چالو کیچڑ کو سمجھنا (ii) - مائکروجنزموں کو 'تولیدی' رکھنے کا طریقہ کیسے ہے!

پیش کش: پچھلی دستاویز میں چالو کیچڑ کی اصل اور مائکروبیل کمیونٹی ڈھانچے پر تبادلہ خیال کیا گیا تھا۔ اس دستاویز میں "مائکروجنزموں کو تولیدی رکھنے کا طریقہ" پر مرکوز کیا گیا ہے۔ ہم سب جانتے ہیں کہ جب ماحول پنروتپادن کے لئے موزوں ہے تو ، حیاتیات (پودوں ، جانوروں اور مائکروجنزم) قدرتی طور پر ایک تولیدی حالت میں داخل ہوتے ہیں۔ جب ماحول خراب ہوجاتا ہے تو ، حیاتیات دوبارہ تولید کرنا چھوڑ دیتے ہیں۔ اگر ہم انسانی "تولیدی خواہش" کو مشابہت کے طور پر استعمال کرتے ہیں تو ، آج نوجوانوں کو تین بڑے چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے: تعلیم ، صحت کی دیکھ بھال اور رہائش۔ یہ تینوں پہلو بچوں کے لئے ان کی رضامندی کو نمایاں طور پر متاثر کرتے ہیں۔ یقینا ، مائکروجنزموں میں اتنی زیادہ ضروریات نہیں ہیں ، اور نہ ہی انہیں کاروں یا مکانات کی ضرورت ہے۔ جب تک کہ پانی کا ماحول درجہ حرارت ، تحلیل آکسیجن ، پییچ اور غذائی اجزاء کی ضروریات کو پورا کرے ، وہ تیزی سے بڑھ سکتے ہیں!

مائکروجنزموں کی اپنی ترقی کا منحنی خطوط ہوتا ہے ، اور ان کی نشوونما کے عمل سے غذائی اجزاء کی دستیابی کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔ ایک متعین ماحول میں ، بیرونی عوامل سے متاثر نہیں ، مائکروجنزموں کی نمو وکر نیچے دیئے گئے خاکے کے مطابق ہے۔ نمو کے عمل میں چار مراحل شامل ہیں: موافقت (ایڈجسٹمنٹ مرحلہ) ، لوگرتھمک نمو کا مرحلہ ، سست روی میں اضافے کا مرحلہ ، اور اینڈوجینس سانس۔ جب مائکروجنزم ایک نئے ماحول میں داخل ہوتے ہیں تو ، ایک موافقت کی مدت ہوتی ہے جس کے دوران ان کی تعداد نسبتا مستحکم رہتی ہے۔

کیچڑ نمو کا منحنی خطوط (یعنی ، مائکروبیل نمو وکر)

مائکروجنزموں کی حراستی کی ابتدائی قدر ہوتی ہے ، جو حیاتیاتی علاج کے ٹینک کے ابتدائی آغاز کے دوران کیچڑ کی مقدار کی نمائندگی کرتی ہے۔ وقت گزرنے کے ساتھ ، کیچڑ کی حراستی آہستہ آہستہ بڑھ جاتی ہے۔ عام طور پر ، ایروبک حیاتیاتی علاج کے ٹینک میں کیچڑ کی حراستی 3000-5000 ملی گرام/ایل کے درمیان برقرار رہ سکتی ہے۔ کیچڑ کی حراستی کا انحصار اثر و رسوخ کے BOD حراستی پر ہوتا ہے۔ BOD کی حراستی جتنی زیادہ ہوگی ، کیچڑ کی حراستی اتنی ہی زیادہ ہے جسے برقرار رکھا جاسکتا ہے۔

حیاتیاتی علاج کے اصل ٹینک کے اصل آپریشن میں ، کیچڑ کی حراستی کو سست روی کی نشوونما کے مرحلے اور اینڈوجینس سانس کے مرحلے کے درمیان برقرار رکھا جاتا ہے۔ یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ حیاتیاتی علاج کے ٹینک کے آپریٹنگ موڈ کے لحاظ سے کیچڑ کی حراستی مختلف ہوتی ہے۔

عام ہوا میں ، جسے پلگ فلو ہوا کے نام سے بھی جانا جاتا ہے ، آلودگی کے عمل کے دوران آہستہ آہستہ آلودگی کم ہوجاتی ہے ، اور سست نمو کے مرحلے کے دوران کیچڑ کی نمو کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ کچھ پوچھ سکتے ہیں ، یہ کیسے کنٹرول کیا جاتا ہے؟ یہ کیچڑ کی بحالی اور کیچڑ کو ہٹانے کے اقدامات کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے!

