آکسیجن کی طلب اور ہوا کے ٹینکوں میں ہوا کی شرح کے حساب کتاب کے طریقوں کی تفصیلی وضاحت

گندے پانی کے حیاتیاتی علاج کے عمل میں ، ہوا کا ٹینک بنیادی رد عمل یونٹ ہے۔ اس کا بنیادی فنکشن مائکروبیل میٹابولزم کی ضروریات اور آلودگیوں کے انحطاط کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے آکسیجن کو ہوا کے سامان کے ذریعہ مخلوط شراب میں منتقل کرنا ہے۔ آکسیجن ڈیمانڈ (او ₂ ڈیمانڈ) سے مراد مائکروجنزموں کو نامیاتی مادے کو ہراساں کرنے اور امونیا نائٹروجن کو آکسائڈائز کرنے کے لئے درکار کل آکسیجن ہے ، جبکہ ہوا کی شرح آکسیجن کی طلب اور آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی جیسے پیرامیٹرز کی بنیاد پر حساب شدہ ہوائی جہاز کے سامان کی اصل پیداوار ہے۔ آکسیجن کی طلب اور ہوا کی شرح کا درست حساب کتاب نہ صرف گندے پانی کے علاج کی تاثیر کو یقینی بناتا ہے بلکہ توانائی کی کھپت کو بھی بہتر بناتا ہے اور آپریٹنگ اخراجات کو کم کرتا ہے۔ اس مضمون میں ان دو پیرامیٹرز کے حساب کتاب کی منطق ، بنیادی فارمولے ، اور کلیدی اثر و رسوخ کے عوامل کو تفصیل سے توڑ دیا جائے گا ، جس سے انجینئرنگ ڈیزائن اور آپریشنل ایڈجسٹمنٹ کا حوالہ فراہم ہوگا۔

آکسیجن کی طلب کا حساب کتاب مائکروبیل میٹابولک رد عمل پر مبنی ہے ، جس میں کاربونائزیشن آکسیجن کی طلب (نامیاتی مادے کا انحطاط) اور نائٹریفیکیشن آکسیجن ڈیمانڈ (امونیا نائٹروجن کا آکسیکرن) شامل ہے۔ اس کے لئے اینڈوجینس سانس کی توجہ کے ذریعہ کھائے جانے والے آکسیجن کو کٹوتی کرنے کی بھی ضرورت ہے اور آکسیجن کو بہاؤ میں تحلیل آکسیجن کے ذریعہ لے جایا جاتا ہے ، اور آخر کار مطلوبہ کل آکسیجن کی طلب کو حاصل ہوتا ہے۔

1. بنیادی حساب کتاب کی بنیاد اور فارمولا

آکسیجن ڈیمانڈ (او ڈی) کا حساب کتاب کلیدی پیرامیٹرز پر مبنی ہے جیسے بااثر پانی کے معیار (بوڈ ₅ ، میثاق جمہوریت ، NH₄⁺ - n) ، علاج کی کارکردگی ، اور کیچڑ کی حراستی۔ بنیادی فارمولا مندرجہ ذیل ہے:

آکسیجن کی کل طلب (O₂ₜₒₜₐₗ)=کاربونائزیشن آکسیجن ڈیمانڈ (O₂₍ₙ₎) + نائٹریفیکیشن آکسیجن ڈیمانڈ (O₂₍ₙᵢₜ₎) - endogenous سانس آکسیجن کی طلب (O₂₍ₑₙₐₐ₎) - آکسیجن کو بہاو (O₂₍ₒᵤₜ₎) میں لے کر لے جایا جاتا ہے (O₂₍ₒᵤₜ₎)

(1) کاربونیشن آکسیجن کی طلب (O₂₍ₙ₎)
کاربونیشن آکسیجن کی طلب بائیوڈیگریڈ ایبل نامیاتی مادے کے مائکروبیل انحطاط کے لئے درکار آکسیجن کی مقدار ہے۔ بنیادی اشارے کے طور پر BOD₅ کا استعمال کرتے ہوئے ، حساب کتاب کا فارمولا یہ ہے:

O₂₍ₙ₎ = a' × Q × (Sᵢₙ - Sₒᵤₜ) - b' × V × X

فارمولے میں پیرامیٹرز کی وضاحت:

