লিখেছেন: কেট
Email:kate@aquasust.com
তারিখ: 13ই নভেম্বর 2024
শিল্প ও গার্হস্থ্য কার্যকলাপগুলি প্রচুর পরিমাণে জলের সম্পদ ব্যবহার করে এবং উল্লেখযোগ্য বর্জ্য জল তৈরি করে, যা অনেক দেশে জলের অভাব এবং জলের গুণমান হ্রাসের সমস্যাগুলির দিকে পরিচালিত করে। অতএব, দূষণমুক্ত চিকিত্সা অর্জন এবং বর্জ্য জলের পুনর্ব্যবহার করা একটি জরুরী সমস্যা যা সমাধান করা দরকার। জমাট এবং অবক্ষেপনের পদ্ধতিটি পরিচালনা করা সহজ এবং সাশ্রয়ী, শিল্প বর্জ্য জল চিকিত্সায় ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। সাধারণত ব্যবহৃত কোগুল্যান্টগুলিকে তিনটি প্রধান বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: অজৈব জমাট, জৈব পলিমার জমাট এবং মাইক্রোবিয়াল জমাট। এর মধ্যে, কম খরচে অজৈব জমাট বাঁধাগুলি বর্তমানে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়, যখন জৈব জমাটগুলি সর্বোত্তম চিকিত্সা প্রভাব প্রদর্শন করে। মাইক্রোবিয়াল কোগুল্যান্টগুলি এখনও পরীক্ষাগার গবেষণা পর্যায়ে রয়েছে। দক্ষ, নিরাপদ, এবং অর্থনৈতিক নতুন যৌগিক কোগুল্যান্টের বিকাশ জমাট বিকাশের ভবিষ্যতের প্রধান প্রবণতা।
জমাট বাঁধা শ্রেণীবিভাগ
জমাটবদ্ধতার সর্বাধিক গৃহীত প্রক্রিয়া দুটি প্রক্রিয়া জড়িত: জমাট এবং ফ্লোকুলেশন। জমাটবদ্ধ প্রক্রিয়াটি আঠালো কণার অস্থিতিশীলতা এবং ছোট সমষ্টির গঠনকে বোঝায়; ফ্লোকুলেশন প্রক্রিয়ার মধ্যে এই ছোট সমষ্টিগুলি জমাট বাঁধার প্রভাবে একত্রে যুক্ত হয়ে বড় ফ্লোক তৈরি করে। জমাট বাঁধার প্রাথমিক প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে ডাবল বৈদ্যুতিক স্তরের সংকোচন, শোষণ-ব্রিজিং প্রভাব এবং সুইপিং ফ্লোকুলেশন, যা জলে কলয়েডাল কণাগুলিকে অস্থিতিশীল করে, যা তাদের একত্রিতকরণ এবং বসতি স্থাপনের দিকে পরিচালিত করে, এইভাবে ফ্লোকুলেশন প্রভাব অর্জন করে। সাধারণ জমাটগুলিকে তিনটি প্রধান বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: অজৈব জমাট, জৈব পলিমার জমাট এবং মাইক্রোবিয়াল জমাট।
01 অজৈব জমাট বাঁধা
অজৈব জমাট বাঁধার ক্রিয়া নীতির মধ্যে রয়েছে ডাবল বৈদ্যুতিক স্তর সংকোচন এবং চার্জ নিরপেক্ষকরণ। জমাটগুলি বর্জ্য জলে কাউন্টার-আয়ন তৈরি করে, যা দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তরকে সংকুচিত করে, ফলে কলয়েডগুলির জেটা সম্ভাবনা হ্রাস পায়, যার ফলে পৃষ্ঠের হাইড্রেশন স্তরটি অদৃশ্য হয়ে যায়, কলয়েডগুলিকে অস্থিতিশীল করে। পরবর্তীকালে, আধানযুক্ত আঠালো কণাগুলি আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বলের মাধ্যমে একত্রিত হয়ে বড়, ঘন ফ্লোক তৈরি করে।
