कागज निर्माण हेतु उपयोग में आने वाले सीवेज शोधन संयंत्रों में “एक्टिव स्लज” विधि के उपयोग से सीवेज श

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कागज निर्माण उद्योग में “एक्टिव स्लज विधि” से अपशिष्ट प्रसंस्करण हेतु उपयोग में आने वाली प्रणालियों में कई सामान्य समस्याएँ होती हैं। इन समस्याओं का विश्लेषण करना आवश्यक है; ऐसा करने से हमारी प्रणालियों के संचालन संबंधी क्षमताओं में सुधार होता है। अब, पूरे सिस्टम में आमतौर पर होने वाली खराबियों के कारणों का विस्तार से विश्लेषण किया जाएगा; ताकि फील्ड ऑपरेशन एवं प्रबंधन कर्मचारियों को सिस्टम संबंधी समस्याओं को समझने में मदद मिल सके। pH मान में होने वाले असामान्य परिवर्तनों का कारण, मुख्य रूप से उत्पादन स्थलों से निकलने वाले अम्लीय/क्षारीय पदार्थ ही हैं। बड़ी कागज निर्माण कंपनियों में, अम्ल-क्षारीय अपशिष्ट जल मुख्य रूप से उपकरणों की नियमित सफाई से ही उत्पन्न होता है। 2. इनलेट जल की मात्रा एवं गुणवत्ता संबंधी विश्लेषण: आम तौर पर इनलेट जल की मात्रा स्थिर रहती है। लेकिन यदि कोई दुर्घटना हो जाती है, तो उत्पादन लाइनों में टैंकों एवं उपकरणों की सफाई हेतु बड़ी मात्रा में पानी खर्च होता है। ऐसी स्थिति में बड़ी मात्रा में कच्चा माल एवं रासायनिक पदार्थ भी बर्बाद हो जाते हैं। ऐसा अपशिष्ट जल अपशिष्ट जल शोधन संयंत्रों में जाता है, जिससे प्रणाली पर बड़ा बोझ पड़ता है। यही कारण है कि प्रारंभिक शोधन टैंकों एवं जैव-रासायनिक शोधन टैंकों से निकलने वाले जल में COD की मात्रा अधिक होती है। चूँकि अपशिष्ट जल में मौजूद कच्चे पदार्थों में ज्यादातर फाइबर एवं सीधी-श्रृंखला वाला स्टार्च होता है; खासकर सीधी-श्रृंखला वाले स्टार्च का आणविक भार अधिक होता है, इसलिए इसका भौतिक-रासायनिक अवक्षेपण भी ठीक से नहीं हो पाता। इसके अलावा, मिश्रित विघटकों के कारण PAC एवं PAM जैसे उपकरणों की कार्यक्षमता भी प्रभावित हो जाती है। ये सभी, प्रवाहित होने वाले अपशिष्ट जल की मात्रा एवं गुणवत्ता का सिस्टम पर पड़ने वाला प्रभाव है। 3. एडजस्टमेंट टैंक में अतिरिक्त अवक्षेपों के प्रभावों का विश्लेषण: एडजस्टमेंट टैंक में मौजूद अतिरिक्त अवक्षेप, दैनिक रूप से आने वाले पानी में मौजूद बिना छाने गए कार्बन डाइऑक्साइड कणों एवं कागज़ के तंतुओं से उत्पन्न होते है चूँकि एडजस्टमेंट टैंक में मिक्सिंग उपकरण केंद्र में स्थित है, इसलिए इसके कारण उत्पन्न अपकेंद्री बल के कारण बड़ी मात्रा में अवसाद एडजस्टमेंट टैंक के चारों कोनों में जमा हो जाता है। यही एडजस्टमेंट टैंक में अधिक मात्रा में कीचड़ जमा होने का मुख्य कारण है। चूँकि नियंत्रण टैंक में कोई विशेष ऑक्सीजनेशन उपकरण स्थापित नहीं किया गया है, इसलिए अवक्षेपित अपशिष्ट पदार्थ अवायवीय अवस्था में हाइड्रोलिसिस एवं अम्लीकरण प्रतिक्रिया करते हैं। इस प्रकार, अनजाने में ही आने वाले अपशिष्ट जल का पूर्व-उपचार हो जाता है; क्योंकि तालाब में मौजूद कीचड़ की जल-अपघटन प्रक्रिया के कारण, बड़े आकार के कागज़ी तंतु एवं सीधी श्रृंखला वाला स्टार्च, छोटे आकार के, आसानी से अपघटित होने वाले कार्बनिक पदार्थों में बदल जाते हैं। कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की दर लगभग 10% होती है। एडजस्टमेंट टैंक में प्रवेश करने वाले अपशिष्ट जल के pH मान एवं उस टैंक से निकलने वाले अपशिष्ट जल के pH मान की तुलना करने पर पता चलता है कि टैंक से निकलने वाले जल का pH मान, टैंक में प्रवेश करने वाले जल के pH मान से लगभग 0.5–1.0 इकाई कम होता है। यह, टैंक में जमी हुई गंदगी के कारण होने वाली जल-अपघटन प्रक्रिया का एक मजबूत प्रमाण है। इस pH मान में होने वाले अंतर से, जल-अपघटन प्रक्रिया की गंभीरता का आकलन भी किया जा सकता है। आम तौर पर, यह अंतर गर्मियों में सर्दियों की तुलना में काफी अधिक होता है। तापमान का जल-अपघटन/अम्लीकरण अभिक्रिया पर पड़ने वाला प्रभाव स्पष्ट रूप से देखा जा सक 4. भौतिकीय क्षेत्र में फ्लोकीकरण प्रक्रिया के खराब होने के कारणों का विश्लेषण: भौतिकीय क्षेत्र में फ्लोकीकरण प्रक्रिया के खराब होने के कई कारण हैं; जिनमें इनलेट अपशिष्ट जल में विघटक पदार्थों की अधिक मात्रा, फ्लोकुलेंट एवं कोएगुलेंटों की उचित मात्रा में न होना, pH मान का प्रभाव, मिश्रण प्रक्रिया में समस्याएँ, अपशिष्ट जल में निलंबित कणों की मात्रा, एवं ऐसे पदार्थों की अधिक मात्रा जो आसानी से फ्लोक नहीं बन पाते, आदि शामिल हैं। उपरोक्त प्रभावकारी कारकों के संदर्भ में, नीचे विस्तृत रूप से खराबी का विश्लेषण किया जाएगा। (1) विघटकों का प्रभाव: एक बड़ी कागज निर्माण कंपनी ने, कागज बनाने हेतु उपयोग में आने वाले पेस्ट को कागज बनाने वाली मशीनों पर समान रूप से वितरित करने, ताकि वह गुच्छों के रूप में न जमे, इस हेतु विघटकों का उपयोग किया। डिस्पर्सेंट और फ्लोक्युलेंट, ऐसे दो रासायनिक पदार्थ हैं जिनके कार्य विपरीत होते हैं। पेपर मशीनों द्वारा फिल्टर किए जाने के बाद, उत्पन्न होने वाले पानी में डिस्पर्संट्स की मात्रा अधिक होती है। इस तरह के अपशिष्ट जल को अपशिष्ट जल शोधन संयंत्रों में भेजा जाता है; इससे फ्लोकुलेंट्स डालकर जल को शोधित करने की प्रक्रिया पर प्रभाव पड़ता है। आम तौर पर, जब फ्लोकुलेंट एवं कोएगुलेंट मिलाए जाते हैं, तो निलंबित कण बड़े आकार के फ्लोकों में नहीं बन पाते। इसके परिणामस्वरूप छोटे-छोटे कण ही बच जाते हैं, जिन्हें आसानी से एक साथ नहीं जोड़ा जा सकता। ऐसे छोटे कण पानी के प्रवाह के कारण आसानी से इधर-उधर घूम जाते हैं; इसलिए फर्स्ट सेटलमेंट टैंक में इनका अवक्षेपण