বর্জ্য জল চিকিত্সার দৈনিক অপারেশনে, দুটি শব্দ প্রায়শই শোনা যায়: নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন। বর্জ্য জল চিকিত্সার জন্য নতুন যারা অনেক লোক এই দুটি ধারণাকে বিভ্রান্ত করে। তাদের একই নাম থাকা সত্ত্বেও, উভয়ই "硝" চরিত্রের চারপাশে ঘুরছে, তারা আসলে বর্জ্য জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে সম্পূর্ণ ভিন্ন ভূমিকা পালন করে।
সহজ ভাষায়, নাইট্রিফিকেশন অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনকে নাইট্রেটে রূপান্তর করার জন্য দায়ী, যখন ডিনাইট্রিফিকেশন নাইট্রেটকে নাইট্রোজেন গ্যাসে রূপান্তর করার জন্য দায়ী। একটি অক্সিডেশন প্রক্রিয়া, এবং অন্যটি হ্রাস প্রক্রিয়া। দুটি প্রক্রিয়া একটি রিলে রেসের মতো, এবং শুধুমাত্র যখন তারা সমন্বয় সাধনে সম্পন্ন হয় তখনই পয়ঃনিষ্কাশনের নাইট্রোজেন সত্যিই অপসারণ করা যায়।
একবার এই বিন্দুটি বোঝা গেলে, বিভিন্ন নাইট্রোজেন অপসারণ প্রক্রিয়ার পিছনে যুক্তি, যেমন A/O, AAO এবং অক্সিডেশন খাদ, আরও পরিষ্কার হয়ে যায়।
I. নাইট্রিফিকেশন: অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনকে নাইট্রেটে রূপান্তর করা
গার্হস্থ্য নর্দমা এবং অনেক শিল্প বর্জ্য জলে, নাইট্রোজেন প্রাথমিকভাবে অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন আকারে বিদ্যমান। যদি অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন সরাসরি জলাশয়ে নিঃসৃত হয়, তবে এটি সহজেই ইউট্রোফিকেশনের দিকে পরিচালিত করতে পারে এবং মাছের মতো জলজ প্রাণীর উপরও বিষাক্ত প্রভাব ফেলতে পারে। অতএব, বর্জ্য জল শোধনাগারকে প্রথমে অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন রূপান্তর করতে হবে।
এই রূপান্তর প্রক্রিয়াটি নাইট্রিফিকেশন নামে পরিচিত।
নাইট্রিফিকেশন আসলে অণুজীবের দ্বারা সম্পাদিত একটি জারণ প্রক্রিয়া, যাকে মোটামুটিভাবে দুটি ধাপে ভাগ করা যায়:
প্রথম ধাপ হল অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনের অক্সিডেশন নাইট্রাইটে
ধাপ 2: নাইট্রাইট আরও নাইট্রেটে জারিত হয়
পুরো প্রক্রিয়াটির জন্য পর্যাপ্ত অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়, তাই নাইট্রিফিকেশন সাধারণত বায়বীয় পরিবেশে ঘটে, যেমন এয়ারেশন ট্যাঙ্ক বা এমবিআর বায়োকেমিক্যাল ট্যাঙ্ক।
এই প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত অণুজীবগুলি নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া নামে পরিচিত। এগুলি সাধারণ হেটারোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া থেকে আলাদা যে তারা অটোট্রফিক বিভাগের অন্তর্গত, প্রাথমিকভাবে অজৈব পদার্থ থেকে শক্তি আহরণ করে। তাদের বৃদ্ধির হার তুলনামূলকভাবে ধীর, এবং তারা পরিবেশগত পরিবর্তনের প্রতিও সংবেদনশীল।
এই কারণেই অনেক বর্জ্য জল শোধনাগারগুলি শীতকালে নাইট্রিফিকেশন ক্ষমতা হ্রাস অনুভব করে।
২. ডেনিট্রিফিকেশন: নাইট্রেটকে নাইট্রোজেন গ্যাসে রূপান্তর করা
