Trickling filter
ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર એ ગંદાપાણીની શુદ્ધિકરણ પ્રણાલીનો એક પ્રકાર છે. તેમાં ખડકો, કોક, કાંકરી, સ્લેગ, પોલીયુરેથીન ફીણ, સ્ફેગ્નમ પીટ શેવાળ, સિરામિક અથવા પ્લાસ્ટિક માધ્યમોનું એક નિશ્ચિત સ્તર હોય છે, જેના પર ગટર અથવા અન્ય ગંદુ પાણી નીચે તરફ વહે છે અને માઇક્રોબાયલ સ્લાઇમ (બાયોફિલ્મ) નું સ્તર વધે છે, જે માધ્યમોના સ્તરને આવરી લે છે. એરોબિક પરિસ્થિતિઓ છાંટા, પ્રસરણ દ્વારા જાળવવામાં આવે છે, અને જો ફિલ્ટર માધ્યમ છિદ્રાળુ હોય તો બળજબરીથી-હવા પથારીમાંથી વહે છે અથવા હવાના કુદરતી સંવહન દ્વારા. ટપકતા ગાળકો સાથે ગટર અથવા અન્ય ગંદાપાણીની પ્રક્રિયા એ સૌથી જૂની અને સૌથી સારી લાક્ષણિકતા ધરાવતી પ્રક્રિયા તકનીકોમાંની એક છે. સંપૂર્ણ ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર સિસ્ટમના મૂળભૂત ઘટકો છેઃ ફિલ્ટર માધ્યમની પથારી જેના પર માઇક્રોબાયલ લાળના સ્તરને પ્રોત્સાહન આપવામાં આવે છે અને વિકસાવવામાં આવે છે; એક બિડાણ અથવા કન્ટેનર જેમાં ફિલ્ટર માધ્યમની પથારી હોય છે; ફિલ્ટર માધ્યમ પર ગંદાપાણીના પ્રવાહને વહેંચવા માટેની સિસ્ટમ; અને પ્રક્રિયા કરેલા પ્રવાહમાંથી કોઈપણ કાદવને દૂર કરવા અને નિકાલ કરવાની સિસ્ટમ. ટ્રિકલ ફિલ્ટર, ટ્રિકલ બાયોફિલ્ટર, બાયોફિલ્ટર, બાયોલોજિકલ ફિલ્ટર અને બાયોલોજિકલ ટ્રિકલ ફિલ્ટર શબ્દોનો ઉપયોગ ઘણીવાર ટ્રિકલ ફિલ્ટરનો સંદર્ભ આપવા માટે થાય છે. આ પ્રણાલીઓને રફિંગ ફિલ્ટર્સ, ઇન્ટરમિટન્ટ ફિલ્ટર્સ, પેક્ડ મીડિયા બેડ ફિલ્ટર્સ, વૈકલ્પિક સેપ્ટિક સિસ્ટમ્સ, પર્કોલેટિંગ ફિલ્ટર્સ, જોડાયેલ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયાઓ અને ફિક્સ્ડ ફિલ્મ પ્રક્રિયાઓ તરીકે પણ વર્ણવવામાં આવી છે. પ્રક્રિયાનું વર્ણન સામાન્ય રીતે, સ્થાયી ગટરનો પ્રવાહ ઊંચા સ્તરે પ્રવેશ કરે છે અને પ્રાથમિક વસાહતી ટાંકીમાંથી વહે છે. ટાંકીમાંથી સુપરનેટન્ટ ડોઝિંગ ઉપકરણમાં વહે છે, ઘણીવાર ટિપિંગ બકેટ જે ફિલ્ટરના હાથ સુધી પ્રવાહ પહોંચાડે છે. પાણીનો પ્રવાહ હાથમાંથી વહે છે અને નીચે તરફના ખૂણા પર નિર્દેશ કરતા છિદ્રોની શ્રેણીમાંથી બહાર નીકળે છે. આ ફિલ્ટર મીડિયાની સપાટી પર પ્રવાહીને સમાનરૂપે વહેંચવાની આસપાસ હાથને આગળ ધપાવે છે. મોટા ભાગના ખુલ્લા હોય છે (સાથેની આકૃતિથી વિપરીત) અને વાતાવરણમાં મુક્તપણે વેન્ટિલેટેડ હોય છે. નકામા પાણીના પ્રવાહમાંથી પ્રદૂષકોને દૂર કરવામાં માઇક્રોબાયલ બાયોફિલ્મના સ્તર દ્વારા કાર્બનિક સંયોજનો અને કેટલીક અકાર્બનિક પ્રજાતિઓ (જેમ કે નાઇટ્રાઇટ અને નાઇટ્રેટ આયનો) નું શોષણ અને શોષણ બંનેનો સમાવેશ થાય છે. ફિલ્ટર મીડિયાને સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઊંચો સપાટી-થી-વોલ્યુમ ગુણોત્તર પ્રદાન કરવા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. લાક્ષણિક સામગ્રી ઘણીવાર છિદ્રાળુ હોય છે અને માધ્યમની બાહ્ય સપાટી ઉપરાંત નોંધપાત્ર આંતરિક સપાટી વિસ્તાર ધરાવે છે. મીડિયા પર ગંદાપાણીનો માર્ગ ઓગળેલો ઓક્સિજન પૂરો પાડે છે, જે બાયોફિલ્મ સ્તરને કાર્બનિક સંયોજનોના બાયોકેમિકલ ઓક્સિડેશન માટે જરૂરી છે અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ, પાણી અને અન્ય ઓક્સિડાઇઝ્ડ અંતિમ ઉત્પાદનોને મુક્ત કરે છે. જેમ જેમ બાયોફિલ્મનું સ્તર જાડું થાય છે, તેમ તેમ તે આખરે પ્રવાહી પ્રવાહમાં ધીમું પડે છે અને ત્યારબાદ ગૌણ કાદવનો ભાગ બને છે. સામાન્ય રીતે, સ્લોગ્ડ ફિલ્મને અલગ કરવા અને દૂર કરવા માટે ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર પછી ક્લેરિફાયર અથવા સેડિમેન્ટેશન ટાંકી આવે છે. રેતી, ફીણ અને પીટ શેવાળ જેવા ઉચ્ચ-ઘનતા માધ્યમનો ઉપયોગ કરતા ગાળકો કાદવ ઉત્પન્ન કરતા નથી જેને દૂર કરવું આવશ્યક છે, પરંતુ બળજબરીથી હવા ઉડાડવા, બેકવોશિંગ અને/અથવા બંધ એનારોબિક વાતાવરણની જરૂર પડી શકે છે. બાયોફિલ્મ બાયોફિલ્મ જે ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટરમાં વિકસે છે તે ઘણી મિલીમીટર જાડી થઈ શકે છે અને સામાન્ય રીતે તે એક જિલેટીનસ મેટ્રિક્સ છે જેમાં બેક્ટેરિયા, સિલિયેટ્સ અને અમીબોઇડ પ્રોટોઝોઆ, એનેલિડ્સ, રાઉન્ડ વોર્મ્સ, જંતુના લાર્વા અને અન્ય માઇક્રોફૌનાની ઘણી પ્રજાતિઓ હોઈ શકે છે. (જો એનેલિડ્સ વિપુલ પ્રમાણમાં હોય, તો ફિલ્ટરને વર્મીફિલ્ટર ગણી શકાય.) આ અન્ય ઘણી બાયોફિલ્મ્સથી ઘણી અલગ છે, જે 1 મીમીથી ઓછી જાડી હોઈ શકે છે. બાયોફિલ્મની અંદર, એરોબિક અને એનારોબિક ઝોન બંને ઓક્સિડેટીવ અને રિડક્ટિવ જૈવિક પ્રક્રિયાઓને ટેકો આપી શકે છે. વર્ષના અમુક સમયે, ખાસ કરીને વસંતઋતુમાં, ફિલ્મમાં સજીવોની ઝડપી વૃદ્ધિ ફિલ્મને ખૂબ જાડી બનાવી શકે છે અને તે "સ્પ્રિંગ સ્લો" તરફ દોરી જતા પેચોમાં ધીમું થઈ શકે છે. ડિઝાઇનની વિચારણાઓ એક લાક્ષણિક ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર ગોળાકાર હોય છે અને 10 મીટર અને 20 મીટરની વચ્ચે અને 2 મીટરથી 3 મીટરની ઊંડાઈ વચ્ચે હોય છે. એક ગોળાકાર દિવાલ, જે ઘણીવાર ઈંટની હોય છે, તેમાં ફિલ્ટર મીડિયાનો બેડ હોય છે જે બદલામાં અંડર-ડ્રેઇન્સના આધાર પર રહે છે. આ અંડર-ડ્રેઇન્સ ફિલ્ટર માધ્યમમાંથી પસાર થતા પ્રવાહીને દૂર કરવા માટે પણ ફિલ્ટર માધ્યમ દ્વારા હવાને મુક્ત રીતે પસાર થવા દેવા માટે પણ કાર્ય કરે છે. ફિલ્ટર મીડિયાની ટોચ પર મધ્યમાં માઉન્ટ થયેલ એક સ્પિન્ડલ છે જે બે અથવા વધુ આડી છિદ્રિત પાઇપને ટેકો આપે છે જે મીડિયાની ધાર સુધી વિસ્તરે છે. પાઈપો