ठीक से नहीं हो पाता। उच्च भार की स्थिति में ये कण आसानी से फर्स्ट सेटलमेंट टैंक से बाहर निकल जाते हैं, जिससे बाद की जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं पर प्रभाव पड़ता है। (2) फ्लोकुलेंट एवं कोएगुलेंटों का उपयोग, इष्टतम मात्रा में ही किया जाना चाहिए। फ्लोकुलेंट एवं कोएगुलेंट की मात्रा, तथा इन दोनों का अनुपात, बहुत ही महत्वपूर्ण है। यही तत्व फ्लोकों के अवक्षेपण की प्रक्रिया को बेहतर बनाने, एवं फ्लोकुलेंट/कोएगुलेंट की आवश्यक मात्रा को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जब कोएगुलेंट PAC की मात्रा पर्याप्त न हो, तो प्रथम स्तर के मिश्रण टैंक में ऐसा मिश्रण नहीं बन पाता, जिसमें कण छोटे हों एवं उसमें मौजूद जल स्वच्छ हो। विशेष रूप से, उस जल की स्वच्छता ही यह तय करने में महत्वपूर्ण है कि PAC जैसे कोएगुलेंटों का उपयोग उचित तरीके से किया गया है या नहीं। इसके विपरीत, अत्यधिक मात्रा में फ्लोकुलेंट एवं सह-फ्लोकुलेंटों का उपयोग करने से भी बेहतर फ्लोकुलेशन प्रभाव प्राप्त नहीं होता। अत्यधिक मात्रा में कोअगुलेंट एवं फ्लॉकुलेंट डालने से, मिश्रण में बनने वाले कण अपेक्षाकृत मोटे हो जाते हैं। लेकिन समस्या यह है कि अत्यधिक मात्रा में रसायन डालने के बावजूद भी, इन मोटे कणों के बीच की जल-परत साफ नहीं हो पाती। मुख्य रूप से, अत्यधिक मात्रा में रसायन मिलाने के बाद भले ही मोटे कण बन जाते हैं, लेकिन धीमे मिश्रण टैंक में होने वाले जलीय प्रवाह के कारण ये कण आसानी से टूट जाते हैं। टूटने के बाद इन कणों की पुनः संघनन क्षमता कम हो जाती है; ऐसी स्थिति में ये टूटे हुए कण पानी में अशुद्ध पदार्थों के रूप में मौजूद रहते हैं। पूरे भौतिकीय औषधि-मिश्रण क्षेत्र की संरचना में, फास्ट-मिक्सिंग टैंक के सामने pH मान संशोधन हेतु एक टैंक होता है; pH मान संशोधित होने के बाद ही अपशिष्ट जल में कोएग्युलेंट एवं सह-कोएग्युलेंट मिलाने से ही इच्छित परिणाम प्राप्त होते हैं। त्वरित मिश्रण टैंक में PAC या इसी प्रकार के फ्लॉक्युलेंट मिलाने के बाद, तेज़ हिलाने से फ्लॉक्युलेशन की प्रक्रिया पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता; बल्कि इससे मिलाया गया फ्लॉक्युलेंट पूरे अपशिष्ट जल में तेज़ी से मिश्रित हो जाता है। इससे धीमे मिश्रण टैंक में प्रथम चरण के फ्लॉक्स के निर्माण की नींव रखी जाती है। स्लो-मिक्सिंग पूल में धीमी गति से मिश्रण करने का उद्देश्य, बनने वाले जेलीय कणों को और अधिक एकत्र होने में मदद करना है; साथ ही, जलप्रवाह के कारण इन जेलीय कणों को नष्ट न होने देना भी इसका उद्देश्य है। इस अपशिष्ट जल शोधन संयंत्र में उपयोग किया गया अवक्षेपक PAM (पॉलीएक्रिलामाइड) है। डिज़ाइन के अनुसार, इसे पहले धीमे मिश्रण टैंक में ही डाला जाता है; ऐसे में दूसरे धीमे मिश्रण टैंक की उपस्थिति, दवा के प्रभाव से अवक्षेपों के आगे बढ़ने हेतु एक उपयुक्त स्थान प्रदान करती है। 5. प्रारंभिक अवसादन टैंक की कार्यप्रणाली संबंधी समस्याओं का विश्लेषण: प्रारंभिक अवसादन टैंक में होने वाली समस्याएँ मुख्य रूप से इस बात से संबंधित हैं कि यह दवाओं के उपयोग के बाद उत्पन्न हुए अपशिष्ट जल को भौतिक/रासायनिक तरीकों से अलग करने में मदद करता है। यदि इस प्रक्रिया में अपशिष्ट जल एवं कीचड़ को अलग करने की प्रक्रिया प्रभावी न हो, तो इसका प्रभाव बाद की जैव-रासायनिक संसाधना प्रक्रियाओं पर पड़ेगा। प्रारंभिक जल-अपशिष्ट विभाजन इकाई में कीचड़ एवं पानी को अलग करने की प्रक्रिया प्रभावी नहीं होती। इसका कारण या तो निर्माण/डिज़ाइन के दौरान हुई त्रुटियाँ हो सकती हैं; लेकिन अधिकतर मामलों में यह समस्या कोएगुलेंट एवं सह-कोएगुलेंटों के अनुचित उपयोग के कारण होती है। दवा की कम मात्रा के कारण फ्लोकों का पर्याप्त रूप से संघनन न होना, एवं दवा की अत्यधिक मात्रा के कारण फ्लोक बहुत बड़े हो जाना एवं प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक में कीचड़ एवं पानी के अलग होने की प्रक्रिया में उनका टूट जाना – इन सभी के परिणाम समान ही होते हैं। जब प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक में पदार्थों के पूरी तरह नीचे बैठने हेतु आवश्यक समय उपलब्ध होता है, तो वहाँ से निकलने वाला जल स्वच्छ होता है, एवं उसमें कोई अवक्षेपित कण नहीं होते। इसके विपरीत, यदि ऐसा समय उपलब्ध न हो, तो अवक्षेपित कण प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक से बाहर निकल जाते हैं; जिससे बाद की जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं पर प्रभाव पड़ता है। प्रारंभिक अवसादन टैंकों में गंदगी निकासी संबंधी समस्याएँ, मुख्य रूप से गंदगी निकासी हेतु उपयोग में आने वाले उपकरणों में खराबी के कारण होती हैं। उदाहरण के लिए, गंदगी निकासी पंपों में खराबी, गंदगी का समय पर निकास न होना, एवं आने वाले अपशिष्ट जल में बड़ी मात्रा में अवसादित कण होना आदि प्रमुख कारण हैं। जब प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक में कीचड़ जमा होने की स्थिति की जाँच की जाती है, तो ध्यान देने योग्य बात यह है कि कीचड़ हटाने वाली मशीन सही तरीके से काम कर रही है या नहीं। यदि कीचड़ हटाने वाली मशीन में कोई समस्या है, जैसे कि वह ठीक से चल नहीं पा रही है या फिसल रही है, तो इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक में कीचड़ जमा हो रहा ह 6. जैविक फिल्टरों के सामान्य संचालन के दौरान होने वाली खराबियों का विश्लेषण: जैविक फिल्टरों के संचालन के दौरान होने वाली खराबियाँ मुख्य रूप से इनपुट जल में होने वाले