مکمل اختلاط کا مطلب یہ ہے کہ حیاتیاتی علاج کے ٹینک کے تمام حصے انہی حالات کے تحت کام کرتے ہیں (جیسے ، آلودگی کی حراستی ، پییچ ، تحلیل آکسیجن ، وغیرہ)۔ وقفے وقفے سے چلنے والے حیاتیاتی علاج کے عمل (جیسے ایس بی آر کے عمل سے پہلے ذکر کیا گیا ہے) عام طور پر اس کو اچھی طرح سے حاصل کرسکتا ہے ، اور سست نمو کے مرحلے کے دوران کیچڑ کی حالت کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔

توسیعی ہوا (ایس آر ٹی) ڈیزائن میں بہت کم والیومیٹرک لوڈنگ ریٹ کا استعمال کرتی ہے ، جس کے نتیجے میں حیاتیاتی علاج کے ٹینک میں نسبتا low کم کیچڑ کی حراستی ہوتی ہے۔ یہ عمل نمو کے منحنی خطوط کے اینڈوجنس سانس کے مرحلے میں چلتا ہے ، جس میں کم نامیاتی لوڈنگ کی شرح اور طویل ہوائی وقت کی ضرورت ہوتی ہے ، عام طور پر ایس آر ٹی کے لئے 20-30 دن اور ایچ آر ٹی کے لئے 24 گھنٹے۔ یہ عمل عام طور پر بنیادی تلچھٹ ٹینک کا استعمال نہیں کرتا ہے۔

تحلیل آکسیجن حراستی وکر

بیرونی تحلیل آکسیجن کی تکمیل کے بغیر ، پانی میں تحلیل آکسیجن آہستہ آہستہ کم ہوتی ہے جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔ یقینا ، نسبتا constant مستقل قیمت کو برقرار رکھنے کے لئے حیاتیاتی علاج کے ٹینک میں تحلیل آکسیجن کی تکمیل ضروری ہے۔

آلودگی حراستی منحنی خطوط

BOD ، کسی حد تک ، پانی میں آلودگیوں کی حراستی کا اظہار کرسکتا ہے (جیسا کہ پہلے بتایا گیا ہے ، COD کی اقدار ٹینک کے حجم ڈیزائن میں بہترین استعمال ہوتی ہیں)۔ وقت گزرنے کے ساتھ ، آلودگی کا ارتکاز ایک رعایتی سطح تک کم ہوجاتا ہے۔

مناسب درجہ حرارت ، کافی تحلیل آکسیجن اور غذائی اجزاء ، اور روکنے والے مادوں کی عدم موجودگی کے تحت ، متحرک کیچڑ کی نشوونما کو کنٹرول کرنے والا عنصر کھانے کی مقدار (گندے پانی میں نامیاتی مادے کو ، جو ذیلی ذخیرے کے نام سے بھی جانا جاتا ہے) کے درمیان تناسب ہے اور مائکروجنزموں کی مقدار (ایکٹیویٹڈ سلج) بھی ہے۔ استعمال کی شرح ، اور چالو کیچڑ کی فلاکولیشن اور جذب کی خصوصیات۔

