বর্জ্য জল পরিশোধনে অ্যাক্টিভেটেড স্লাজের পরিমাণ বৃদ্ধি ব্যাখ্যা করে এমন ৫টি প্রধান তত্ত্ব

ক্ষেত্রফল-আয়তন (A/V) অনুকল্পটি প্রস্তাব করে যে, যখন সাবস্ট্রেটের ঘনত্ব সীমিত হয়ে আসে, তখন বৃহত্তর নির্দিষ্ট পৃষ্ঠতল ক্ষেত্রফলযুক্ত অণুজীবগুলো প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা লাভ করে।

ফ্লক-গঠনকারী ব্যাকটেরিয়ার তুলনায় তন্তুময় ব্যাকটেরিয়ার জৈবভরের সাপেক্ষে পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। স্বল্প সাবস্ট্রেট পরিস্থিতিতে, তন্তুময় জীবেরা আরও দক্ষতার সাথে পুষ্টি শোষণ করতে পারে, অপরদিকে ফ্লক-গঠনকারী ব্যাকটেরিয়া সাবস্ট্রেটের অভাবে সীমিত হয়ে পড়ে।

এর ফলে, তন্তুময় ব্যাকটেরিয়ার সংখ্যাবৃদ্ধি ঘটে এবং তারা অণুজীব সম্প্রদায়ে আধিপত্য বিস্তার করে, যার কারণে স্লাজের আয়তন বৃদ্ধি পায়।

গতিবিদ্যা নির্বাচন তত্ত্বটি অণুজীবের বৃদ্ধি গতিবিদ্যার উপর ভিত্তি করে গঠিত।

বিভিন্ন অণুজীবের সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট বৃদ্ধির হার এবং সাবস্ট্রেট আসক্তি ধ্রুবক ভিন্ন ভিন্ন হয়। পরিবর্তনশীল কার্যপরিবেশে, সূত্রাকার ব্যাকটেরিয়া এবং ফ্লোক-গঠনকারী ব্যাকটেরিয়া উপলব্ধ সাবস্ট্রেটের জন্য প্রতিযোগিতা করে।

তত্ত্বটি প্রস্তাব করে যে কম জৈব ভার, দীর্ঘ স্লাজ বয়স এবং কম সাবস্ট্রেট ঘনত্বের মতো পরিচালন পরিস্থিতি উচ্চতর সাবস্ট্রেট আসক্তি সম্পন্ন তন্তুময় অণুজীবের জন্য অনুকূল হতে পারে।

অনাহার তত্ত্ব সক্রিয় স্লাজ অণুজীবগুলোকে তিনটি দলে শ্রেণীবদ্ধ করে:

ফ্লোক-গঠনকারী ব্যাকটেরিয়া

এই অণুজীবগুলো সাধারণত পর্যাপ্ত পরিমাণে সাবস্ট্রেট থাকলে দ্রুত বৃদ্ধি পায়, কিন্তু দীর্ঘস্থায়ী পুষ্টির অভাবে তাদের প্রতিযোগিতা করার ক্ষমতা কমে যায়।

ধীরগতিতে বর্ধনশীল অনাহার-প্রতিরোধী তন্তুময় ব্যাকটেরিয়া

এই তন্তুময় জীবগুলির অধঃস্তর আকর্ষণ ক্ষমতা অত্যন্ত বেশি এবং এরা অত্যন্ত কম পুষ্টি ঘনত্বেও বেঁচে থাকতে পারে।

দ্রুত বর্ধনশীল অক্সিজেন-আসক্তি তন্তুময় ব্যাকটেরিয়া

এই ব্যাকটেরিয়াগুলোর দ্রবীভূত অক্সিজেনের প্রতি প্রবল আকর্ষণ রয়েছে, কিন্তু অনাহারজনিত পরিস্থিতিতে এরা অত্যন্ত সংবেদনশীল।

এই অণুজীব গোষ্ঠীগুলোর মধ্যে ভারসাম্যই নির্ধারণ করে যে স্লাজ সঠিকভাবে থিতিয়ে পড়বে নাকি ফুলে উঠবে।

সঞ্চয় নির্বাচন তত্ত্বটি অণুজীবের অধঃস্তর সঞ্চয় করার ক্ষমতার উপর আলোকপাত করে।

অনেক অ-সূত্রক ব্যাকটেরিয়া সাবস্ট্রেটের উচ্চ প্রাপ্যতার সময় অতিরিক্ত সাবস্ট্রেট শোষণ ও সঞ্চয় করতে পারে। বাহ্যিক সাবস্ট্রেটের অভাব দেখা দিলে, এই সঞ্চিত উপাদানগুলো পরবর্তীতে শক্তি উৎপাদন বা কোষীয় উপাদান সংশ্লেষণের জন্য বিপাকিত হতে পারে।

এই সঞ্চয় ক্ষমতা ফ্লোক-গঠনকারী ব্যাকটেরিয়াকে একটি প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা প্রদান করে।

তবে, গবেষকরা এও দেখেছেন যে কিছু নির্দিষ্ট তন্তুময় ব্যাকটেরিয়ার সাবস্ট্রেট সঞ্চয় করার ক্ষমতা রয়েছে। সুতরাং, শুধুমাত্র সঞ্চয় নির্বাচন দিয়ে স্লাজ স্ফীতির সমস্ত ঘটনা সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যা করা যায় না।

নাইট্রোজেন অক্সাইড হাইপোথিসিসটি কেসি স্বল্প-ভারযুক্ত জৈবিক পুষ্টি অপসারণ সিস্টেমের জন্য প্রস্তাব করেছিলেন।

এই তত্ত্ব অনুসারে, অ্যানোক্সিক অঞ্চলে অসম্পূর্ণ ডিনাইট্রিফিকেশনের ফলে নাইট্রাইট জমা হয়ে অ্যারোবিক অঞ্চলে প্রবেশ করতে পারে। ডিনাইট্রিফিকেশনের মধ্যবর্তী উৎপাদ যেমন নাইট্রিক অক্সাইড (NO) এবং নাইট্রাস অক্সাইড (N₂O) ফ্লক-গঠনকারী ব্যাকটেরিয়ার অ্যারোবিক সাইটোক্রোম কার্যকলাপকে বাধা দিতে পারে।

এই বাধা ফ্লোক-গঠনকারী অণুজীব দ্বারা সাবস্ট্রেট ব্যবহারের দক্ষতা হ্রাস করে।

তবে, কিছু তন্তুময় ব্যাকটেরিয়া নাইট্রেটকে শুধুমাত্র নাইট্রাইটে বিজারিত করতে পারে এবং এর ফলে তাদের কোষের অভ্যন্তরে কম NO এবং N₂O জমা হয়। ফলস্বরূপ, তারা বায়বীয় অঞ্চলে কম বাধার সম্মুখীন হয় এবং প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা লাভ করে।

গবেষণায় নাইট্রাইট ঘনত্ব এবং SVI মানের মধ্যে একটি ধনাত্মক সম্পর্ক দেখা গেছে, যা এই অনুমানকে সমর্থন করে।