उतार-चढ़ाव के कारण होती हैं; ऐसे उतार-चढ़ाव से पहले से बन चुकी जैविक झिल्ली पर प्रभाव पड़ता है। यदि बायोफिल्टर का प्रदर्शन ठीक से न हो, तो इससे बाद के एक्टिव स्लज प्रक्रिया प्रणाली पर काफी प्रभाव पड़ेगा। बायोफिल्टर में होने वाली सामान्य खराबियों के कारण निम्नलिखित हैं। (1) pH मान में असामान्यता के कारण जैविक फिल्टरों में खराबी आ जाती है। जैविक झिल्लियाँ, सक्रिय कीचड़ की तुलना में, pH मान में होने वाले असामान्य परिवर्तनों को सहन करने में तो अधिक सक्षम होती हैं; लेकिन असामान्य pH मान वाले अपशिष्ट जल के प्रभाव से उन्हें भी भारी नुकसान पहुँचता है। चूँकि जैविक झिल्ली की सतह पर मौजूद सूक्ष्मजीव, आघात के कारण मर जाते हैं एवं नष्ट हो जाते हैं; इसके परिणामस्वरूप अंदर मौजूद सूक्ष्मजीव भी आघात के कारण नष्ट हो जाते हैं। अंततः पूरी जैविक झिल्ली ही नष्ट हो जाती है। उखड़ा हुआ जैविक फिल्म, बायोफिल्टर में उपयोग होने वाले फिल्टरिंग माध्यमों के अंतरालों को आसानी से अवरुद्ध कर देता है; इससे पानी का प्रवाह बाधित हो जाता है एवं ओवरफ्लो हो जाता है। जब pH मान में परिवर्तन के कारण जैविक फिल्में नष्ट हो जाती हैं, तो उनके पुनर्स्थापित होने हेतु कुछ समय आवश्यक होता है। आमतौर पर, pH मान में हुए असामान्य परिवर्तनों के प्रभाव दूर होने के बाद, इन फिल्मों के पुनर्स्थापित होने में लगभग 1 सप्ताह का समय लगता है। (2) जैव-फिल्मों का असामान्य विकास – जैव-फिल्मों के असामान्य विकास का मुख्य कारण यह है कि जैव-फिल्में या तो बहुत मोटी या बहुत पतली हो जाती हैं। इसके अलावा, यह भी आम बात है कि जैव-फिल्म की मोटाई समान नहीं होती। इसका संबंध, बायोलॉजिकल फिल्टर में आने वाले पानी में उपस्थित कार्बनिक पदार्थों की मात्रा से ही नहीं, बल्कि पानी में पोषक तत्वों की उपलब्धता से भी है। जल में कार्बनिक पदार्थों की मात्रा बहुत कम होने पर, जैविक झिल्ली पतली हो जाती है। ； जब पानी में कार्बनिक पदार्थों की मात्रा अत्यधिक होती है, तो जैविक झिल्लियाँ तेजी से विकसित होती हैं; इसके परिणामस्वरूप फिल्टरिंग सामग्री पर मोटी जैविक झिल्लियाँ बन जाती हैं। वास्तविक परिचालन में पता चला कि जैव-झिल्ली बहुत मोटी होने के कारण, अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को हटाने की इसकी क्षमता, पतली जैव-झिल्ली की तुलना में जरूरी नहीं कि अधिक हो। ऐसा इसलिए है, क्योंकि अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को हटाने हेतु जैव-झिल्ली की दक्षता, झिल्ली एवं अपशिष्ट जल के बीच के संपर्क क्षेत्र पर निर्भर है; झिल्ली की मोटाई पर नहीं। अपशिष्ट जल में पोषक तत्वों की कमी को, एक्टिव स्लज विधि के दौरान पोषक तत्वों की आवश्यकता के समान ही समझा जा सकता है। इसके लिए, बायोफिल्टर में पानी आने से पहले ही पोषक तत्व मिलाने आवश्यक हैं। चूँकि पोषक तत्वों की मात्रा निर्धारित करते समय जैविक फिल्टरों एवं एक्टिव स्लज विधि में मौजूद सूक्ष्मजीवों की पोषक तत्वों की आवश्यकताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है, इसलिए पोषक तत्वों युक्त कार्बनिक पदार्थों की मात्रा निर्धारित करना बहुत ही महत्वपूर्ण है। इस बड़ी कागज निर्माण कंपनी के अपशिष्ट जल शोधन संयंत्र में, बायो-टॉवरों में पोषक तत्वों की मात्रा निर्धारित करने हेतु आवश्यक जैविक पदार्थों का मान, प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक से निकलने वाले जल में मौजूद जैविक पदार्थों की मात्रा से ही लिया जाता है। ऐसी गणना प्रक्रिया के कारण जैविक फिल्टर में अप्रयुक्त पोषक तत्व बच जाते हैं; इन पोषक तत्वों का उपयोग एक्टिव स्लज सिस्टम में पुनः किया जाता है। दिखने में तो ऐसे पोषक तत्वों का उपयोग करने में कोई समस्या नहीं है; लेकिन वास्तविकता में, बायोफिल्टर में अत्यधिक मात्रा में पोषक तत्व मौजूद होते हैं। इसके अलावा, चूँकि बायोफिल्टर के ऊपर कोई ढक्कन नहीं होता, इसलिए बायोफिल्टर की सतह पर बड़ी मात्रा में शैवाल उग जाते हैं। इसके कारण जैव-फिल्टरों की संसाधन क्षमता में भी कमी आ जाती है; आम तौर पर अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को नष्ट करने की क्षमता 10% तक कम हो जाती है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि वहाँ उगने वाले शैवालों में अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने की क्षमता ही नहीं होती; उन्हें अपनी वृद्धि एवं प्रजनन हेतु केवल पोषक तत्वों एवं सूर्य की रोशनी की आवश्यकता होती है। जैविक झिल्ली के रंग में दूधिया रंग का परिवर्तन होने के बारे में अभी तक पर्याप्त जानकारी उपलब्ध नहीं है। पानी की गुणवत्ता एवं सिस्टम के संचालन संबंधी जानकारियों के आधार पर, ऐसा माना जाता है कि यह परिवर्तन जैविक झिल्ली में मौजूद धागेदार जीवाणुओं के आकार में वृद्धि के कारण होता है। माइक्रोस्कोप से देखने पर पता चलता है कि दूधिया रंग के ये कवकीय समूह, बड़ी संख्या में रेशेदार कवकीय कोशिकाओं से बने होते हैं। फिलामेंटस आकृति वाले जीवों के चारों ओर लगभग कोई प्रोटोजोआ मौजूद नहीं होता। जैविक समुदायों के विश्लेषण में यह बात समझ में आती है; क्योंकि फिलामेंटस आकृति वाले जीव, बैक्टीरियल क्लस्टरों की तरह, प्रोटोजोआ को भोजन उपलब्ध नहीं करा सकते… जैसे कि स्वतंत्र बैक्टीरिया या छोटे-छोटे बैक्टीरियल क्लस्टर। चूँकि फिलामेंटस जीवाणुओं में भी जल को शुद्ध करने की क्षमता होती है, इसलिए जब ये जीवाणु जैविक झिल्लियों में बड़ी संख्या में प्रजनन करते हैं, तो पूरे जैविक फिल्टर द्वारा अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को