UASB اینیروبک گرینولر سلج کی کاشت کی عملی گائیڈ

دانے دار کیچڑ UASB ری ایکٹر کے موثر آپریشن کا مرکز ہے۔ کاشت اعلی-معیار ٹیکہ لگانے، کنٹرول شدہ درجہ حرارت اور مستحکم پی ایچ، کم F/M آغاز-، بتدریج بوجھ میں اضافہ، اور ہائیڈرولک اسکریننگ کے اصولوں پر عمل کرتی ہے۔ میسوفیلک حالات میں، آسانی سے گرنے والا گندا پانی (خوراک اور بیئر پروسیسنگ) 1-2 ماہ میں پختہ دانے دار کیچڑ بن سکتا ہے، جبکہ روایتی صنعتی گندے پانی کو کاشت مکمل کرنے کے لیے 2-4 ماہ درکار ہوتے ہیں۔

1. ری ایکٹر پریٹریٹمنٹ

UASB پانی کی تقسیم کے نظام کا اچھی طرح سے معائنہ کیا جانا چاہیے تاکہ ڈیڈ زون یا رکاوٹوں کے بغیر پانی کی یکساں تقسیم کو یقینی بنایا جا سکے۔ مناسب گیس-مائع-ٹھوس علیحدگی کو یقینی بنانے کے لیے تین-فیز سیپریٹر کو ایڈجسٹ کیا جانا چاہیے؛ ری ایکٹر کے اندرونی حصے کو ملبے، زنگ اور بقایا آلودگیوں سے صاف کیا جانا چاہیے تاکہ ری ایکٹر کی ہوا کی تنگی کو یقینی بنایا جا سکے اور آکسیجن کے داخلے کو روکا جا سکے۔

2. انوکولیڈ کیچڑ کا انتخاب اور اضافہ

اسی طرح کے گندے پانی کی اقسام سے پختہ UASB دانے دار کیچڑ کو ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ یہ تیز ترین آغاز- کی رفتار پیش کرتا ہے اور ٹیکہ لگانے کا بہترین ذریعہ ہے۔ دوم، میونسپل ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ پلانٹس میں انیروبک ڈائجسٹروں سے کیچڑ کی سفارش کی جاتی ہے، کیونکہ یہ میتھانوجینز سے بھرپور ہے اور آسانی سے دستیاب ہے۔ دریائی کیچڑ، گٹر کیچڑ، اور غیر ہضم شدہ مویشیوں کی کھاد کی سختی سے ممانعت ہے، کیونکہ اس قسم کے کیچڑ میں ریت کی مقدار زیادہ ہوتی ہے، اس میں متعدد زہریلے اور نقصان دہ مادے ہوتے ہیں، اور اس میں زیادہ تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح ہوتی ہے، جو انیروبک بیکٹیریل کمیونٹی کو براہ راست متاثر کرے گی۔ ٹیکے کی مقدار کو ری ایکٹر کے مؤثر حجم کے 30%-50% پر کنٹرول کیا جانا چاہیے۔ ٹیکے لگائے گئے کیچڑ کا VSS ارتکاز 2-4 kg/m³ تک ہونا چاہیے، اور VSS/TSS تناسب 0.7 سے زیادہ ہونا چاہیے تاکہ کیچڑ کی سرگرمی کو یقینی بنایا جا سکے۔

3. غذائیت اور ماحولیاتی کنٹرول

انیروبک مائکروبیل غذائیت کا تناسب C:N:P=200-300:5:1 پر سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ نائٹروجن، فاسفورس، اور ضروری ٹریس عناصر جیسے Fe، Co، اور Ni کو گندے پانی کے معیار کے مطابق پورا کیا جاتا ہے۔ بفرنگ کی صلاحیت کو یقینی بنانے کے لیے ری ایکٹر میں مخلوط شراب کی الکلینٹی 1000 mg/L (جس کا حساب CaCO₃ کے طور پر کیا جاتا ہے) سے زیادہ ہونا چاہیے۔ درجہ حرارت مستحکم طور پر 35±2 ڈگری کی میسوفیلک سطح پر کنٹرول کیا جاتا ہے، روزانہ اتار چڑھاو ±0.5 ڈگری سے زیادہ نہیں ہوتا ہے۔ اعلی-درجہ حرارت کی کاشت کو 55±2 ڈگری پر کنٹرول کیا جانا چاہیے، اور درجہ حرارت میں اچانک تبدیلیاں ممنوع ہیں۔