অজৈব জমাটকগুলিকে বিভিন্ন মানদণ্ডের উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: অ্যানিওনিক কম্পোজিশন দ্বারা, এগুলিকে সালফেট-ভিত্তিক এবং ক্লোরাইড-ভিত্তিক ভাগে ভাগ করা যায়; আণবিক ওজন দ্বারা, তারা উচ্চ আণবিক এবং নিম্ন আণবিক মধ্যে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে; এবং ধাতব লবণের ধরণ অনুসারে, এগুলিকে লোহার লবণ (যেমন ফেরিক ক্লোরাইড, লৌহঘটিত সালফেট এবং ফেরিক সালফেট) এবং অ্যালুমিনিয়াম লবণ (যেমন অ্যালুমিনিয়াম সালফেট, পটাসিয়াম অ্যালুমিনিয়াম সালফেট এবং সোডিয়াম অ্যালুমিনেট) এ শ্রেণিবদ্ধ করা যেতে পারে।
লৌহ লবণ দ্বারা গঠিত ফ্লোকগুলি বড় এবং ঘন হয়, কম ডোজ প্রয়োজন, এবং তারা একটি বিস্তৃত উপযুক্ত pH পরিসরের সাথে কম তাপমাত্রায় ভাল কাজ করে (50 এবং 11 এর মধ্যে)। যাইহোক, লোহার লবণগুলি সরঞ্জামের জন্য ক্ষয়কারী হতে পারে, ব্যবহারের সময় সরঞ্জাম এবং পাইপলাইনের অবস্থা নিবিড় পর্যবেক্ষণের প্রয়োজন। অ্যালুমিনিয়াম লবণের নিষ্পত্তির সময় কম থাকে এবং চিকিত্সার পরে রঙ কম হয়, তবে তাদের কার্যকারিতা অত্যন্ত pH-নির্ভর। অতিরিক্তভাবে, পানিতে উচ্চ মাত্রার Al³⁺ গৌণ দূষণের দিকে নিয়ে যেতে পারে, যা মানবদেহে প্রবেশ করার সময় সম্ভাব্যভাবে আলঝেইমার রোগ এবং রক্তস্বল্পতার কারণ হতে পারে, তাই সেকেন্ডারি দূষণ এড়াতে বিশেষ যত্ন নিতে হবে।
এই কম আণবিক ওজনের জমাটগুলি সস্তা এবং ব্যাপকভাবে পাওয়া যায় তবে উচ্চ ব্যবহারের পরিমাণ, উল্লেখযোগ্য স্লাজ উত্পাদন এবং দুর্বল কার্যকারিতার মতো সমস্যা রয়েছে। অতএব, নিম্ন আণবিক থেকে উচ্চ আণবিক অজৈব জমাট বাঁধার জন্য ধীরে ধীরে স্থানান্তর হয়। বর্তমানে, সাধারণত ব্যবহৃত উচ্চ আণবিক অজৈব জমাট বাঁধার মধ্যে রয়েছে পলিমারিক অ্যালুমিনিয়াম জমাট, পলিমেরিক আয়রন জমাট, প্রতিক্রিয়াশীল সিলিকা জমাট এবং যৌগিক জমাট। তাদের ক্রিয়া প্রাথমিকভাবে ব্রিজিং প্রভাবের উপর নির্ভর করে, কম পিএইচ এবং তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা, স্থিতিশীল শোষণ প্রভাব, কম ডোজ এবং কম অবশিষ্ট রঙের