हटाने की क्षमता में कोई खास कमी नहीं आती; बल्कि यह केवल थोड़ी ही कम होती है। आम तौर पर, यह क्षमता सामान्य जैविक झिल्लियों की तुलना में लगभग 10% कम होती है। ऐसे धागेदार आकार वाले कृमियों के सूक्ष्मदर्शी अध्ययन से पता चलता है कि इनमें भी वही विशेषताएँ हैं, जो “सक्रिय सीवेज विधि” में धागेदार कृमियों के विस्तार के दौरान देखी जाती हैं; अर्थात् ये कृमि पतले, कठोर होते हैं, एवं आसानी से मुड़ते नहीं हैं। ； ऐसे भी होते हैं जिनका आकार नरम होता है; ये बायोफिल्मों में पाए जाने वाले तंतुमय जीवाणु होते हैं। संक्षेप में, रेशेदार कोशिकाओं का बड़े पैमाने पर विस्तार, जैविक फिल्टरों की सतह पर सफ़ेद रंग के छोटे-छोटे समूहों के रूप में दिखाई देता है। ये समूह, फिल्टरिंग सामग्री पर लगे अवायवीय परतों के सहारे वहीं टिके रहते हैं; जबकि अन्य कोशिका-समूह ऐसा नहीं कर पाते। सफ़ेद रंग की रेशेदार कोशिकाएँ, अपनी सतह पर मौजूद बारीक संरचनाओं के कारण ही अपशिष्ट जल के दबाव का सामना कर पाती हैं, एवं फिल्टरिंग सामग्री पर ही टिकी रहती हैं। हालाँकि, जैविक झिल्ली द्वारा दूधिया रंग के कवक उत्पन्न होने के बाद अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने की क्षमता में कोई खास कमी नहीं आती; लेकिन ऐसे कवक, एक्टिव स्लज सिस्टम में कवकों के अत्यधिक विकास का कारण बन सकते हैं। मुख्य कारण यह है कि दैनिक संचालन के दौरान, इस प्रकार की सफ़ेद जैविक परतों की एक निश्चित मात्रा टूटकर आगे स्थित एरेशन टैंकों में चली जाती है। शुरुआती चरण में, पर्यावरणीय परिस्थितियों में होने वाले परिवर्तनों के कारण, फिलामेंटस जीवाणुओं को जैविक झिल्लीय पर्यावरण से एरेशन टैंक में जाना पड़ता है; ऐसी स्थितियों में उनके जीवित रहना कठिन हो जाता है, इसलिए एरेशन टैंक में उनका प्रसार नहीं हो पाता। लेकिन समय बीतने के साथ, एरोबिक टैंक में पहुँचने वाले ऐसे धागेदार जीवाणुओं में से कुछ तो नए वातावरण के अनुकूल हो जाते हैं; इस प्रकार वे एरोबिक टैंक में प्रभावशाली जनसंख्या के रूप में विकसित हो जाते हैं, जिससे एक्टिव स्लज सिस्टम के संचालन पर प्रभाव पड़ता है। 7. एरेशन टैंक के संचालन में आमतौर पर होने वाली खराबियों के कारणों का विश्लेषण
(1) एरेशन टैंक की सतह पर फोम/अवशेषों के उत्पन्न होने के कारण
जब हम एरेशन टैंक की सतह पर फोम/अवशेषों के उत्पन्न होने के कारणों का विश्लेषण करते हैं, तो हमें एक मूल कारण को ध्यान में रखना आवश्यक है; अर्थात् ऐसे अवशेष इसलिए ही सतह पर तैरते हैं, क्योंकि उनका घनत्व एरेशन टैंक में मौजूद मिश्रण के घनत्व से कम होता है। अतः, यह जानने हेतु कि एरेशन टैंक में फ्लोटिंग स्कम क्यों उत्पन्न होता है, इस पहलू से ही विश्लेषण शुरू किया जा सकता है। व्यावहारिक उपयोग के दृष्टिकोण से देखा जाए, तो मुख्य कारण तो यही है कि तरल पदार्थ में बुलबुले मिले हुए हैं। और जहाँ तक बुलबुलों के, अर्थात् तैरने वाली गंदगी के रूप में उत्पन्न होने का सवाल है, तो यह केवल उस गंदगी को ऊपर उठाने का कारण है। लेकिन बुलबुले वास्तव में उस गंदगी को क्यों ऊपर उठा पाते हैं, यही वह मूल कारण है जिसे जानना आवश्यक है। यह माना जा सकता है कि एरेशन की उपस्थिति के कारण बुलबुलों का निर्माण अनिवार्य है। इसलिए, मुख्य समस्या यह है कि क्या एक्टिव स्लर्ज में बुलबुलों को अवशोषित करने एवं उन्हें अपने चारों ओर लपेटने की क्षमता है या नहीं। यदि ऐसी क्षमता हो, तो बुलबुलों को अवशोषित करने के बाद बैक्टीरियल फ्लॉक स्वाभाविक रूप से तरल की सतह पर तैरने लगेगा। यही कारण है कि हम एरेशन टैंक की सतह पर तैरने वाले अवशेषों को देख पाते हैं। सक्रिय सीवेज में बुलबुलों को अवशोषित करने की क्षमता, मुख्य रूप से सक्रिय सीवेज की अपनी ही प्रकृति के कारण होती है। इसके द्वारा स्रावित होने वाला चिपचिपा पदार्थ अत्यधिक मात्रा में होता है; इस कारण एक्टिव स्लर्ज की चिपचिपाहट में काफी वृद्धि हो जाती है। ऐसी स्थिति में, सूक्ष्म बुलबुलों को आकर्षित करने की क्षमता भी बढ़ जाती है। अब, फिर से उन बुलबुलों के उत्पन्न होने के कारणों का विश्लेषण करते हैं। जैसा कि पहले भी उल्लेख किया गया है, एरेशन के कारण बड़ी मात्रा में सूक्ष्म बुलबुले उत्पन्न होते हैं; ऐसे बुलबुले चिपचिपे एक्टिव स्लज द्वारा आकर्षित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तरल पदार्थ में अव इसके अलावा, बुलबुले उत्पन्न होने का कारण यह है कि सक्रिय कीचड़ द्वारा कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड एवं हाइड्रोजन जैसी गैसें निकलती हैं। ऐसे बुलबुले व्यवहार में चिपचिपे सक्रिय कीचड़ के आसंजन के कारण फ्लोटिंग अवशेषों के निर्माण में योगदान देते हैं। इसी प्रकार, यदि सक्रिय सीवेज में कार्बन-नाइट्रोजन अनुपात में असंतुलन होने के कारण रिडनाइट्रिफिकेशन होता है, तो इससे भी बुलबुले बनकर तरल पदार्थ में झाग उत्पन्न हो जाता है। यह जानना आवश्यक है कि तरल सतह पर मौजूद झाग, किस प्रकार के बुलबुलों के कारण बनता है; क्योंकि इससे संचालन प्रक्रियाओं में आवश्यक समायोजन किए जा सकते हैं। यहाँ उपयोग में आने वाली सामान्य पहचान विधि है – सक्रिय सीवेज का अवक्षेपण अनुपात। सक्रिय सीवेज के अवक्षेपण अनुपात का निरीक्षण करने के बाद, जब मापन पात्र में मौजूद तरल पदार्थ की सतह पर मौजूद झाग का निरीक्षण किया जाता है, तो स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है कि उस झाग में बुलबुले मौजूद हैं। ये बुलबुले वायुीकरण प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होते हैं। सामान्य आँखों से तो इन बुलबुलों को देखना