પરના છિદ્રો મીડિયાના સમગ્ર વિસ્તાર પર પ્રવાહીના સમાન પ્રવાહને મંજૂરી આપવા માટે રચાયેલ છે અને તે કોણીય પણ છે જેથી જ્યારે પાઈપોમાંથી પ્રવાહી વહે છે ત્યારે સમગ્ર એસેમ્બલી કેન્દ્રિય સ્પિન્ડલની આસપાસ ફરે છે. સ્થાયી થયેલ ગટરને અમુક પ્રકારની ડોઝિંગ મિકેનિઝમ દ્વારા સ્પિન્ડલની મધ્યમાં જળાશયમાં પહોંચાડવામાં આવે છે, જે ઘણીવાર નાના ગાળકો પર ટિપિંગ બકેટ ઉપકરણ હોય છે. મોટા ગાળકો લંબચોરસ હોઈ શકે છે અને વિતરણ હાથ હાઇડ્રોલિક અથવા વિદ્યુત પ્રણાલીઓ દ્વારા સંચાલિત થઈ શકે છે. પ્રકાર સિંગલ ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ નાના રહેણાંક સેપ્ટિક ટાંકીના વિસર્જિત અને ખૂબ જ નાની ગ્રામીણ ગટર વ્યવસ્થાઓની સારવાર માટે થઈ શકે છે. મોટા કેન્દ્રીકૃત ગટર પ્રક્રિયા પ્લાન્ટ સામાન્ય રીતે સમાંતર ઘણા ટપકતા ગાળકોનો ઉપયોગ કરે છે. પ્રણાલીઓને સિંગલ-પાસ ઉપયોગ માટે રૂપરેખાંકિત કરી શકાય છે જ્યાં ઉપચારિત પાણીને નિકાલ કરતા પહેલા એકવાર ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર પર લાગુ કરવામાં આવે છે, અથવા મલ્ટી-પાસ ઉપયોગ માટે જ્યાં ઉપચારિત પાણીના એક ભાગને પાછા સાયકલ કરવામાં આવે છે અને બંધ લૂપ દ્વારા ફરીથી ઉપચાર કરવામાં આવે છે. મલ્ટી-પાસ પ્રણાલીઓ ઉચ્ચ સારવારની ગુણવત્તામાં પરિણમે છે અને એરોબિક મીડિયા બેડમાં નાઇટ્રિફિકેશન અને એનારોબિક સેપ્ટિક ટાંકીમાં ડિનાઇટ્રિફિકેશનને પ્રોત્સાહન આપીને કુલ નાઇટ્રોજન (ટી. એન.) ના સ્તરને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે. કેટલીક પ્રણાલીઓ શ્રેણીબદ્ધ રીતે સંચાલિત બે કિનારાઓમાં ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કરે છે જેથી ગંદા પાણીને ફિલ્ટરમાંથી બે પાસ હોય અને બે પાસ વચ્ચે સેડિમેન્ટેશન સ્ટેજ હોય. લોડને સંતુલિત કરવા માટે દર થોડા દિવસે ફિલ્ટર ફેરવવામાં આવે છે. સારવારની આ પદ્ધતિ નાઇટ્રિફિકેશન અને ડી-નાઇટ્રિફિકેશનમાં સુધારો કરી શકે છે કારણ કે ગાળકોમાંથી પ્રથમ પાસ પર મોટાભાગની કાર્બોનેસિયસ ઓક્સિડેટીવ સામગ્રી દૂર કરવામાં આવે છે. મીડિયા પ્રકારો ટ્રિકલિંગમાં બાયોફિલ્મને ટેકો આપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ પ્રકારના ફિલ્ટર મીડિયા હોઈ શકે છે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા માધ્યમોના પ્રકારોમાં કોક, પ્યુમિસ, પ્લાસ્ટિક મેટ્રિક્સ સામગ્રી, ઓપન-સેલ પોલીયુરેથીન ફીણ, ક્લિંકર, કાંકરી, રેતી અને જીઓટેક્સટાઇલ્સનો સમાવેશ થાય છે. આદર્શ ફિલ્ટર માધ્યમ માઇક્રોબાયલ જોડાણ, ગંદાપાણીની જાળવણીના સમય માટે સપાટીના વિસ્તારને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે, હવાના પ્રવાહને મંજૂરી આપે છે, પ્લગ કરવાનો પ્રતિકાર