মতো সুবিধাগুলি প্রদর্শন করে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, উচ্চ আণবিক অজৈব জমাট বাঁধার উৎপাদন স্কেল ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেয়েছে, যা মোট জমাট উৎপাদনের 80% জন্য দায়ী, বিশেষ করে উচ্চ-ময়লাযুক্ত বর্জ্য জলের চিকিত্সায় উল্লেখযোগ্য প্রভাব দেখায়।
02 জৈব পলিমার জমাট বাঁধা
জৈব জমাট বাঁধার কর্ম নীতি প্রাথমিকভাবে অন্তর্ভুক্ত:
(1)হাইড্রোজেন বন্ধন, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া এবং ভ্যান ডার ওয়ালস বাহিনীর মাধ্যমে কলয়েডাল কণার শোষণ;
(2) পলিমার চেইন সেগমেন্টগুলি ব্রিজিং শোষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কণা নিষ্পত্তির সুবিধা দেয়। অজৈব জমাট বাঁধার তুলনায়, জৈব পলিমার জমাট বাঁধার সুবিধা রয়েছে যেমন উন্নত চিকিত্সার কার্যকারিতা, সংক্ষিপ্ত ফ্লোকুলেশন সময়, নিম্ন তাপমাত্রার জন্য উপযুক্ততা, একটি বিস্তৃত pH পরিসর এবং কম স্লাজ উত্পাদন।
জৈব পলিমার জমাট বাঁধা দুটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে: প্রাকৃতিক পরিবর্তিত পলিমার জমাট বাঁধা এবং সিন্থেটিক পলিমার জমাট বাঁধা. সিন্থেটিক পলিমার কোগুল্যান্টগুলির নিয়ন্ত্রণযোগ্য এবং তুলনামূলকভাবে উচ্চ আণবিক ওজন রয়েছে এবং তারা চেইন বিভাগে একটি বৃহত্তর সংখ্যক কার্যকরী গ্রুপ প্রবর্তন করতে পারে, চমৎকার ফ্লোকুলেশন প্রভাব প্রদান করে। বর্তমানে, চীনা বাজারে সর্বাধিক প্রতিনিধিত্বকারী সিন্থেটিক পলিমার কোগুল্যান্ট হল পলিঅ্যাক্রিলামাইড (PAM) এবং এর ডেরিভেটিভস, যা মোট বাজারের 80%।
সিন্থেটিক পলিমারের বিপরীতে, যার উচ্চ উৎপাদন খরচ এবং পরিবেশগত বিষাক্ততা রয়েছে, প্রাকৃতিক পরিবর্তিত পলিমার জমাট বাঁধার সুবিধা রয়েছে যেমন ব্যাপক প্রাপ্যতা, কম খরচ, নিরাপত্তা, অ-বিষাক্ততা এবং কাস্টমাইজযোগ্য আণবিক বৈশিষ্ট্য। প্রাকৃতিক পরিবর্তিত পলিমার কোগুল্যান্টগুলির মধ্যে প্রধানত স্টার্চ ডেরিভেটিভস, চিটোসান, সেলুলোজ, গুয়ার গাম এবং অন্যান্য উদ্ভিদ-ভিত্তিক মাড়ি, প্রোটিন এবং শৈবাল অন্তর্ভুক্ত থাকে, যার সবকটি উদ্ভিদ এবং প্রাণী থেকে পাওয়া যেতে পারে।