مرحلہ 1: مائکروبیل موافقت کی مدت (10-20 دن)

بنیادی مقصد ٹیکہ کیچڑ میں موجود انیروبک مائکروجنزموں کو گندے پانی کے معیار کے مطابق ڈھالنے، اپنی سرگرمی کو بحال کرنے اور ابتدائی تیزابیت سے بچنے کی اجازت دینا ہے۔ اسٹارٹ اپ کے لیے بنیادی کنٹرول انڈیکیٹر سلج لوڈ F/M=0.05-0.1 kgCOD/kgVSS·d ہے، والیومیٹرک لوڈنگ کنٹرول کا استعمال کرتے ہوئے آنکھیں بند کرکے گریز کرتا ہے۔ متاثر کن COD ارتکاز کو 1000 mg/L سے کم کنٹرول کیا جانا چاہیے۔ اصل گندے پانی کو صاف پانی سے پتلا کیا جانا چاہیے، ہائیڈرولک برقرار رکھنے کا وقت 24 گھنٹے سے کم نہ ہو، مسلسل کم- بہاؤ کو متاثر کرنے والا طریقہ استعمال کریں۔ 7.0 اور 7.5 کے درمیان پی ایچ کو کنٹرول کرتے ہوئے ری ایکٹر میں pH، volatile fatty acids (VFA) اور COD ہٹانے کی شرح کو روزانہ مانیٹر کریں۔ VFA کی سطح 100 mg/L سے نیچے اور COD ہٹانے کی شرح 40% یا اس سے زیادہ کو نارمل سمجھا جاتا ہے۔ اگر VFA 200 mg/L سے زیادہ ہے یا pH 6.8 سے نیچے آتا ہے، تو فوری طور پر اثر کے بہاؤ کو روکیں اور اشارے ٹھیک ہونے کے بعد ہی دوبارہ شروع کریں۔

مرحلہ 2: دانے دار تشکیل کا مرحلہ (20-40 دن)

اس مرحلے کے دوران، 0.2-0.5 ملی میٹر کے کیچڑ کے چھوٹے ذرات بنیں گے، اور کیچڑ کو حل کرنے کی کارکردگی بتدریج بہتر ہوگی۔ پانی کے معیار کے اشارے 3-5 دنوں تک مستحکم ہونے کے بعد، آہستہ آہستہ بوجھ میں اضافہ کریں، جس میں ایک اضافہ 10%-15% سے زیادہ نہ ہو، آہستہ آہستہ کیچڑ کے بوجھ کو 0.1-0.2 kgCOD/kgVSS·d تک بڑھا دیں۔ ری ایکٹر اپ فلو کی رفتار 1.0-1.5 میٹر فی گھنٹہ پر کنٹرول کی جاتی ہے۔ ہائیڈرولک اسکریننگ کے ذریعے ہلکے پھلکے کیچڑ کو ختم کیا جاتا ہے۔ کیچڑ کا ایک چھوٹا سا نقصان معمول کی بات ہے۔ اس مرحلے کے دوران، ری ایکٹر کے نچلے حصے میں چھوٹے، گھنے کیچڑ کے ذرات کے ساتھ دانے دار کیچڑ کی ابتدائی جمع کو یقینی بنایا جانا چاہیے۔

مرحلہ 3: تیز دانے دار کیچڑ کی نشوونما کا دورانیہ (40-90 دن)

دانے دار کیچڑ کے ذرے کا سائز 0.5-2 ملی میٹر تک بڑھ جاتا ہے، جس سے ایک مستحکم سطحی ڈھانچہ بنتا ہے۔ اندرونی تہہ میتھانوجینک بیکٹیریا پر مشتمل ہوتی ہے جیسے میتھانوجینک فلیمینٹس، جبکہ بیرونی تہہ ہائیڈرولائٹک ایسڈ پیدا کرنے والے بیکٹیریا پر مشتمل ہوتی ہے۔ سبسٹریٹ باہر سے اندر سے گل جاتا ہے، اور بیکٹیریل کمیونٹی ہم آہنگی اور مستحکم طریقے سے کام کرتی ہے۔ بوجھ بتدریج بڑھتا جا رہا ہے، آہستہ آہستہ 3.0-5.0 کلوگرام COD/m³·d کے حجمی بوجھ تک پہنچ جاتا ہے، جبکہ اوپر کی رفتار کو 1.5-2.0 m/h پر برقرار رکھا جاتا ہے۔ ری ایکٹر میں VFA کو 50 mg/L سے نیچے سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہیے، اور بائیو گیس میں میتھین کا مواد 55% سے زیادہ ہونا چاہیے۔ بوجھ میں اچانک اضافہ یا ہائیڈرولک تبدیلیاں جو ذرات کے ٹوٹنے کا باعث بن سکتی ہیں ممنوع ہیں۔ اس مرحلے کے دوران، دانے دار کیچڑ تیزی سے پھیلے گا اور کمپیکٹ ہو جائے گا، جو تصفیہ کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بنائے گا۔