संभव नहीं है; लेकिन माइक्रोस्कोप की मदद से इन्हें देखा जा सकता है। ऐसी स्थिति में यह माना जा सकता है कि ये बुलबुले सक्रिय सीवेज द्वारा कार्बनिक पदार्थों के विघटन के दौरान उत्पन्न होते हैं। यहाँ का अंतर, बुलबुलों के आकार की तुलना करने हेतु एक संकेतक है। दूसरी ओर, तरल पदार्थ की सतह पर मौजूद अवक्षेपों को तेज़ गति से हल्के-हल्के हिलाया जाता है। यदि हिलाने के बाद भी ये अवक्षेप पुनः नीचे चले जाते हैं, तो इसका अर्थ है कि इन अवक्षेपों में मौजूद बुलबुले, एक्टिव स्लज द्वारा कार्बनिक पदार्थों के विघटन से उत्पन्न हुए हैं; या फिर एक्टिव स्लज के रिडिनाइट्रिफिकेशन प्रक्रम के कारण भी ऐसे बुलबुले उत्पन्न हो सकते हैं। और जब तरल पदार्थ की सतह पर मौजूद अवक्षेपों को हिलाने के बाद भी वे नीचे नहीं जाते, तो ऐसी स्थिति में यह माना जाता है कि उन अवक्षेपों में मौजूद बुलबुले, एक्टिव स्लज को वायुयुक्त करने की प्रक्रिया में उत्पन्न हुए बुलबुले ही हैं। यह, तरल सतह को हिलाने के बाद उत्पन्न होने वाली घटनाओं के आधार पर, तरल सतह पर मौजूद बुलबुलों के उत्पन्न होने के कारणों का निर्धारण करने की प्रक्रिया है। (2) सक्रिय सीवेज की उस विशिष्ट गंध का कारण यह है कि जैव-रासायनिक टैंकों के निरीक्षण के दौरान वहाँ से तीव्र गंध आती है। यह गंध मुख्य रूप से सक्रिय सीवेज द्वारा कार्बनिक पदार्थों के विघटन एवं अपने आप के विकास/चयापचय की प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होती है। सक्रिय सीवेज में, जीवित बैक्टीरिया के अलावा, मृत बैक्टीरिया भी होते हैं; इसी कारण सक्रिय सीवेज में सीवेज संबंधी गुण भी मौजूद होते हैं। एरेशन के प्रभाव से, एक्टिव स्लज में मौजूद विभिन्न गंधें भी बाहर निकल जाती हैं; यही कारण है कि एरेशन टैंक के आसपास घूमते समय लोगों को मिट्टी जैसी गंध महसूस होती है। यहाँ, सक्रिय सीवेज में मौजूद उस “गंध” को नकारात्मक रूप से नहीं देखा जाता; बल्कि सक्रिय सीवेज के सामान्य कार्यों की पुष्टि हेतु ऐसी गंध आवश्यक है। लेकिन जब बायोकेमिकल टैंक से वह गंध नहीं आती, या कोई अन्य गंध आती है, तो सक्रिय सीवेज सिस्टम में कोई समस्या है, और इसकी गहन जाँच आवश्यक है। सक्रिय सीवेज मिट्टी की दुर्गंध की तीव्रता, तापमान एवं सक्रिय सीवेज की प्रतिक्रिया की डिग्री से संबंधित है। गर्मियों में, उच्च तापमान के कारण बायोकेमिकल टैंकों से आने वाली दुर्गंध और भी बढ़ जाती है; यही कारण है कि गर्मियों में यह दुर्गंध अधिक महसूस होती है। ； सर्दियों में इसके विपरीत होता है। साथ ही, सक्रिय सीवेज की उस गंध का संबंध जैव-रासायनिक प्रणाली में होने वाली अभिक्रियाओं की तीव्रता से भी है। जब सक्रिय सीवेज की सांद्रता अत्यधिक हो जाती है, तो जैव-रासायनिक अभिक्रियाएँ भी तीव्र हो जाती हैं, जिसके कारण भी वह तीव्र गंध महसूस होती है। व्यवहार में यह पाया गया है कि मिट्टी जैसी गंध की तीव्रता से यह निर्धारित किया जा सकता है कि एक्टिव स्लज प्रणाली अच्छी स्थिति में कार्यरत है या नहीं। आम तौर पर, जब सक्रिय सीवेज का भार बहुत अधिक होता है, या जब सक्रिय सीवेज पुराना हो जाता है, तब लोगों को सक्रिय सीवेज से आने वाली तीव्र दुर्गंध महसूस नहीं होती। यह बात, सक्रिय कीचड़ के संचालन की स्थिति का व्यापक मूल्यांकन करने में बहुत उपयोगी है। जैव-रासायनिक टैंकों में सक्रिय कीचड़ से आने वाली गंध के अलावा, कुछ अन्य गंधें भी महसूस होती हैं; खासकर खट्टी या क्षारीय गंधें। इसका मुख्य कारण यह है कि अत्यधिक या अत्यल्प pH मान वाला अपशिष्ट जल जैव-रासायनिक प्रणाली में पहुँच जाता है; जिसके कारण उस प्रणाली में मौजूद सक्रिय कीचड़-मिश्रण का pH मान असामान्य रूप से बदल जाता है। ऐसी स्थिति में, लोगों को जैव-रासायनिक प्रणाली के आसपास खट्टी या क्षारीय गंध महसूस होने लगती है। ऐसी स्थिति में जैव-रासायनिक प्रणाली को संतुलित करना बहुत आवश्यक हो जाता है; अन्यथा इसका जैव-रासायनिक प्रणाली पर अनावश्यक प्रभाव पड़ सकता है। (3) एरोबिक टैंकों में झाग उत्पन्न होने के कारण विभिन्न होते हैं, एवं इसका विश्लेषण भी काफी जटिल होता है। लेकिन व्यावहारिक दृष्टि से इसमें कुछ नियमितताएँ भी होती हैं; इसका विश्लेषण निम्नलिखित पहलुओं के आधार पर किया जा सकता है। 1) एरेशन टैंक में मौजूद तरल पदार्थ, कुछ हद तक, झाग से ही बनता है। झाग के लगातार जमने से, तरल पदार्थ की सतह पर मौजूद अवक्षेप और भी मोटे होते जाएंगे। इसके परिणामस्वरूप अवक्षेपों के अंदर अवायवीय वातावरण बन जाता है, जिससे वे काले रंग के हो जाते हैं। अवक्षेपित अवशेषों का विघटन एवं नए अवशेषों का निर्माण – इन दोनों प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप ही अवशेष-परत की अंतिम मोटाई निर्धारित होती है। वहीं, विघटित हुए अवशेष ही द्वितीय अवसादन टैंक से निकलने वाले जल को गंदा बनाने का मुख्य कारण हैं; इसी कारण जल में कार्बनिक पदार्थों की मात्रा भी बढ़ जाती है। उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, हमें बायोकेमिकल टैंक में फोम के निर्माण पर गंभीर ध्यान देना चाहिए; ताकि टैंक की सतह पर अवशेषों के जमाव को रोका जा सके। 2) एरेशन टैंक में फ्लोटिंग स्कम का निर्माण, एक्टिव स्लज की अत्यधिक चिपचिपाहट से संबंधित है; इसी प्रकार, झाग के निर्माण का संबंध भी एक्टिव स्लज की चिपचिपाहट से होता है। 