উদাহরণস্বরূপ, পরিবর্তিত স্টার্চ অণু চমৎকার flocculation প্রভাব অর্জন করতে পারে; ক্যাটেশনিক ইথারিফাইড স্টার্চ এবং এর ডেরিভেটিভগুলি কার্যকরভাবে নেতিবাচক চার্জযুক্ত কণাগুলিকে ফ্লোকুলেট করতে পারে, যখন শাখাযুক্ত স্টার্চের গঠনগুলি তামা, পারদ এবং সীসার মতো ভারী ধাতু আয়নগুলিতে শক্তিশালী ফ্লোকুলেশন প্রভাব ফেলে। অন্যান্য মনোমারের সাথে কপোলিমারাইজড স্টার্চ গ্রাফ্ট কপোলিমারগুলি ভারী ধাতু আয়নগুলিকে কার্যকরভাবে অপসারণ করতে পারে। গ্রাফটিং, ইস্টারিফিকেশন, ক্রসলিংকিং এবং অ্যালকিলেশনের মতো পদ্ধতির মাধ্যমে চিটোসান পরিবর্তন করা যেতে পারে। বিভিন্ন ধরণের প্রাকৃতিক পলিমার জমাট রাসায়নিক পরিবর্তন এবং পরিবর্তনের মাধ্যমে ব্যবহারিক উত্পাদন এবং দৈনন্দিন জীবনের চাহিদা মেটাতে পছন্দসই বৈশিষ্ট্যের একটি পরিসীমা পেতে পারে।
03 মাইক্রোবিয়াল ফ্লোকুল্যান্ট
মাইক্রোবিয়াল ফ্লোকুল্যান্ট হল উচ্চ আণবিক ওজনের পণ্য এবং বায়োমাস যা একটি নির্দিষ্ট পর্যায়ে নির্দিষ্ট সংস্কৃতিযুক্ত অণুজীবের বৃদ্ধি এবং বিপাক দ্বারা উত্পন্ন হয়। তারা বর্জ্য জলে কঠিন স্থগিত কণার একত্রিতকরণ এবং অবক্ষেপণ ঘটাতে পারে, যার ফলে জলাশয়গুলিকে বিশুদ্ধ করার উদ্দেশ্য অর্জন করা যায়। মাইক্রোবিয়াল ফ্লোকুল্যান্টগুলির বিস্তৃত উত্স রয়েছে এবং এটি সাশ্রয়ী; এগুলি সাধারণত পলিস্যাকারাইড, প্রোটিন, ডিএনএ চেইন, গ্লাইকোপ্রোটিন এবং পলিমাইনো অ্যাসিড দিয়ে গঠিত। তারা গৌণ দূষণ সৃষ্টি না করেই প্রাকৃতিকভাবে ক্ষয় করতে পারে।
ফ্লোকুল্যান্ট তৈরি করতে সক্ষম অনেক অণুজীব রয়েছে, যা রুট ডিজাইনের মাধ্যমে সহজেই শিল্পায়ন করা যায়। যাইহোক, চীনে মাইক্রোবিয়াল ফ্লোকুল্যান্টের উপর গবেষণা এখনও সীমিত, এবং বর্তমান গবেষণাগুলি বেশিরভাগই গবেষণাগার পর্যায়ে, শিল্প উত্পাদন অর্জন থেকে অনেক দূরে।
Flocculants উন্নয়ন সম্ভাবনা
বিভিন্ন স্থগিত বা দ্রবণীয় অমেধ্য, ধাতব আয়ন, ব্যাকটেরিয়া, ভাইরাস এবং অন্যান্য দূষণকারীকে কার্যকরভাবে অপসারণ করে বর্জ্য জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে ফ্লোকুল্যান্টগুলির বিস্তৃত প্রয়োগ রয়েছে। এগুলি অক্সিজেনেশন, বিবর্ণকরণ এবং ফসফরাস অপসারণ অর্জনে সহায়তা করে, যার ফলে দূষিত নয় এবং সম্পদ-দক্ষ বর্জ্য জল চিকিত্সা হয়। চলমান গবেষণার অগ্রগতির সাথে, চীনে বর্জ্য জল চিকিত্সায় ব্যবহৃত ফ্লোকুল্যান্টের ধরনগুলি নিম্ন-আণবিক অজৈব ফ্লোকুল্যান্ট থেকে উচ্চ-আণবিক জৈব ফ্লোকুল্যান্টে এবং একক থেকে যৌগিক প্রকারে রূপান্তরিত হয়েছে, যার লক্ষ্য দক্ষতা, খরচ-কার্যকারিতা এবং পরিবেশগত বন্ধুত্বের জন্য।
