব; এর অসুবিধাগুলি হল বৃহৎ ভূমি এলাকার প্রয়োজনীয়তা এবং মৌসুমী প্রভাব।

3.2 আয়রন ফ্লেক অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রোলাইসিস পদ্ধতি
অ্যাসিডিফিকেশন ট্যাঙ্কে একটি লোহার স্ক্র্যাপ প্যাকিং স্তর ইনস্টল করা হয়। লোহার স্ক্র্যাপ একটি অম্লীয় পরিবেশে অভ্যন্তরীণ তড়িৎ বিশ্লেষণ করে, Fe²⁺ উৎপন্ন করে, যা পরবর্তী বায়ুচলাচলের সময় Fe³⁺-এ জারিত হয়, ফসফেট আয়নগুলির সাথে একটি অবক্ষেপণ তৈরি করে। এই পদ্ধতিটি কম খরচে-এবং বিদ্যমান প্রক্রিয়ায় কোনো পরিবর্তনের প্রয়োজন নেই, তবে নিয়মিত ব্যাকওয়াশিং রক্ষণাবেক্ষণ প্রয়োজন।

বর্জ্যের জন্য ক্লাস A (0.5 mg/L) প্রয়োজন: একা জৈবিক পদ্ধতিগুলি ধারাবাহিকভাবে মান পূরণ করার সম্ভাবনা কম; রাসায়নিক ফসফরাস অপসারণ একটি সম্পূরক হিসাবে সুপারিশ করা হয়. যাইহোক, ফসফরাস অপসারণের জন্য একটি কম স্লাজ বয়সের প্রয়োজন, যখন ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য একটি উচ্চ স্লাজ বয়স প্রয়োজন, একটি দ্বন্দ্ব তৈরি করে এবং নিয়ন্ত্রণকে কঠিন করে তোলে (এটি একটি ব্যবসা-অফ)।

কম-কার্বনের উৎস বর্জ্য জল: জৈবিক ফসফরাস অপসারণ ব্যয়বহুল; রাসায়নিক ফসফরাস অপসারণ একটি বিকল্প হিসাবে সুপারিশ করা হয়.