যদিও নাইট্রিফিকেশন অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনের সমস্যার সমাধান করেছে, তবে এই সময়ে পানিতে নাইট্রোজেন সত্যিই অদৃশ্য হয়ে যায়নি; এটা শুধুমাত্র একটি ফর্ম থেকে অন্য রূপান্তরিত হয়েছে. সত্যিকারের বর্জ্য জল থেকে নাইট্রোজেন "সরানোর" জন্য, দ্বিতীয় ধাপ - ডিনাইট্রিফিকেশন - সম্পূর্ণ করতে হবে৷
ডেনিট্রিফিকেশন একটি হ্রাস প্রক্রিয়া। একটি অ্যানেরোবিক পরিবেশে, অণুজীবগুলি নাইট্রেটের অক্সিজেন ব্যবহার করে, ধীরে ধীরে এটিকে নাইট্রোজেন গ্যাসে পরিণত করে। প্রতিক্রিয়া পথ মোটামুটি নিম্নরূপ:
নাইট্রেট → নাইট্রাইট → নাইট্রাস অক্সাইড → নাইট্রাস অক্সাইড → নাইট্রোজেন
অবশেষে উৎপন্ন নাইট্রোজেন গ্যাস (N₂)* গ্যাসীয় আকারে বাতাসে ছেড়ে দেওয়া হবে, এইভাবে নর্দমায় থাকা নাইট্রোজেন সত্যিকার অর্থে অপসারণ করা হবে। এই প্রক্রিয়াটি সম্পন্নকারী অণুজীবকে ডেনিট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া বলে। নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া থেকে ভিন্ন, তারা হেটারোট্রফিক ব্যাকটেরিয়ার অন্তর্গত এবং শক্তির উৎস হিসাবে জৈব কার্বন প্রয়োজন।
এই কারণেই অনেক বর্জ্য জল শোধনাগারকে নাইট্রোজেন অপসারণের সময় কার্বন উত্স যোগ করতে হবে।
III. নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশনের মধ্যে বেশ কয়েকটি মূল পার্থক্য
যদি আমরা এই দুটি প্রক্রিয়াকে একসাথে দেখি, আমরা দেখতে পাব যে তারা বিভিন্ন দিক থেকে ভিন্ন ভিন্ন।
1. বিভিন্ন অক্সিজেন শর্ত
নাইট্রিফিকেশন একটি বায়বীয় পরিবেশে ঘটতে হবে, সাধারণত দ্রবীভূত অক্সিজেনের মাত্রা প্রায় 2 mg/L এ বজায় রাখতে হবে।
ডেনিট্রিফিকেশনের জন্য 0.5 মিলিগ্রাম/লিটার নিচে দ্রবীভূত অক্সিজেন সহ একটি অ্যানেরোবিক পরিবেশ প্রয়োজন। যদি খুব বেশি অক্সিজেন থাকে তবে ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া নাইট্রেটের পরিবর্তে অক্সিজেন ব্যবহার করতে পছন্দ করবে।
সহজ কথায়, নাইট্রিফিকেশন অক্সিজেনে সমৃদ্ধ হয়, যখন অক্সিজেন দ্বারা ডিনাইট্রিফিকেশন বাধাপ্রাপ্ত হয়।
2. বিভিন্ন ধরনের অণুজীব
নাইট্রিফিকেশন প্রাথমিকভাবে নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া দ্বারা সম্পন্ন হয়, যার মধ্যে নাইট্রোসোমোনাস এবং নাইট্রোব্যাক্টর রয়েছে
এই ব্যাকটেরিয়াগুলি অটোট্রফিক ব্যাকটেরিয়াগুলির অন্তর্গত, যেগুলি ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় এবং একটি দীর্ঘ স্লাজ বয়সের প্রয়োজন হয়।
ডিনাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া ডিনাইট্রিফাইং দ্বারা সঞ্চালিত হয়, যা হেটারোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া বিভাগের অন্তর্গত এবং তুলনামূলকভাবে দ্রুত বৃদ্ধির হার প্রদর্শন করে।
3. বিভিন্ন কার্বন উৎসের প্রয়োজনীয়তা
নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া প্রাথমিকভাবে শক্তির জন্য অজৈব পদার্থ ব্যবহার করে এবং সাধারণত জৈব কার্বন উত্সের উপর নির্ভর করে না।
ডেনিট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া একটি ইলেক্ট্রন দাতা হিসাবে জৈব কার্বন প্রয়োজন। অতএব, যখন বর্জ্য জলে উপলব্ধ জৈব পদার্থ অপর্যাপ্ত হয়, তখন প্রায়ই বাহ্যিক কার্বন উত্স যেমন সোডিয়াম অ্যাসিটেট, মিথানল এবং গ্লুকোজ যোগ করার প্রয়োজন হয়।