موافقت کا مرحلہ (ایڈجسٹمنٹ اسٹیج): ایڈجسٹمنٹ اسٹیج بھی کہا جاتا ہے ، یہ چالو کیچڑ کی کاشت کا ابتدائی مرحلہ ہے۔ مائکروجنزم پھیلتے نہیں ہیں ، لیکن معیار کی تبدیلیاں ہونے لگتی ہیں۔ یہ مرحلہ آریھ میں نمو کے منحنی خطوط کے ابتدائی افقی حصے سے مساوی ہے اور عام طور پر مدت میں مختصر ہوتا ہے۔ موافقت کے مرحلے کے بعد کے مراحل میں ، مائکروبیل انزائم سسٹم آہستہ آہستہ نئے ماحول کے مطابق ڈھال لیا ہے ، انفرادی ترقی ایک خاص سطح تک پہنچ چکی ہے ، خلیوں کو تقسیم کرنا شروع ہوجاتا ہے ، اور مائکروجنزم دوبارہ پیدا ہونے لگتے ہیں۔

لوگرتھمک نمو کا مرحلہ: چالو کیچڑ کی نمو کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے ، ایف/ایم تناسب نسبتا large بڑا ہوتا ہے ، نامیاتی سبسٹریٹ وافر مقدار میں ہوتا ہے ، اور چالو کیچڑ کی سرگرمی زیادہ ہوتی ہے۔ مائکروجنزم بیک وقت نامیاتی سبسٹریٹ کو اعلی شرح پر جذب کرتے ہیں اور خلیوں کو اعلی شرح پر ترکیب کرتے ہیں ، پھیلاؤ کو حاصل کرتے ہیں۔ اس مرحلے پر ، چالو کیچڑ نامیاتی مادے کو ختم کرنے کے لئے اعلی صلاحیت رکھتا ہے ، اور کیچڑ کی نمو غذائی اجزاء کے حالات سے محدود نہیں ہے بلکہ صرف مائکروبیل حراستی سے محدود ہے۔ تاہم ، کیچڑ میں فلاکولیشن کی ناقص خصوصیات ہیں ، اس کو آباد کرنا مشکل ہے ، اور اس میں علاج کی ناقص کارکردگی ہے۔

کم نمو کا مرحلہ: چالو کیچڑ کی شرح نمو میں کمی واقع ہوتی ہے ، F/M تناسب میں کمی آتی رہتی ہے ، اور نمو کی شرح نامیاتی غذائی اجزاء کے ذریعہ محدود ہے۔ یہ چالو کیچڑ کے عمل کا مخصوص آپریٹنگ مرحلہ ہے۔ اس مرحلے پر ، گندے پانی میں نامیاتی مادے کو بڑے پیمانے پر ہٹایا جاسکتا ہے ، اور کیچڑ میں اچھی طرح سے فلوکولیشن اور آبادکاری کی خصوصیات ہیں۔

endogenous میٹابولزم مرحلہ: غذائی اجزاء بڑے پیمانے پر ختم ہوجاتے ہیں۔ کافی غذائی اجزاء حاصل کرنے سے قاصر ، چالو کیچڑ اپنے اندرونی اسٹوریج کو استعمال کرنا شروع کردیتا ہے ، یعنی یہ خود - آکسیکرن مرحلے میں ہے۔ اس مرحلے پر ، کیچڑ میں غیر معمولی اور اچھی آبادکاری کی اعلی ڈگری ہے ، لیکن ناقص فلاکولیشن ، اور کیچڑ آہستہ آہستہ کم ہوتا ہے۔ تاہم ، چونکہ endogenous سانس کی باقیات زیادہ تر مشکل ہیں - سے - سیل کی دیواروں اور سائٹوپلازم کو ہراساں کریں ، لہذا چالو کیچڑ مکمل طور پر ختم نہیں ہوسکتا ہے۔

بہت سے عوامل مائکروبیل نمو کو متاثر کرسکتے ہیں ، بشمول غذائی اجزاء ، درجہ حرارت ، پییچ ، تحلیل آکسیجن ، اور زہریلے مادے۔ یقینا ، مختلف قسم کے مائکروجنزموں میں ان عوامل کے لئے مختلف رواداری کی حدود ہوتی ہیں۔ متحرک کیچڑ میں مائکروجنزموں کی عام اقسام میں ایروبک بیکٹیریا شامل ہیں (ایک وسیع زمرہ ، جس میں نائٹریفائنگ بیکٹیریا جیسے بہت سے ذیلی زمرہ جات شامل ہیں) ، ہائیڈرولائٹک بیکٹیریا ، خمیر کرنے والے بیکٹیریا ، ہائیڈروجن بیکٹیریا ، ایسٹیک ایسڈ بیکٹیریا ، میتھانجینز ، سلفیٹ-}}. لہذا ، جب تک کہ ان عوامل کو معمول کی حدود میں رکھا جاتا ہے ، تیزی سے مائکروبیل نمو حاصل کی جاسکتی ہے۔