3) बायोकेमिकल टैंक में पानी की सतह पर उत्पन्न फोम का रंग भी लोगों को कई संकेत दे सकता है। जब भूरे रंग का झाग उत्पन्न होता है, तो झाग की नाजुकता एवं उसके जमावने की दर के आधार पर यह निर्धारित किया जा सकता है कि क्या यह झाग सक्रिय अपशिष्ट पदार्थों के कारण ही उत्पन्न हुआ है। पिछले अध्यायों में बताए गए तरीकों से यह जाना जा सकता है कि एक्टिव स्लज में वृद्धावस्था की समस्या है या नहीं; जैसे – एक्टिव स्लज का अवसादन अनुपात, SVI मान, F/M मान, स्लज की आयु आदि। यहाँ हम एक और बात बताना चाहते हैं – जब एक्टिव स्लज में गंभीर वृद्धावस्था की समस्या होती है, तो बायोरिएक्टर के ऊपर भूरे-कत्थई रंग का झाग बनता है। इस झाग की विशेषताओं में भूरा-कत्थई रंग के अलावा, यह आसानी से टूट जाता है, ढेर बन जाता है, एवं इसकी चिपचिपाहट भी कम होती है। सामान्य भूरे रंग के फोम के अलावा, एक और सामान्य प्रकार का फोम सफ़ेद रंग का होता है। सफ़ेद झाग की मुख्य विशेषताओं में सफ़ेद रंग होना है; साथ ही, इसका चिपचिपापन अधिक होता है, यह आसानी से जमा हो जाता है, लेकिन इससे कोई अवशेष नहीं बनते। ये ही इसकी प्रमुख पहचान की विशेषताएँ हैं। ऐसे झागों का उत्पन्न होना, आम तौर पर, सक्रिय सीवेज प्रणाली में होने वाली खराबियों के संकेत होता है। यहाँ एक और बहुत ही महत्वपूर्ण, व्यावहारिक दृष्टि से महत्वपूर्ण संकेत दिया जाना आवश्यक है; वह यह है कि ऐसे सफ़ेद झागों का उत्पन्न होना, एक्टिव स्लज सिस्टम पर अचानक आने वाले उच्च भार के कारण होता है। मूल तत्वों को देखें तो, ऐसा माना जा सकता है कि उच्च मात्रा में कार्बनिक पदार्थ वाले अपशिष्ट जल में, यदि पर्याप्त ऑक्सीजन उपलब्ध हो, तो भी अधिक मात्रा में झाग उत्पन्न हो सकता है; ठीक वैसे ही, जैसे जल-प्रवाह वाले स्थानों पर आमतौर पर बहुत अधिक मात्रा में झाग जमा हो जाता है। अतः यह कल्पना की जा सकती है कि निकाले गए जल में कार्बनिक पदार्थों की सांद्रता (COD के उदाहरण के आधार पर) आम तौर पर 100 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होती। ऐसी स्थिति में जल में अधिक मात्रा में झाग बन सकता है। वहीं, जैव-रासायनिक टैंक में आने वाले अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों की सांद्रता (COD के उदाहरण के आधार पर) आम तौर पर 500 मिलीग्राम/लीटर से अधिक होती है। ऐसे उच्च सांद्रता वाले अपशिष्ट जल के जैव-रासायनिक टैंक में जाने पर, वायुीकरण की प्रक्रिया के कारण आसानी से झाग बन सकता है। अतः, सारांश यह है कि जब सक्रिय सीवेज पर बड़ी मात्रा में अपशिष्ट जल का दबाव पड़ता है, तो इससे बड़ी मात्रा में सफ़ेद, चिपचिपे झाग उत्पन्न होते हैं। इन झागों की सतह पर कोई भूरे रंग का सक्रिय सीवेज-अवशेष नहीं होता। दूसरे शब्दों में, जब सक्रिय सीवेज पर अधिक दबाव पड़ता है, तो वह “वृद्धावस्था” के चरण में नहीं आता; इसलिए ऐसे झागों पर कोई अलग-अलग जीवाणु-समूह भी नहीं चिपकते। इसके विपरीत, ऐसी स्थिति में सक्रिय सीवेज में मौजूद जीवाणु तेज़ गति से विकसित होते हैं, इसलिए सफ़ेद, चिपचिपे झागों की सतह पर कोई अलग-अलग जीवाणु-समूह नहीं चिपक पाते। 4) पिछले बिंदु में विस्तार से बताई गई, अपशिष्ट जल के पुराना होने एवं अचानक आने वाले भार के कारण उत्पन्न होने वाली झाग समस्या को, कुछ विशेष परिस्थितियों से अलग करके देखना आवश्यक है। मुख्य रूप से, डिटर्जेंट के प्रवाह से उत्पन्न होने वाले फोम, एवं सक्रिय कीचड़ में विघटन के बाद उत्पन्न होने वाले फोम – इन दो विशेष परिस्थितियों में अंतर करना आवश्यक है। डिटर्जेंट जैव-रासायनिक प्रणाली में जाता है, और हम वहाँ सफ़ेद झाग देख सकते हैं; यह झाग चिपचिपा भी होता है। लेकिन, अत्यधिक भार की स्थिति में उत्पन्न होने वाले सफ़ेद झाग की तुलना में इसकी चिपचिपाहट कम होती है। इसके अलावा, डिटर्जेंटों एवं सरफेस डिस्पर्संट्स के कारण बनने वाले झाग में सूर्य की रोशनी में हल्के रंग दिखाई देते हैं। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि ऐसे डिटर्जेंट एवं सरफेस एक्टिवेटर ज्यादातर तेल से बने होते हैं; इसलिए सूर्य की रोशनी में इन झागों में रंगीन प्रकाश-परावर्तन होता है। यह जानने हेतु कि क्या यह झाग डिटर्जेंट, सरफेस डिस्पर्संट या सरफेक्टेंट के कारण उत्पन्न हुआ है, बायोकेमिकल टैंक से पहले स्थित भौतिक-रासायनिक क्षेत्र में जाँच की जा सकती है। इसमें मुख्य रूप से यह देखा जाता है कि प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक के निकासी बिंदु पर क्या झाग उत्पन्न हो रहा है या नहीं। आमतौर पर, उच्च भार के कारण, जब अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों की मात्रा अधिक होती है, तो जब तक जल-स्पंदन बहुत अधिक न हो, तब तक आमतौर पर झाग नहीं बनता। लेकिन, डिटर्जेंट, सरफेस एक्टिवेटर्स आदि के कारण उत्पन्न होने वाला फोम, थोड़े से पानी के प्रभाव से ही अधिक मात्रा में उत्पन्न हो जाता है। कभी-कभी, रासायनिक पदार्थों के मिश्रण हेतु उपयोग में आने वाले मिक्सरों में भी फोम उत्पन्न होता है। यह, अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों की अधिकता के कारण उत्पन्न होने वाले फोम से अलग है। एक्टिव स्लर्ज से होने वाले विषाक्त झाग एवं एक्टिव स्लर्ज के बुढ़ने के कारण होने वाले झाग को उनके रंग के आधार पर अलग किया जा सकता है। विषाक्तता के बाद, सक्रिय अवसाद जल्दी ही विघटित हो जाता है; इसे वायुप्रवाह द्वारा आसानी से सतह पर लाया जा सकता है, जिससे झाग बनता है। लेकिन इस झाग का रंग मलिन होता है; अधिकांशतः यह भूरे रंग का होता है। ऐसा झाग, उस झाग के समान नहीं होता, जो सक्रिय अवसाद के वृद्ध होने पर बनता है; क्योंकि उस झाग में अभी भी सक्रिय अवसाद के कण मौजूद होते हैं। बेशक, सहायक निदान हेतु सबसे अच्छा तरीका यह है कि माइक्रोस्कोप की मदद से प्रोटोजोआ का अवलोकन किया जाए; ऐसा करने से पुष्टि करना आसान हो जाता है। 8. द्वितीय अवसादन टैंक में होने वाली सामान्य खराबियों के कारणों का विश्लेषण