1A ': نامیاتی مادے کی ہراس (کلوگرام او ₂/کلوگرام) بوڈ کے لئے آکسیجن کی طلب گتانک: روایتی گھریلو گندے پانی کے لئے ، A' کو 0.42 ~ 0.53 کے طور پر لیا جاتا ہے۔ صنعتی گندے پانی کے ل the ، بائیوڈیگریڈیبلٹی (ناقص بائیوڈیگریڈیبلٹی کے لئے اعلی قیمت ، اچھے بائیوڈیگریڈیبلٹی کے لئے کم قیمت) کے مطابق قیمت کو ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔

1 کیو: علاج کا حجم (m³/d) ؛

1Sᵢₙ ، Sₒᵤₜ: اثر و رسوخ اور بہاؤ بوڈ ₅ حراستی (کلوگرام/میشی ، یعنی ، جی/ایل) ؛

1 بی ': گھریلو گندے پانی کے لئے ، کیچڑ اینڈوجنس سانس آکسیجن کی کھپت کا گتانک (کلوگرام او ₂/(کلوگرام ایم ایل ایس ایس · ڈی))) ، بی' کو 0.10 ~ 0.15 کے طور پر لیا جاتا ہے۔

1V: ہوا کے ٹینک کا موثر حجم (m³) ؛

1 ایکس: ہوا کے ٹینک (ایم ایل ایس ایس ، کلوگرام/میشا) میں مخلوط شراب معطل سالڈ حراستی۔

نوٹ: اگر سی او ڈی کو حساب کتاب کے اشارے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے تو ، کوڈ کو پہلے (روایتی گھریلو گندے پانی کے لئے ، بوڈ/کوڈ 0.5 ؛ صنعتی گندے پانی کے لئے ، اصل پیمائش کی ضرورت ہے) میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔

(2) نائٹریفیکیشن آکسیجن کی طلب (O₂₍ₙᵢₜ₎)

اگر اس عمل کو نائٹریفیکیشن (نائٹریٹ نائٹروجن سے امونیا نائٹروجن کا آکسیکرن) کی ضرورت ہوتی ہے تو ، نائٹریفیکیشن آکسیجن کی طلب کو الگ سے حساب کرنے کی ضرورت ہے۔ فارمولا ہے:

o₂₍ₙᵢₜ₎=4.57 × Q × (nh₄⁺ - nᵢₙ- nh₄⁺ - nₒᵤₜ) - 0.12 × Q × (no₃⁻ {5} {} nₒᵤₜ {} {} n نہیں)

فارمولے میں پیرامیٹرز کی وضاحت:

14.57: امونیا نائٹروجن کے آکسیکرن کے لئے نظریاتی آکسیجن کا مطالبہ گتانک نائٹروجن (کلوگرام او ₂/کلوگرام) NH₄⁺ - n) ؛

10.12: نائٹریٹ ڈینیٹریفیکیشن کے لئے آکسیجن کی کھپت آفسیٹ گتانک (اگر کوئی تردید نہیں ہے تو اسے نظرانداز کیا جاسکتا ہے) ؛

1nh₄⁺ - nᵢₙ ، nh₄⁺ - nₒᵤₜ: امونیا نائٹروجن ارتکاز اثر و رسوخ اور بہاؤ میں (کلوگرام/m³) ؛

1no₃⁻ - nᵢₙ ، no₃⁻ - nₒᵤₜ: اثر و رسوخ اور بہاؤ میں نائٹریٹ نائٹروجن حراستی (کلوگرام/m³)۔

(3) اینڈوجینس سانس اور آکسیجن کیریور سے آکسیجن کی کھپت بہاؤ میں ڈی او کے ذریعہ
اینڈوجنس سانس سے آکسیجن کی کھپت B کے پیرامیٹر کے ذریعہ کاربونیشن آکسیجن کی طلب کے فارمولے میں پہلے ہی جھلکتی ہے اور اسے دوبارہ حساب لگانے کی ضرورت نہیں ہے۔ آکسیجن کیری اوور کا حساب کتاب کرنے کے لئے فارمولا یہ ہے کہ:

o₂₍ₒᵤₜ₎=8.33 × Q × (doₒᵤₜ - doᵢₙ)

جہاں: 8.33 آکسیجن کثافت کے تبادلوں کا عنصر (کلوگرام او ₂/(m³ · mg/l)) ہے ، کیا بالترتیب اثر و رسوخ اور بہاؤ (مگرا/ایل) کی تحلیل آکسیجن حراستی ہیں۔ عام معاملات میں ، اثر و رسوخ میں ڈو کو نظرانداز کیا جاسکتا ہے (0 کے طور پر لیا جاتا ہے) ، اور بہاؤ میں ڈی او کو 2 ~ 3 ملی گرام/ایل پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔

2. آکسیجن کی طلب کی مثال (OD) کے حساب کتاب کی وجہ سے گھریلو گندے پانی کی صفائی کے پلانٹ کی Q=1000 m³/d کی علاج کی گنجائش ہے ، جو V=300 m drion کا ایک موثر ہوا کا ٹینک حجم ہے ، متاثر کن BOD₅ {{{}}}}}}}}}}} m/l ایم جی/ایل ، بااثر NH₄⁺-} n=30 mg/l ، بہاؤ NH₄⁺ - n=1 mg/l ، اور affluent do {= 2 mg/l ، ایک '= 0.5}}}

(1) کاربونیشن آکسیجن کی طلب: O₂₍ₙ₎= 0.5} × 1000 × (0.2 - 0.02}) - 0.12 × 300 × {3=90 - 108=-18 (ایک منفی قدر اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ اینڈوجنس تنفس آکسیجن کی طلب کاربونیشن آکسیجن کی طلب سے زیادہ ہے)۔

)

(3) آکسیجن کو بہاؤ میں کرتے ہوئے لے جایا جاتا ہے: O₂₍ₒᵤₜ₎=8.33 × 1000 × (2 - 0)=16.66} Kg o₂/d ؛

(4) کل آکسیجن کی طلب: O₂ₜₒₜₐₗ =0 + 132.53 - 16.66 ≈115.87 کلوگرام O₂/D.

ہوائی جہاز کے حجم سے مراد ہوا کی مقدار ہے جو ہوا کے سامان کو ہوا کے ٹینک میں داخل کرنے کی ضرورت ہے۔ آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی اور ایئر آکسیجن مواد جیسے پیرامیٹرز کے ساتھ مل کر ، آکسیجن کی کل طلب کی بنیاد پر اس کا حساب لگانے کی ضرورت ہے۔ پانی کے درجہ حرارت اور ہوا کے دباؤ جیسے عوامل کی وجہ سے آکسیجن کی منتقلی کے لئے اصلاحات پر بھی غور کرنے کی ضرورت ہے۔

1. بنیادی حساب کتاب منطق اور فارمولا
ہوا میں آکسیجن کا مواد تقریبا 21 ٪ (بڑے پیمانے پر حصہ) ہے۔ آکسیجن ٹرانسفر کی کارکردگی (Eₚ) سے مراد آکسیجن کے تناسب سے ہے جو دراصل ہوا سے مخلوط شراب میں منتقل ہوتا ہے۔ ہوا کی شرح کا حساب درج ذیل فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے:

اصل ہوا کی شرح (Gₛ)=کل آکسیجن ڈیمانڈ (O₂ₜₒₜₐₗ) / (ایئر آکسیجن کا مواد × آکسیجن ٹرانسفر کی کارکردگی × اصلاح کا عنصر)

مخصوص سڑن کا فارمولا:

Gₛ = O₂ₜₒₜₐₗ × 1000 / (0.21 × 1.205 × Eₚ × Kₜ × ... Kₚ)

فارمولے میں پیرامیٹرز کی وضاحت:

10.21: ہوا میں آکسیجن کا حجم حصہ (٪) ؛

11.205: ہوا کی کثافت (کلوگرام/m³ ، معیاری حالات کے تحت ، 20 ڈگری ، 1 atm) ؛

1Eₚ: آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی (٪) ، Eₚ ہوائی جہاز کے سامان پر منحصر ہوتا ہے: بنانے والا ہوائی جہاز (مائکروپورس ایریٹر) Eₚ =15 ٪ ~ 25 ٪ ، سطح کا ہوا باز (امپیلر ایریٹر) Eₚ=8 ٪ ~ 15 ٪ ؛

1Kₜ: پانی کے درجہ حرارت کی اصلاح کا عنصر ، Kₜ =1.024^(T-20) ، جہاں T ہوا کے ٹینک (ڈگری) میں پانی کا اصل درجہ حرارت ہے۔ جیسے جیسے پانی کا درجہ حرارت بڑھتا ہے ، آکسیجن گھلنشیلتا کم ہوتی ہے ، اور Kₜ بڑھتا جاتا ہے۔