غذائی اجزاء
مائکروجنزموں کی زندگی کی سرگرمیوں کے دوران ، انہیں آس پاس کے آبی جسم سے ضروری غذائی اجزاء جذب کرنے کی ضرورت ہے ، بشمول: کاربن کے ذرائع ، نائٹروجن ذرائع ، غیر نامیاتی نمکیات اور نمو کے کچھ عوامل۔ گندے پانی کا علاج کرنے کے لئے ان مادوں کی کافی مقدار میں ہونا ضروری ہے۔

کاربن مائکروبیل خلیوں کا ایک اہم ساختی جزو ہے۔ چالو کیچڑ کے علاج میں شامل مائکروجنزموں میں نسبتا high زیادہ کاربن سورس کی ضرورت ہوتی ہے ، عام طور پر 100 ملی گرام/ایل سے کم نہیں (BOD5 کے حساب سے حساب کیا جاتا ہے)۔

مائکروبیل خلیوں کے اندر پروٹین اور نیوکلک ایسڈ کی تشکیل میں نائٹروجن ایک اہم عنصر ہے۔ نائٹروجن ذرائع غیر نامیاتی نائٹروجن مرکبات جیسے N2 ، NH3 ، اور NO3 کے ساتھ ساتھ نامیاتی نائٹروجن {{4} as سے مل سکتے ہیں جس میں پروٹین اور امینو ایسڈ جیسے مرکبات شامل ہیں۔

فاسفورس نیوکلپروٹینز ، لیسیتین ، اور دیگر فاسفورس مرکبات کی ترکیب کے لئے ایک لازمی عنصر ہے ، جو مائکروبیل میٹابولزم اور مادی تبدیلی میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ کوینزیم I ، Coenzyme II ، اور اڈینوسین مونوفاسفیٹ (اے ٹی پی) سب میں فاسفورس ہوتا ہے۔ مائکروجنزم بنیادی طور پر غیر نامیاتی فاسفورس مرکبات سے فاسفورس حاصل کرتے ہیں۔ ناکافی فاسفورس ذرائع انزائم کی سرگرمی کو متاثر کریں گے ، اس طرح مائکروجنزموں کے جسمانی افعال کو متاثر کریں گے۔

عام طور پر ، تین بڑے غذائی اجزاء (کاربن ، نائٹروجن ، اور فاسفورس) کا تناسب BOD ہے: N: P=100: 5: 1۔ اس کے علاوہ ، سلفر ، سوڈیم ، پوٹاشیم ، کیلشیم ، میگنیشیم ، اور آئرن جیسے عناصر مائکروجنزموں کی ترقی کے عمل میں بھی اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

تحلیل آکسیجن

گندے پانی کے علاج میں شامل مائکروبیل پرجاتیوں کو ایروبک اور انیروبک پرجاتیوں میں تقسیم کیا گیا ہے ، اور آپریٹنگ ٹینکوں میں ایروبک ٹینک ، انوکسک ٹینک ، ہائیڈولیسس ٹینک اور انیروبک ٹینک شامل ہیں۔ آپریشنل تجربے کی بنیاد پر ، ایروبک ٹینک میں تحلیل آکسیجن حراستی کو 2-4 ملی گرام/ایل کے درمیان برقرار رکھنا چاہئے۔ ہائیڈولیسس اور انوکسک ٹینکوں میں ، جو فیکلٹیو انیروبک ماحول ہیں ، تحلیل آکسیجن کی ایک خاص حراستی جائز ہے ، عام طور پر 0.2-0.5 ملی گرام/ایل کے درمیان۔ انیروبک ٹینک ایک سختی سے انیروبک ماحول ہے۔ ہائیڈولیسس اور ابال کے عمل کو یقینی بنانے کے لئے ، تحلیل آکسیجن کی موجودگی کی اجازت نہیں ہے۔