অজৈব ফ্লোকুল্যান্ট এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত সিন্থেটিক উচ্চ-আণবিক ফ্লোকুল্যান্টের তুলনায়, প্রাকৃতিক উচ্চ-আণবিক ফ্লোকুল্যান্টগুলির স্বতন্ত্র সুবিধা রয়েছে যেমন ব্যাপক প্রাপ্যতা, কম খরচ, নিরাপত্তা, অ-বিষাক্ততা এবং পরিবেশগত বন্ধুত্ব। শিল্প বর্জ্য জল প্রায়শই আয়তনে বড়, গঠনে জটিল এবং স্থিতিশীল বিচ্ছুরণ নিয়ে গঠিত; এইভাবে, একটি একক ফ্লোকুল্যান্ট কার্যকরভাবে সমস্ত উপাদান অপসারণ করতে পারে না।
সম্প্রতি, অজৈব-জৈব এবং অজৈব-মাইক্রোবিয়াল কম্পোজিট ফ্লোকুল্যান্টগুলি ব্যবহার করার দিকে একটি প্রবণতা দেখা দিয়েছে, অজৈব-জৈব ফ্লোকুল্যান্টগুলির সিনারজিস্টিক প্রভাবগুলিকে কাজে লাগিয়ে৷ প্রথমত, অজৈব ফ্লোকুল্যান্টগুলি চার্জ নিরপেক্ষ করে এবং বৃহৎ আণবিক ক্লাস্টারে একত্রিত অমেধ্য, তারপরে জৈব উচ্চ-আণবিক ফ্লোকুল্যান্টগুলি কার্যকর অবক্ষেপণের জন্য ব্রিজিং অ্যাকশনের মাধ্যমে এই ক্লাস্টারগুলিকে ক্যাপচার করে। অজৈব ফ্লোকুল্যান্টের ব্যবহার কম খরচে সর্বোত্তম ফলাফল অর্জন করে প্রয়োজনীয় জৈব ফ্লোকুল্যান্টের পরিমাণ কমাতে পারে। যাইহোক, নির্দিষ্ট ফর্মুলেশন এবং ডোজগুলি অবশ্যই বর্জ্য জলের ধরন অনুসারে ক্রমাগত পরীক্ষা করা উচিত।
বর্তমানে, polyaluminium ক্লোরাইড-polyacrylamide যৌগিক flocculants সাধারণত ব্যবহৃত হয় এবং ভাল কার্যকারিতা দেখায়; যাইহোক, তারা কিছু পরিবেশগত ঝুঁকি তৈরি করে। ভবিষ্যত গবেষণা পরিবেশগত বন্ধুত্ব বাড়ানোর জন্য প্রাকৃতিক জৈব উচ্চ-আণবিক ফ্লোকুল্যান্টগুলির সাথে পলিমারিক সিলিকা অজৈব ফ্লোকুল্যান্টগুলিকে একত্রিত করার দিকে মনোনিবেশ করতে পারে। যদি মাইক্রোবিয়াল ফ্লোকুল্যান্টের শিল্প উত্পাদন অর্জন করা যায়, তবে অজৈব-মাইক্রোবিয়াল কম্পোজিট ফ্লোকুল্যান্ট সিস্টেমগুলিও চমৎকার চিকিত্সা ফলাফল দেবে।
মানুষের উৎপাদন কার্যক্রমের কারণে পানির মানের অবনতি বর্জ্য পানির অ-দূষণকারী এবং সম্পদ-দক্ষ শোধন একটি জরুরি সমস্যা করে তুলেছে। উপযুক্ত ফ্লোকুলেশন পদ্ধতি এবং এজেন্ট ব্যবহার কম খরচে চমৎকার চিকিত্সা ফলাফল অর্জন করতে পারে। বর্তমানে, ফ্লোকুল্যান্টগুলি কম আণবিক ওজন থেকে উচ্চ আণবিক ওজনে এবং একক-টাইপ থেকে কম্পোজিট-টাইপে রূপান্তরিত হয়েছে, কার্যকরভাবে বর্জ্য জল থেকে স্থগিত এবং দ্রবীভূত অমেধ্য, ভারী ধাতু এবং রঙগুলি অপসারণ করে।