द्वितीय अवसादन टैंक में होने वाली अधिकांश खराबियाँ, एरेशन टैंक के खराब संचालन के कारण होती हैं। चूँकि एरेशन टैंक एवं द्वितीय अवसादन टैंक आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े होते हैं; इसलिए द्वितीय अवसादन टैंक का सुचारु संचालन, जैव-रासायनिक प्रणाली में सक्रिय कीचड़ एवं पानी के अलगाव हेतु आवश्यक है। द्वितीय अवसादन टैंक के सुचारु संचालन से ही निकलने वाले पानी की गुणवत्ता भी अच्छी रहती है। इसके लिए, आम खराबियों के कारणों का विश्लेषण करना आवश्यक है। (1) द्वितीय अवसादन टैंक में तैरने वाला अपशिष्ट: द्वितीय अवसादन टैंक में स्वयं बहुत कम अपशिष्ट उत्पन्न होता है; यह अपशिष्ट मुख्य रूप से एरेशन टैंक से आता है। क्योंकि एरेशन टैंक से उत्पन्न अवसाद आसानी से द्वितीय अवसादन टैंक में जा सकता है, एवं वहाँ पानी के ऊपर तैरने लगता है। चूँकि द्वितीय अवसादन टैंक में मिश्रण की कोई प्रक्रिया नहीं होती, इसलिए अवसाद के उत्पन्न होने की संभावना और भी बढ़ जाती है। बेशक, एरोबिक टैंक की तुलना में। द्वितीय अवसादन टैंकों में सक्रिय अवसाद का डीनाइट्रिफिकेशन होने की संभावना अधिक होती है; इसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में सक्रिय अवसाद सतह पर आ जाता है एवं तरल पदार्थ पर एक परत बन जाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि डीनाइट्रिफिकेशन हेतु अपेक्षाकृत ऑक्सीजन-रहित एवं अवायवीय परिस्थितियाँ आवश्यक होती हैं; जबकि एरेशन टैंकों में ऐसी अवायवीय परिस्थितियाँ उत्पन्न नहीं होतीं। यही कारण है कि द्वितीय अवसादन टैंक में सक्रिय अवसादन होना आसान है; खासकर तब, जब एरेशन टैंक के निकास पर घुलित ऑक्सीजन की मात्रा बहुत कम हो, एवं कार्बन-नाइट्रोजन अनुपात भी असंतुलित हो। (2) द्वितीयक अवसादन टैंक से निकलने वाले पानी में कीचड़ होने की समस्या होती है। कीचड़ का निर्माण मुख्य रूप से सक्रिय सीवेज के बूढ़े होने के कारण होता है; क्योंकि बूढ़े हो चुके सक्रिय सीवेज टूटकर छोट-छोटे कणों में बदल जाते हैं, और ये कण पानी में ही तैरते रहते हैं। ऐसे में ये कण द्वितीयक अवसादन टैंक से बाहर निकल जाते हैं, एवं यही कीचड़ के रूप में जमा हो जाता है। बेशक, कई मामलों में अवसादन विभिन्न कारकों का परिणाम होता है; जैसे कि अत्यधिक जल-भार, या ऐसी स्थिति में कि मिश्रण में मौजूद सक्रिय अवसादन कण सामान्य परिस्थितियों में नीचे बैठने से पहले ही तालाब से बाहर निकल जाते हैं। (3) द्वितीय अवसादन टैंक में सक्रिय अवसादन कणों का उत्थान: जब हम द्वितीय अवसादन टैंक का निरीक्षण करते हैं, तो हम आमतौर पर टैंक के प्रवेश द्वार के निकट के पानी की स्थिति देखते हैं; क्योंकि वहीं से अवसादन प्रक्रिया के ठीक होने/न होने के संकेत मिलते हैं। यदि इनलेट छोर पर बड़ी मात्रा में सक्रिय अवसाद समूह ऊपर उठते हुए दिखाई दें, तो आमतौर पर समस्या गंभीर होती है। यदि इन समूहों में मौजूद सक्रिय अवसादी कण, द्वितीय अवसादन टैंक में ठीक से न जम पाएं, तो वे अवश्य ही द्वितीय अवसादन टैंक से बाहर निकल जाएंगे। ऐसी स्थिति में पूरी सक्रिय अवसादी प्रणाली के लिए यह घातक होगा; क्योंकि एक बार ये कण द्वितीय अवसादन टैंक से बाहर निकल जाने के बाद, एरेशन टैंक में मौजूद सूक्ष्मजीवों की संख्या तेजी से कम हो जाएगी। इसके परिणामस्वरूप एरेशन टैंक को पुनः सामान्य अवस्था में आने में काफी समय लगेगा। साथ ही, निकलने वाले पानी में भी अनुमेय मात्रा से अधिक प्रदूषक तत्व होंगे। तो, क्या कारण है जिसकी वजह से द्वितीय अवसादन टैंक में सक्रिय कीचड़ के कण ऊपर की ओर उठते हैं? व्यावहारिक रूप से पता चला है कि ऐसी स्थितियाँ एक्टिव स्लज में फिलामेंटस बैक्टीरिया के विस्तार से संबंधित होती हैं; यही कारण है कि हमें फिलामेंटस बैक्टीरिया के विस्तार से बहुत परेशानी होती है। अतः, जब एक्टिव स्लज में फिलामेंटस बैक्टीरिया का विकास हो जाता है, तो यदि उस पर पुनः जल-भार का दबाव आता है, तो एक्टिव स्लज के गुच्छे ऊपर उठने की संभावना बहुत अधिक होती है। (4) द्वितीय अवसादन टैंक से निकलने वाले पानी में पोषक तत्वों की मात्रा बहुत अधिक होने के कारण, वहाँ अत्यधिक मात्रा में शैवाल उत्पन्न हो जाते हैं; क्योंकि प्रकाश की उपस्थिति में ऐसे परिस्थितियों में शैवाल तेजी से बढ़ सकते हैं। द्वितीयक अवक्षेपण टैंक से निकलने वाले जल में पोषक तत्वों की जाँच करके, यह पता लगाया जा सकता है कि क्या अतिरिक्त पोषक तत्वों के कारण ही शैवाल उत्पन्न हो रहे हैं। 9. तीन सेटलमेंट टैंकों के संचालन संबंधी समस्याओं का विश्लेषण: इस बड़े कागज निर्माण संयंत्र में, तीन सेटलमेंट टैंकों में आमतौर पर ज्यादा समस्याएँ नहीं होतीं; क्योंकि इनका कार्य दूसरे सेटलमेंट टैंकों में होने वाली प्रक्रियाओं को और अधिक प्रभावी बनाना होता है। लेकिन समस्या ज्यादातर तीन-चरणीय जल-शोधन प्रक्रिया के शुरुआती चरण में स्थित भौतिक-रासायनिक अभिक्रिया क्षेत्र में ही होती है; इस क्षेत्र में कुछ कर्मचारी आसानी से गलतियाँ कर बैठते हैं। इस क्षेत्र में भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाओं को संचालित करते समय, मुख्य उद्देश्य द्वितीय अवसादन टैंक से निकलने वाले जल में मौजूद सूक्ष्म कणों को अधिक प्रभावी ढंग से हटाना है; इसके लिए रसायनों का उपयोग किया जाता है, ताकि तृतीय अवसादन टैंक में इन कणों को बेहतर ढंग से हटाया जा सके। लेकिन दवाओं को डालने में अक्सर समस्याएँ आती हैं, क्योंकि जो दवाएँ डाली जाती हैं, वे