گندے پانی کے علاج کے پودوں کے کام کے لئے تحلیل آکسیجن بہت ضروری ہے۔ اگر ایروبک ٹینک میں تحلیل آکسیجن بہت کم ہے تو ، نائٹریفائنگ بیکٹیریا اور دیگر ایروبک بیکٹیریا کی نشوونما کو روکا جائے گا ، جبکہ فلیمینٹوس بیکٹیریا تیزی سے پھیل جائے گا ، جس سے کیچڑ بلکنگ کا باعث بنے گا۔

پییچ ویلیو: مائکروجنزموں کی جسمانی سرگرمیاں ماحول کے پییچ سے قریب سے وابستہ ہیں۔ مائکروجنزم صرف مناسب پییچ کے حالات میں عام جسمانی سرگرمیاں انجام دے سکتے ہیں۔ حیاتیاتی گندے پانی کے علاج میں شامل مائکروجنزموں کے لئے زیادہ سے زیادہ پییچ رینج عام طور پر 6.5 اور 8.5 کے درمیان ہوتی ہے۔ مختلف بیکٹیریل گروپوں میں رواداری کی مختلف حدود ہوتی ہیں۔ ہائیڈولائٹک تیزابیت دینے والے بیکٹیریا میں 5.5 اور 7.5 کے درمیان پییچ کی حد ہوتی ہے ، جبکہ ایروبک بیکٹیریا میں 6.5 اور 8.5 کے درمیان پییچ کی حد ہوتی ہے۔

درجہ حرارت
مائکروبیل نمو کے لئے درجہ حرارت بہت ضروری ہے۔ متحرک کیچڑ کے علاج میں شامل زیادہ تر مائکروجنزم تھرمو فیلک ہوتے ہیں ، جس میں درجہ حرارت کی زیادہ سے زیادہ حد 10-45 ڈگری ہوتی ہے۔ مناسب آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے ، حیاتیاتی علاج کے ٹینک میں پانی کا درجہ حرارت عام طور پر 15-35 ڈگری کے درمیان برقرار رہتا ہے۔ مائکروبیل نمو 5 ڈگری سے کم سست ہے۔ مزید برآں ، انیروبک بیکٹیریا میں ایروبک بیکٹیریا سے کہیں زیادہ درجہ حرارت رواداری ہوتی ہے ، لہذا زیادہ تر انیروبک ٹینک موصلیت اور حرارتی آلات سے لیس ہوتے ہیں۔

زہریلا مادے
"زہریلے مادے" کچھ غیر نامیاتی اور نامیاتی مادوں کا حوالہ دیتے ہیں جو مائکروجنزموں کی جسمانی سرگرمیوں کو روکتے ہیں۔ ان میں بنیادی طور پر بھاری دھات کے آئن (جیسے زنک ، تانبے ، نکل ، سیسہ ، کرومیم ، وغیرہ) اور کچھ غیر - دھاتی مرکبات (جیسے فینولز ، الڈیہائڈس ، سائانائڈس ، سلفائڈز وغیرہ) شامل ہیں۔ مائکروجنزموں پر زہریلے مادوں کے زہریلے اثرات مقداری ہیں۔ زہریلا اور روکنا تب ہی ظاہر ہوجاتا ہے جب زہریلا مادہ ماحول میں ایک خاص حراستی تک پہنچ جاتا ہے۔ جب تک کہ گندے پانی میں مختلف زہریلے مادوں کی حراستی اس سطح سے نیچے ہے ، مائکروجنزموں کے جسمانی افعال متاثر نہیں ہوتے ہیں۔

مائکروبیل ہٹانے اور آلودگیوں کا انحطاط بنیادی طور پر دو عملوں پر انحصار کرتا ہے: جذب اور میٹابولزم (امتزاج اور تحلیل)۔