1Kₚ: گیس پریشر کی اصلاح کا عنصر ، Kₚ=P/1.013 ، جہاں P مقامی ماحولیاتی دباؤ (ATM) ہے۔ جیسے جیسے ماحولیاتی دباؤ بڑھتا ہے ، آکسیجن گھلنشیلتا میں اضافہ ہوتا ہے ، اور Kₚ بڑھتا جاتا ہے۔

11000: یونٹ کے تبادلوں کا عنصر (کلوگرام O₂ کو G O₂ میں تبدیل کرتا ہے)۔

2. ہوا کی شرح کے حساب کتاب کی مثال (اوپر آکسیجن کی طلب کی مثال کے بعد) آکسیجن کی طلب کے مطابق O₂ₜₒₜₐₗ=115.87} Kg O₂/D ، مائکروپورس ایریٹرز کا استعمال کرتے ہوئے ، Eₚ =20 ٪ ، ہوائی جہاز کے ٹینک کے پانی کا درجہ حرارت T =25 ڈگری ، اور مقامی ایٹموسفیرک پریشر P {I}}}} at.

(1) اصلاح کے عنصر کا حساب لگائیں: Kₜ =1.024^(25-20) =1.024 ⁵≈1.127 ، Kₚ {5=1.0/1.013 کلبھوشن ؛

. یہاں کا حساب کتاب غلط ہے اور اس کو مندرجہ ذیل طور پر درست کیا جانا چاہئے:

recalculate (یونٹ مستقل): o₂ₜₒₜₐₗ=115.87} kg/d=115870 g/d ؛

ڈینومنیٹر: 0.21 (آکسیجن حجم فریکشن) × 1.205 (ہوا کی کثافت کلوگرام/m³) × Eₚ (20 ٪=0.2) × Kₜ (1.127) × Kₚ (0.987) {6} × × 1.205 × 1.205 × 1.127 × 0.987 × 0. 0.253 × 0.2 ≈ 0.0506 ، 0.0506 × 1.127 ≈ 0.057 ، 0.057 × 0.987 ≈ 0.056 کلوگرام O₂/m³ ہوا ؛

لہذا ، gₛ=115.87 کلوگرام/ڈی/0.056 کلوگرام او ₂/m³ ہوا ≈ 2069 m³/d (تقریبا {86.2 m³/h)۔

1. پانی کے معیار کے عوامل
بااثر نامیاتی مادے (BOD₅ ، COD) اور امونیا نائٹروجن کی حراستی براہ راست آکسیجن کی طلب کا تعین کرتی ہے: حراستی جتنی زیادہ ہوگی ، آکسیجن کی طلب جتنی زیادہ ہوگی ، اور اس کے مطابق ہوا کی شرح میں اضافہ کرنے کی ضرورت ہے۔ اگر صنعتی گندے پانی میں recalcitrant نامیاتی مادے یا زہریلے مادے پر مشتمل ہوتا ہے تو ، یہ مائکروبیل سرگرمی کو روکتا ہے ، جس میں ہوا کی شرح میں مناسب اضافے کی ضرورت ہوتی ہے (زہریلا کی روک تھام کے خاتمے کے لئے DO حراستی میں اضافہ)۔

2. آپریٹنگ پیرامیٹرز
زیادہ سے زیادہ ایم ایل ایس ایس حراستی سے اینڈوجینس سانس آکسیجن کی کھپت میں اضافہ ہوگا اور آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی (مخلوط شراب کی واسکاسیٹی میں اضافہ) کو کم کیا جائے گا ، جس میں ایم ایل ایس ایس اور ہوا کی شرح کے مابین توازن کی ضرورت ہوگی۔ کیچڑ برقرار رکھنے کا وقت (ایس آر ٹی) نائٹریفائزیشن کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے ، نائٹریفائزیشن کے عمل کو ایس آر ٹی کو 10 دن (20 ڈگری) سے زیادہ یا اس کے برابر کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے اور نائٹریفیکیشن آکسیجن کی طلب سے زیادہ ملتی ہے۔

3. ماحولیاتی عوامل
پانی کے درجہ حرارت میں اضافہ آکسیجن گھلنشیلتا کو کم کرتا ہے اور آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی کو کم کرتا ہے ، جس سے بڑھتی ہوا ہوا کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہوا کے دباؤ میں کمی (جیسے ، اونچائی- اونچائی والے علاقوں میں) آکسیجن گھلنشیلتا کو مزید کم کرتی ہے ، جس کی تلافی کے لئے بڑھتی ہوئی ہوا کی ضرورت ہوتی ہے۔ مخلوط شراب کا پییچ نائٹریفائزیشن کو متاثر کرتا ہے (زیادہ سے زیادہ پی ایچ=7.5 ~ 8.5) ؛ غیر معمولی پییچ کو ہوا کی اصلاح سے پہلے پانی کے معیار کی ایڈجسٹمنٹ کو ترجیح دینے کی ضرورت ہے۔