प्रारंभिक अवसादन चरण में उपयोग होने वाली दवाओं के समान ही होती हैं। इस प्रकार समस्या उत्पन्न हो जाती है; क्योंकि प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक से पहले होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं में उपयोग की जाने वाली दवाओं का उद्देश्य, अपशिष्ट जल में मौजूद अवक्षेपणशील पदार्थों को नियंत्रित करना होता है। ऐसे पदार्थ आमतौर पर मिट्टी के कणों जैसे ही होते हैं, एवं इनमें ऋणात्मक आवेश होता है। इसलिए, प्रारंभिक अवक्षेपण टैंक से पहले PAC डालने के बाद बनने वाले कण बहुत ही छोटे होते हैं। केवल PAM (ऋणात्मक आवेश वाला) डालने के बाद ही ये कण बड़े आकार के हो जाते हैं। इसका कारण यह है कि PAC, फ्लोक बनने में आधार-संरचना का काम करता है; PAC की फ्लोकीकरण क्रिया के द्वारा अपशिष्ट जल में मौजूद कणों को एक साथ जुड़ जाते हैं। PAC के आणविक समूहों पर बड़ी मात्रा में ऋणात्मक आवेश वाले कोलॉइडल कण, या मिट्टी जैसे गुण वाले कण भी चिपक जाते हैं। लेकिन, PAC की कमी यह है कि यह पहले से बन चुके फ्लॉकों पर अन्य फ्लॉकों को आकर्षित नहीं कर सकता; इसलिए PAC डालने के बाद बनने वाले फ्लॉक आमतौर पर छोटे ही रहते हैं। ऐसी स्थिति में, PAC के उपयोग की उपयुक्तता का निर्धारण इस आधार पर किया जा सकता है कि मिश्रण में बने फ्लॉकों के बीच क्या स्पष्ट जल-पट्टियाँ मौजूद हैं… अर्थात् कणों के बीच क्या खाली जगहें हैं। ऐसा अवलोकन, PAC के उपयोग के प्रभावों का मूल्यांकन करने में बहुत ही सहायक होता है। PAC डालने के बाद PAM डालने से अवक्षेपण गुच्छों के आकार में वृद्धि होती है; इसका समर्थन हमारे पास सैद्धांतिक आधार भी है। PAM एक कार्बनिक उच्च-आणविक-भार वाला सह-अवक्षेपक है। इसका आणविक भार बहुत अधिक होता है; जल-विघटन के बाद इससे बड़ी संख्या में अवक्षेपक एकाणु बनते हैं। यह जल में मौजूद कणों को आकर्षित करने एवं पकड़ने में बहुत प्रभावी है। आमतौर पर इसका उपयोग PAC के साथ मिलकर किया जाता है। “नकारात्मक PAM” वह होता है जो PAM के विद्युत-विघटन के बाद बनने वाले ऐसे एकाणु होते हैं, जिन पर ऋणात्मक आवेश होता है। जैसा कि पहले ही बताया गया है, PAC द्वारा धनात्मक आवेश वाले समूहों के अवशोषण के बाद, एक PAC श्रृंखला में मौजूद समूहों पर लगभग हमेशा ही ऋणात्मक आवेश वाले, मिट्टी जैसे कण अवशोषित हो जाते हैं। जब उच्च ऋणात्मक आवेश वाला PAM डाला जाता है, तो PAM के केंद्रक के कारण बड़ी मात्रा में PAC श्रृंखलाएँ अवशोषित हो जाती हैं। जब एक PAM केंद्रक पर बड़ी मात्रा में PAC श्रृंखलाएँ अवशोषित हो जाती हैं, तो बड़े आकार के कण बन जाते हैं। यहाँ हम स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि ऋणात्मक आवेश वाले जल में मौजूद कण, धनात्मक आवेश वाले PAC द्वारा अवशोषित होकर लंबी श्रृंखलाओं में परिवर्तित हो जाते हैं। इसके बाद, ऋणात्मक आवेश वाले PAM अभिकर्मक को भी मिलाया जाता है; इससे धनात्मक आवेश वाला PAC और अधिक लंबी श्रृंखलाओं में परिवर्तित हो जाता है। यही बड़े कणों के निर्माण की प्रक्रिया है। तीसरे अवक्षेपण टैंक से पानी निकलने हेतु, दूसरे अवक्षेपण टैंक से निकलने वाले सक्रिय कचरे को फ्लोकुलेंट डालकर अवक्षेपित करना आवश्यक है। हमने पाया कि थोड़ी मात्रा में कोअगुलेंट डालने से भी कोई फ्लॉक्यूलेशन प्रभाव नहीं होता। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि द्वितीय अवसादन टैंक से निकलने वाले कण अधिकांशतः विघटित हुए सक्रिय कीचड़ के कण होते हैं। सक्रिय कीचड़ में मौजूद कणों पर नकारात्मक आवेश होता है; लेकिन विभिन्न कारणों से जब ये कण विघटित हो जाते हैं, तो उन्हें पुनः एक साथ जोड़ना बहुत कठिन हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि सक्रिय कीचड़ में मौजूद सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पन्न चिपचिपा पदार्थ नहीं होता, इसलिए नकारात्मक आवेश वाले कण एक साथ नहीं जुड़ पाते। यह बात, द्वितीयक अवसादन टैंक से निकलने वाले जल में, प्रवाह के साथ बहने वाले “डिफ्यूज्ड एक्टिव स्लज” कणों में विशेष रूप से स्पष्ट दिखाई देती है। इसलिए, थ्री-सेटलमेंट टैंक के शुरुआती हिस्से में स्थित भौतिक-रासायनिक क्षेत्र में पर्याप्त मात्रा में PAC न डालने पर अच्छा फ्लोकुलेशन प्रभाव प्राप्त करना कठिन हो जाएगा। और कई ऑपरेटरों का मानना है कि ऐसी स्थिति में PAM की मात्रा पर्याप्त नहीं होती, इसलिए वे PAM की मात्रा बढ़ाते रहते हैं। इसके परिणामस्वरूप, ऋणात्मक आवेश वाले PAM अणु बड़ी मात्रा में मौजूद हो जाते हैं; ऐसी स्थिति में एक्टिव स्लज में मौजूद ऋणात्मक आवेश वाले कणों के बीच कोई आकर्षण नहीं हो पाता। इसलिए न तो कोई फ्लोक बन पाता है, बल्कि एक्टिव स्लज के कण और भी स्थिर हो जाते हैं, जिससे फ्लोकिंग का कोई प्रभाव ही नहीं दिखाई देता। इस समस्या को हल करने हेतु, PAC की मात्रा में वृद्धि करना आवश्यक है; क्योंकि PAC, फ्लोकों की संरचना बनाने में मदद करता है। चूँकि डी-सेटलमेंट टैंक से निकलने वाले सक्रिय सीवेज कणों की संख्या कभी-कभी बहुत अधिक नहीं होती, इसलिए जब जल में ऐसे कणों की संख्या कम होती है, तो कणों के आपस में टकरकर फ्लोक बनने की संभावना भी कम हो जाती है। इन बिखरे हुए अवसाद कणों को नियंत्रित करने हेतु, PAC की मात्रा बढ़ानी आवश्यक है; ताकि PAC, अवसादन प्रक्रिया में सहायक भूमिका निभा सके। व्यवहार से भी यह साबित हुआ है कि द्वितीयक अवक्षेपण टैंक में मौजूद कीचड़ के विद्युत गुणों को जानना, फ्लोकुलेंट एवं सह-फ्लोकुलेंटों के चयन एवं उनकी मात्रा निर्धारित करने में बहुत ही सहायक होता है।