جذب کرنے کا عمل: گندے پانی کے ساتھ رابطے میں آنے کے بعد ایک مختصر مدت کے اندر اور چالو کیچڑ کے ساتھ مل جاتا ہے ، پانی میں نامیاتی آلودگیوں میں ، اعلی ہٹانے کی شرح کی نمائش ہوتی ہے۔ یہ ابتدائی اعلی - رفتار کو ہٹانے کا رجحان جسمانی اور حیاتیاتی جذب کے امتزاج کا نتیجہ ہے۔ اس عمل کے دوران ، مخلوط شراب میں نامیاتی سبسٹریٹ تیزی سے کم ہوتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ چالو کیچڑ کی سطح کا ایک بڑا رقبہ ہے اور اس کی سطح پر بڑی تعداد میں مائکروجنزموں سے افزودہ ہوتا ہے ، جس میں پولیساکرائڈ - بھرپور چپکنے والی پرت کا احاطہ ہوتا ہے۔ جب گندے پانی میں معطل اور کولائیڈیل نامیاتی سبسٹریٹس چالو کیچڑ کے فلوکس کے ساتھ رابطے میں آجاتے ہیں تو ، وہ تیزی سے جکڑے ہوئے اور جذب ہوجاتے ہیں ، جو "ابتدائی جذب" کے نام سے جانا جاتا ہے۔

ابتدائی جذب کرنے کا عمل بہت تیزی سے آگے بڑھتا ہے ، عام طور پر 30 منٹ کے اندر مکمل ہوتا ہے۔ گندے پانی کے بی او ڈی کی جذب کو ہٹانے کی شرح 70 ٪ تک پہنچ سکتی ہے ، اور گندے پانی کے لئے معطل اور کولائیڈیل نامیاتی مادے کی ایک بڑی مقدار پر مشتمل ہے ، BOD میں 80 ٪ –90 ٪ کمی واقع ہوسکتی ہے۔ ابتدائی جذب کی شرح بنیادی طور پر مائکروجنزموں کی سرگرمی اور ری ایکٹر کے اندر ہائیڈرولک بازی اور ہائیڈرولک حرکیات کی ڈگری پر منحصر ہے۔ سابقہ ​​چالو کیچڑ مائکروجنزموں کی جذب اور فلوکولیشن کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے ، جبکہ مؤخر الذکر چالو کیچڑ فلوکس اور نامیاتی سبسٹریٹ کے مابین رابطے کی ڈگری کا تعین کرتا ہے۔

میٹابولک عمل: چالو کیچڑ مائکروبیل خلیوں کی سطح پر جذب شدہ نامیاتی آلودگیوں کو میٹابولائز کیا جاتا ہے۔ تحلیل اور چھوٹا - انو نامیاتی مادے سیل کی دیوار کو براہ راست سیل میں گھومنے والے خامروں کی کارروائی کے تحت سیل میں گھس جاتا ہے ، جہاں اس میں میٹابولزم سے گزرتا ہے۔ کولائیڈیل اور معطل بڑے - انو نامیاتی مادے ، جیسے نشاستے اور پروٹین ، سب سے پہلے خلیوں میں داخل ہونے سے پہلے ایکسٹرا سیلولر انزائمز - ہائیڈروولیسز - کے ذریعہ تحلیل چھوٹے انووں میں سب سے پہلے ہائیڈروالائز کیا جاتا ہے۔ ایک بار سیل کے اندر ، نامیاتی آلودگیوں کو آہستہ آہستہ آکسائڈائزڈ اور مستحکم غیر نامیاتی مصنوعات ، جیسے CO2 اور H2O میں گل جاتا ہے ، مختلف انٹرا سیلولر انزائمز کے کاتالیسس کے تحت ، سیل ترکیب کے لئے توانائی جاری کرتا ہے۔ اس عمل میں ، نامیاتی مادے کو بائیو کیمیکل رد عمل کے ذریعہ آسان ، مستحکم غیر نامیاتی مادوں میں تبدیل کیا جاتا ہے ، جو آلودگی کو ہٹانے کے لئے حاصل کرتا ہے۔