4. ہوا کے سامان کا انتخاب
ہوا کے مختلف سامان کی اقسام آکسیجن کی منتقلی کی اہلیت کو نمایاں طور پر پیش کرتے ہیں۔ مائکروپورس ایریٹرز میں آکسیجن کی منتقلی کی سب سے زیادہ کارکردگی ہے اور وہ بڑے ہوا کے ٹینکوں کے لئے موزوں ہیں۔ سطح کے ایریٹرز انسٹال کرنا آسان ہیں اور چھوٹے گندے پانی کے علاج کے پودوں کے لئے موزوں ہیں۔ سامان کا انتخاب کرتے وقت ، آکسیجن کی طلب اور ٹینک کی قسم پر غور کرنا ضروری ہے ، اعلی - کارکردگی ، کم -}}- کھپت کے سامان کو ہوا کی مقدار اور آپریٹنگ اخراجات کو کم کرنے کے ل .۔

1۔ عین مطابق پیرامیٹر کی اقدار: گندے پانی کی قسم (گھریلو سیوریج/صنعتی گندے پانی) ، ایوریشن آلات کے ماڈل ، اور ماپنے والے اعداد و شمار کی بنیاد پر ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے جیسے A '، B' ، اور Eₚ کو ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔

2. یونٹ مستقل مزاجی کلیدی حیثیت رکھتی ہے: حساب سے پہلے ، تمام پیرامیٹر یونٹ مستقل ہونے چاہئیں (جیسے ، مگرا/ایل سے کلوگرام/ایم ، میشا/ڈی سے m³/h) غلطیوں کا باعث بننے والے یونٹ کی الجھن سے بچنے کے ل .۔

3. ڈیزائن مارجن: اصل منصوبوں میں ، پانی کے معیار کے اتار چڑھاو اور سامان کی عمر بڑھنے جیسے عوامل کی وجہ سے آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی میں کمی کو دور کرنے کے لئے 1.1 ~ 1.2 کے حفاظتی عنصر کو حساب کتاب ہوا کی شرح سے ضرب کرنا چاہئے۔

4. اصل آپریشن پر مبنی ایڈجسٹمنٹ: حساب کتاب اقدار نظریاتی اقدار ہیں۔ اصل آپریشن میں ، ایونشن کی شرح کو مخلوط شراب ڈی او حراستی (2 ~ 3 ملی گرام/ایل پر کنٹرول) اور بہاؤ معیار (BOD₅ ، NH₄⁺ - n) کی بنیاد پر متحرک طور پر ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے تاکہ کارکردگی اور توانائی کی کھپت کے مابین توازن حاصل کیا جاسکے۔

ایریشن ٹینک میں آکسیجن کی طلب اور ہوا کی شرح کا حساب لگانا گندے پانی کی صفائی کے انجینئرنگ ڈیزائن اور آپریشن کی اصلاح کا ایک بنیادی پہلو ہے۔ بنیادی طور پر ، اس میں مائکروجنزموں اور آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی کی میٹابولک ضروریات کو "- آکسیجن سپلائی کا مطالبہ" کے حصول کے لئے مقدار میں شامل کرنا شامل ہے۔ آکسیجن کی طلب کے حسابات کو پانی کے معیار کے پیرامیٹرز اور مائکروبیل میٹابولک نمونوں پر قریب سے عمل کرنا چاہئے ، جبکہ ہوائی جہاز کی شرح کے حساب کتاب کو سامان کی کارکردگی اور ماحولیاتی عوامل کے ساتھ مل کر ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔ عملی ایپلی کیشنز میں ، نظریاتی حساب کے ذریعے ایک بنیادی فریم ورک قائم کرنے کی ضرورت ہے ، اس کے بعد ماپنے والے اعداد و شمار پر مبنی متحرک ایڈجسٹمنٹ ہوتی ہے۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ گندے پانی کے علاج کے نتائج معیارات پر پورا اترتے ہیں جبکہ ہوائی جہاز کی توانائی کی کھپت کو کم سے کم کرتے ہیں ، موثر اور معاشی عمل کے عمل کو حاصل کرتے ہیں۔