অনেক বর্জ্য জল উদ্ভিদের অপারেশনে, অপর্যাপ্ত কার্বন উত্স প্রায়ই নাইট্রোজেন অপসারণের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে একটি উল্লেখযোগ্য কারণ।
4. ঘটনার অবস্থান ভিন্ন
সাধারণ নাইট্রোজেন অপসারণ প্রক্রিয়ায়, দুটি সাধারণত বিভিন্ন প্রতিক্রিয়া অঞ্চলে সাজানো হয়।
উদাহরণস্বরূপ, A/O বা AAO প্রক্রিয়াগুলিতে:
অ্যানোক্সিক ট্যাঙ্ক - ডেনিট্রিফিকেশন অ্যারোবিক ট্যাঙ্ক - নাইট্রিফিকেশন
নাইট্রিফিকেশনের মাধ্যমে উত্পাদিত নাইট্রেট অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালনের মাধ্যমে অ্যানোক্সিক জোনে ফিরে আসে, যেখানে এটি ব্যাকটেরিয়া ডিনাইট্রিফাইং দ্বারা আরও রূপান্তরিত হয়।
5. বিভিন্ন চূড়ান্ত ফলাফল
নাইট্রিফিকেশনের ফলাফল হল অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনের হ্রাস এবং নাইট্রেটের বৃদ্ধি
ডিনাইট্রিফিকেশনের ফলাফল হল: নাইট্রেটের হ্রাস এবং নাইট্রোজেন গ্যাসের উৎপাদন
অন্য কথায়, নাইট্রোজেন শুধুমাত্র ডিনাইট্রিফিকেশন সম্পন্ন হওয়ার পরে জলের শরীর ছেড়ে যেতে পারে।
IV তারা আসলে একটি রিলে রেস
সামগ্রিক দৃষ্টিকোণ থেকে, নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন দুটি স্বাধীন প্রক্রিয়া নয়, বরং জৈবিক নাইট্রোজেন অপসারণের দুটি পরপর ধাপ।
পুরো নাইট্রোজেন রূপান্তর প্রক্রিয়া সহজভাবে বোঝা যেতে পারে:
অ্যামোনিয়াকাল নাইট্রোজেন → নাইট্রাইট নাইট্রোজেন → নাইট্রেট নাইট্রোজেন → নাইট্রাইট নাইট্রোজেন → নাইট্রোজেন গ্যাস
নাইট্রিফিকেশন অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেনকে নাইট্রেটে রূপান্তর করার জন্য দায়ী, যখন ডিনাইট্রিফিকেশন নাইট্রেটকে নাইট্রোজেন গ্যাসে হ্রাস করার জন্য দায়ী।
দুটি রিলে রেসের মতো সংযুক্ত।
যদি শুধুমাত্র নাইট্রিফিকেশন থাকে এবং কোন ডিনাইট্রিফিকেশন না থাকে, তবে পানির নাইট্রেট এখনও ইউট্রোফিকেশন ঘটাবে।
নাইট্রিফিকেশন না হলে, ডিনাইট্রিফিকেশনের জন্য "কাঁচামাল" এর অভাব হবে।
এই কারণেই বেশিরভাগ নাইট্রোজেন অপসারণ প্রক্রিয়া বায়বীয় এবং অ্যানোক্সিক উভয় অঞ্চলকে অন্তর্ভুক্ত করে।
V. উপসংহার
বর্জ্য জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে, অনেক ধারণা একই রকম হতে পারে, কিন্তু অন্তর্নিহিত যুক্তি সম্পূর্ণ ভিন্ন।
নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন একটি সাধারণ জুটি।
একটি বায়বীয় পরিবেশে ঘটে, অন্যটি অ্যারোবিক পরিবেশে ঘটে;
একটি অ্যামোনিয়া নাইট্রোজেন অক্সিডাইজ করার জন্য দায়ী, এবং অন্যটি নাইট্রেট হ্রাস করার জন্য দায়ী;
শুধুমাত্র দুটি একত্রিত হলেই একটি সম্পূর্ণ জৈবিক নাইট্রোজেন অপসারণ প্রক্রিয়া গঠিত হতে পারে।
এটি বোঝার পরে, যখন আমরা বিভিন্ন নাইট্রোজেন অপসারণ প্রক্রিয়ার দিকে তাকাই, যেমন A/O, AAO এবং অক্সিডেশন ডিচ, তখন আমরা দেখতে পাব যে সেগুলি সবই অপ্টিমাইজ করা হয়েছে এবং এই দুটি ধাপের চারপাশে একত্রিত হয়েছে।
পয়ঃনিষ্কাশনের অনেক জটিল প্রক্রিয়া, চূড়ান্ত বিশ্লেষণে, আসলে এই অণুজীবগুলির জন্য একটি উপযুক্ত "কাজের পরিবেশ" তৈরি করছে।