કરે છે, તમામ હવામાનમાં યાંત્રિક રીતે મજબૂત છે જે ફિલ્ટરની આજુબાજુ ચાલવાની મંજૂરી આપે છે, અને અધોગતિ પામતું નથી. કેટલીક રહેણાંક પ્રણાલીઓને ફરજિયાત વાયુમિશ્રણ એકમોની જરૂર પડે છે જે જાળવણી અને સંચાલન ખર્ચમાં વધારો કરશે. સિન્થેટિક ફિલ્ટર મીડિયા જ્વલનશીલતાનું નોંધપાત્ર જોખમ ઊભું કરી શકે છે, જેમ કે મે 2022માં ક્રાઇસ્ટચર્ચ, ન્યુઝીલેન્ડમાં દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે પ્લાસ્ટિક ફિલ્ટર ગાંસડીઓથી ભરેલા બે મોટા ટપકતા ગાળકોમાં આગ લાગી હતી. પરિણામી દુર્ગંધની શહેરના ઘણા રહેવાસીઓ પર નોંધપાત્ર અસર પડી હતી અને આ ઘટનાએ ગટરની પ્રક્રિયા ક્ષમતાના નોંધપાત્ર પ્રમાણને નિષ્ક્રિય કરી દીધું હતું. ઔદ્યોગિક ગંદાપાણીની સારવાર ઔદ્યોગિક ગંદાપાણીની સારવારમાં વિશિષ્ટ ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર્સનો સમાવેશ થઈ શકે છે જે પ્લાસ્ટિક મીડિયા અને ઉચ્ચ પ્રવાહ દરનો ઉપયોગ કરે છે. વિવિધ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાંથી નીકળતા કચરાના પાણીને ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટરમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. આવા ઔદ્યોગિક ગંદાપાણીના ટપકતા ગાળકોમાં બે પ્રકારનો સમાવેશ થાય છેઃ પ્લાસ્ટિક પેકિંગ અથવા અન્ય માધ્યમોથી ભરેલી મોટી ટાંકીઓ અથવા કોંક્રિટની ઘેરાબંધી. પ્લાસ્ટિક પેકિંગ અથવા અન્ય માધ્યમોથી ભરેલા વર્ટિકલ ટાવર. સસ્તા પ્લાસ્ટિક ટાવર પેકેજિંગની ઉપલબ્ધતાએ ઊંચા ટાવર્સમાં ટ્રિકલિંગ ફિલ્ટર બેડ તરીકે તેનો ઉપયોગ કર્યો છે, જેમાંથી કેટલાક 20 મીટર જેટલા ઊંચા છે. 1960ના દાયકાની શરૂઆતમાં, આવા ટાવરોનો ઉપયોગ મિનેસોટામાં ગ્રેટ નોર્ધન ઓઇલની પાઇન બેન્ડ રિફાઇનરી, ઓકવિલે, ઓન્ટારિયોમાં સિટીઝ સર્વિસ ઓઇલ કંપની ટ્રાફલગર રિફાઇનરી અને ક્રાફ્ટ પેપર મિલમાં થતો હતો. ઔદ્યોગિક ગંદાપાણીના ટપકતા ગાળકોમાંથી શુદ્ધ કરાયેલ પાણીના પ્રવાહને સામાન્ય રીતે ક્લેરિફાયરમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, જે અન્ય ટપકતા ગાળકોની જેમ ટપકતા ગાળકો સાથે જોડાયેલા માઇક્રોબાયલ સ્લાઇમ સ્તરને ઢાંકી દે છે. કેટલીક નવીનતમ ટ્રિકલ ફિલ્ટર તકનીકમાં પ્લાસ્ટિક મીડિયાના વાયુયુક્ત બાયોફિલ્ટર્સનો સમાવેશ થાય છે, જે જહાજોના તળિયે હવાને દાખલ કરવા માટે બ્લોઅર્સનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં ગંદા પાણીનો પ્રવાહ અથવા ઉપરનો પ્રવાહ હોય છે. આ પણ જુઓ ગંદાપાણીની પ્રક્રિયા તકનીકોની યાદી જૈવિક સંપર્કોને ફેરવવી ટ્રીકલ-બેડ રિએક્ટર વર્મીફિલ્ટર સંદર્ભો પર્યાવરણીય ઇજનેરી બાયોડિગ્રેડેબલ કચરો વ્યવસ્થાપન પર્યાવરણ વિજ્ઞાન ગટર પ્રદૂષણ નિયંત્રણ તકનીકો ઔદ્યોગિક ઉપકરણો