مرحلہ 4: دانے دار پختگی کا دورانیہ (90-120 دن)

بالغ دانے دار کیچڑ میں 0.5-3 ملی میٹر کے قطر کے ساتھ 80% سے زیادہ ذرات ہوتے ہیں۔ یہ بھورا سرخ، گول، چھونے کے لیے مضبوط، اور چپچپا نہیں، 10-20 میٹر فی گھنٹہ کی رفتار کے ساتھ۔ ری ایکٹر اپنے ڈیزائن کردہ والیومیٹرک بوجھ تک پہنچتا ہے، آسانی سے بایوڈیگریڈیبل گندے پانی کے لیے COD ہٹانے کی شرح 90% سے زیادہ، روایتی گندے پانی کے لیے 85% سے زیادہ، اخراج میں 50 mg/L سے کم مستحکم VFA ارتکاز، اور بائیو گیس میں میتھین کا مواد 60% سے زیادہ ہے۔ 15 دن سے زیادہ مسلسل اور مستحکم آپریشن کے بعد، دانے دار کیچڑ کی کاشت مکمل ہو جاتی ہے۔

درجہ حرارت کو 35±2 ڈگری کی میسوفیلک رینج پر مستقل رکھا جانا چاہیے، روزانہ اتار چڑھاو ±0.5 ڈگری سے زیادہ نہ ہو۔ ضرورت سے زیادہ درجہ حرارت میں اتار چڑھاؤ میتھانوجینک بیکٹیریا کی سرگرمی کو براہ راست روکے گا۔ ری ایکٹر کے اندر pH قدر 7.0-7.5 پر مستحکم ہونی چاہیے، جس میں اثر انگیز pH کو قدرے کم ہونے کی اجازت ہے، ری ایکٹر کے اندر موجود الکلینٹی بفر پر انحصار کرتے ہوئے۔ پی ایچ کی سطح 6.8 سے نیچے یا 8.0 سے اوپر ممنوع ہے۔ اتار چڑھاؤ والے فیٹی ایسڈز (VFA) ابتدائی وارننگ کے اہم اشارے ہیں۔ عام آپریشن کے دوران، وہ 50 mg/L سے کم ہونا چاہیے۔ اگر وہ 100 mg/L سے زیادہ ہو تو ایک الارم کو فوری طور پر متحرک کیا جانا چاہیے، اور اگر وہ 200 mg/L سے زیادہ ہو تو بوجھ کو کم کرنا چاہیے۔ آغاز کے مرحلے کے دوران اوپر کی طرف بہاؤ کی رفتار 1.0-1.5 m/h اور پختگی کے مرحلے کے دوران 1.5-3.0 m/h ہونی چاہیے۔ 1.0 میٹر فی گھنٹہ سے نیچے کی رفتار کیچڑ کے بیڈ کو کمپیکٹ کرنے کا سبب بنے گی، دانے دار ہونے کو روکے گی۔ بوجھ میں اضافے کو چھوٹے، بار بار اضافے کے اصول پر عمل کرنا چاہیے، ہر ایک اضافہ 10%-15% سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ اگلا اضافہ صرف 3-5 دنوں تک اشارے کے مستحکم ہونے کے بعد کیا جانا چاہئے۔ فوکس ری ایکٹر کے اندر مخلوط شراب کی الکلائنٹی کو کنٹرول کرنے پر ہونا چاہیے، نہ کہ اثر انگیز الکلائنٹی، کافی الکلینٹی کو یقینی بنانے پر۔ VFA سے الکلائنٹی کا تناسب 0.1 سے کم ہونا چاہیے۔

سب سے پہلے، مائکروجنزم ایکسٹرا سیلولر پولیمر کو خارج کرتے ہیں، جس کی وجہ سے خلیے ایک دوسرے سے چپک جاتے ہیں اور چھوٹے چھوٹے فلوکس بناتے ہیں۔ اس کے بعد، فلیمینٹس بیکٹیریا جیسے میتھانوجینک بیکٹیریا جیسے بنیادی کے ساتھ، فلوکس آہستہ آہستہ دانے دار پروٹو ٹائپس بنانے کے لیے جمع ہوتے ہیں۔ ہائیڈرولک اسکریننگ کے ذریعے، ڈھیلے فلوکولینٹ کیچڑ کو ختم کیا جاتا ہے، گھنے دانے داروں کو برقرار رکھا جاتا ہے۔ آخر میں، میتھانوجینک بیکٹیریا کی اندرونی تہہ اور تیزاب کی ایک بیرونی تہہ کے ساتھ، ایک مستحکم سطحی ڈھانچہ بنتا ہے۔ دانے دار مسلسل کمپیکٹ اور بڑھتے ہیں، پختہ دانے دار کیچڑ بن جاتے ہیں۔

ری ایکٹر میں تیزابیت اور پی ایچ 6.5 سے کم بنیادی طور پر ضرورت سے زیادہ تیزی سے بوجھ میں اضافے اور ناکافی الکلینٹی کی وجہ سے ہے۔ اس کا حل یہ ہے کہ اثر کو فوری طور پر روکا جائے، سوڈیم بائی کاربونیٹ کی بڑی مقدار شامل کرنے سے آنکھیں بند کر کے اجتناب کیا جائے، اور الکلائنٹی خسارے کے مطابق الکلی کو درست طریقے سے بھرنا ہے۔ ایک بار جب VFA 50 mg/L سے کم ہو جائے اور pH ٹھیک ہو جائے تو کم بوجھ پر ری ایکٹر کو دوبارہ شروع کریں۔ دانے دار کیچڑ کی تشکیل میں دشواری اکثر اوپر کی طرف بہاؤ کی ناکافی رفتار اور اثر میں ضرورت سے زیادہ SS کی وجہ سے ہوتی ہے۔ اوپر کی طرف بہاؤ کی رفتار کو 1.0 میٹر فی گھنٹہ سے زیادہ کرنے کی ضرورت ہے، اور معطل ٹھوس چیزوں کو ہٹانے کے لیے گندے پانی کی پری ٹریٹمنٹ کو مضبوط کیا جانا چاہیے۔ دانے دار ٹوٹنا اور نقصان بنیادی طور پر زہریلے مادے کی روک تھام، VFA جمع، اور pH کے اتار چڑھاو کی وجہ سے ہوتا ہے۔ گندے پانی کے زہریلے پن کی تحقیقات اور پہلے سے علاج کرنے کی ضرورت ہے، اور آپریٹنگ پیرامیٹرز کو مستحکم کرنے کی بجائے ہائیڈرولک بہاؤ کی رفتار کو کم کرنے کی ضرورت ہے۔ سست آغاز اور کم COD ہٹانے کی شرح اکثر انوکولم کیچڑ کی خراب سرگرمی اور غذائیت کے عدم توازن کی وجہ سے ہوتی ہے۔ اعلی-معیار کے انوکولم سلج کو شامل کرنے، C:N:P تناسب کو ایڈجسٹ کرنے، اور ٹریس عناصر کو شامل کرنے کی ضرورت ہے۔

1. بنیادی اصول: ہمیشہ کیچڑ کے بوجھ (F/M) کو بنیادی کنٹرول اشارے کے طور پر استعمال کریں، نہ کہ صرف حجمی بوجھ کے۔ پیرامیٹر کی اچانک تبدیلیوں سے گریز کرتے ہوئے پورے عمل کے دوران مستحکم درجہ حرارت، پی ایچ اور الکلائیٹی کو یقینی بنائیں۔ سست اور بتدریج بوجھ میں اضافے کو ترجیح دیں، اور مسلسل ہائیڈرولک اسکریننگ کریں؛ جبری مداخلت کے بغیر، صبر سے قدرتی بیکٹیریل جانشینی کا انتظار کریں۔

2. بالغ قبولیت کا معیار: دانے دار کیچڑ کا فیصد 80% سے زیادہ یا اس کے برابر، ذرہ سائز 0.5-3 ملی میٹر، طے کرنے کی رفتار 10-20m/h؛ ری ایکٹر ڈیزائن کے بوجھ تک پہنچ جاتا ہے، COD ہٹانے کی شرح معیارات پر پورا اترتی ہے، Ffluent VFA<50mg/L; biogas methane content stable >60%، کوئی خاص کیچڑ کا نقصان نہیں، 15 دنوں سے زیادہ مسلسل مستحکم آپریشن۔