চুন শিল্প বর্জ্য জল চিকিত্সায় একটি বহুমুখী, অর্থনৈতিক, এবং দক্ষ রাসায়নিক ভিত্তির ভূমিকা পালন করে, এর কার্যকারিতা সাধারণ অ্যাসিড-বেস সমন্বয়ের বাইরেও বিস্তৃত। এর মূল মূল্য হল জলে দ্রবীভূত দূষককে রাসায়নিক ও শারীরিক প্রক্রিয়ার একটি সিরিজের মাধ্যমে অদ্রবণীয় কঠিন পদার্থে রূপান্তরিত করা, যার ফলে বিচ্ছেদ ও পরিশোধন করা সম্ভব।
1. pH সামঞ্জস্য এবং বৃষ্টিপাতের প্রতিক্রিয়া
চুনের প্রধান উপাদান হল ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO) বা ক্যালসিয়াম হাইড্রক্সাইড (Ca(OH)₂), যা পানিতে দ্রবীভূত হলে একটি শক্তিশালী ক্ষারীয় পরিবেশ তৈরি করে। এটি তার সমস্ত কাজের ভিত্তি।
এটি দ্রুত অম্লীয় বর্জ্য জলকে নিরপেক্ষ বা ক্ষারীয় অবস্থায় নিরপেক্ষ করতে পারে, পরবর্তী চিকিত্সা এবং ধাতব বৃষ্টিপাতের জন্য প্রয়োজনীয় শর্ত তৈরি করে।
ক্ষারীয় অবস্থার অধীনে, এটি জলে বিভিন্ন ধাতব আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে জল-অদ্রবণীয় হাইড্রোক্সাইড বা লবণের অবক্ষয় তৈরি করতে পারে। যেমন:
ভারী ধাতু অপসারণ (যেমন তামা, নিকেল, দস্তা, ক্রোমিয়াম): Cu²⁺ + Ca(OH)₂ → Cu(OH)₂↓ + Ca²⁺
ফসফরাস অপসারণ: অর্থোফসফেটের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোক্সাপাটাইট অবক্ষেপণ তৈরি করে: 5Ca²⁺ + 3PO₄³⁻ + OH⁻ → Ca₅(PO₄)₃(OH)↓
ফ্লোরাইড অপসারণ: ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড অবক্ষেপের গঠন: Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂↓
2. জমাট-কোগুল্যান্ট সিনারজিস্টিক প্রভাব
চুন শুধুমাত্র একটি ক্ষারীয় পরিবেশই প্রদান করে না, তবে এটি যে ক্যালসিয়াম আয়ন (Ca²⁺) উৎপন্ন করে এবং অবক্ষেপণের নিজেই একটি ফিজিকোকেমিক্যাল সিনারজিস্টিক প্রভাব রয়েছে:
Ca²⁺ বর্জ্য জলে কলয়েডাল কণার বৈদ্যুতিক দ্বিগুণ স্তরকে সংকুচিত করতে পারে, তাদের স্থিতিশীলতা হ্রাস করে এবং কলয়েডাল জমাট বাড়াতে পারে।
উৎপন্ন ক্যালসিয়াম হাইড্রোক্সাইড মাইক্রোসলিউবল এবং তাদের ফ্লোকগুলি, গঠন এবং অবক্ষেপণের সময়, একটি সূক্ষ্ম জালের মতো কাজ করে, যান্ত্রিকভাবে ঢেকে দেয়, শোষণ করে এবং সূক্ষ্ম ঝুলে থাকা কণা, জৈব রঙ্গক, এবং কিছু আঠালো পদার্থকে জলে সরিয়ে দেয়, যার ফলে তাদের একত্রিত হয়। এই প্রক্রিয়াটি উল্লেখযোগ্যভাবে অস্বচ্ছলতা এবং রঙ অপসারণের দক্ষতা উন্নত করে।
3. নির্দিষ্ট দূষণকারীর জন্য উন্নত চিকিত্সার ক্ষমতা
কিছু শিল্প বর্জ্য জলের পরিস্থিতিতে, চুন একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে:
ডিমুলসিফিকেশন এবং তেল অপসারণ: তৈলাক্ত এবং ইমালসিফাইড বর্জ্য জলের জন্য, একটি উচ্চ pH পরিবেশ ইমালসিফাইড তেলের ফোঁটাগুলির স্থিতিশীল ইন্টারফেসকে ব্যাহত করতে পারে, তেল নিষ্ক্রিয়করণ এবং পৃথকীকরণের প্রচার করে।
স্যাপোনিফিকেশন: এটি বর্জ্য জলে ফ্যাটি অ্যাসিড এবং অন্যান্য জৈব পদার্থকে স্যাপোনিফাই করতে পারে, অদ্রবণীয় ক্যালসিয়াম সাবান তৈরি করে, যা অপসারণ করা সহজ।
রাসায়নিক দৃঢ়ীকরণ: সালফাইড, আর্সেনেট ইত্যাদি ধারণকারী বর্জ্য জলের জন্য, এটি আরও স্থিতিশীল ক্যালসিয়াম লবণের অবক্ষয় তৈরি করতে পারে, তাদের বিষাক্ততা এবং স্থানান্তর হ্রাস করে।
4. কঠোরতা অপসারণ
"কার্বনেটের কঠোরতা" (অর্থাৎ, বাইকার্বনেট আয়নের সাথে আবদ্ধ ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম কঠোরতা) অপসারণে চুন সবচেয়ে কার্যকর। মূল প্রতিক্রিয়া হল "বাইকার্বনেটের ক্ষারীয়করণ বৃষ্টিপাত":
ক্যালসিয়াম কঠোরতা অপসারণ: Ca(OH)₂ + Ca(HCO₃)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
এই প্রতিক্রিয়াটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: বাহ্যিকভাবে প্রবর্তিত ক্যালসিয়াম আয়নগুলি (চুন থেকে) জলে ক্যালসিয়াম বাইকার্বোনেটের সাথে বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম কার্বনেট অবক্ষেপ তৈরি করে। তাত্ত্বিকভাবে, ক্যালসিয়াম বাইকার্বোনেটের 1 অণু অপসারণের জন্য 1 অণু চুনের প্রয়োজন এবং 2 অণু ক্যালসিয়াম কার্বনেট অবক্ষেপ উৎপন্ন করে।
ম্যাগনেসিয়াম কঠোরতা অপসারণ: Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O
ম্যাগনেসিয়াম অপসারণের জন্য একটি উচ্চ pH প্রয়োজন (সাধারণত 10.5 এর উপরে) কারণ ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রক্সাইডের দ্রবণীয়তা কম। চুন প্রথমে ম্যাগনেসিয়াম কার্বোনেটকে ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড অবক্ষেপে রূপান্তরিত করে, একই সাথে সংশ্লিষ্ট বাইকার্বনেট আয়নকে ক্যালসিয়াম কার্বনেট অবক্ষেপে রূপান্তরিত করে।
বর্জ্য জলকে গভীরভাবে নরম করার প্রয়োজন হয় এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে (একসাথে কার্বনেট এবং নন{0}}কার্বোনেট কঠোরতা উভয়ই অপসারণ করা হয়), সাধারণত "চুন-সোডা প্রক্রিয়া" ব্যবহার করা হয়।
চুন (Ca(OH)₂): কার্বনেটের কঠোরতা দূর করে (উপরে বর্ণিত)।
সোডা অ্যাশ (Na₂CO₃): নন-কার্বনেট কঠোরতা দূর করে। যেমন:
CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl
MgSO₄ + Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + CaCO₃↓ + Na₂SO₄
এই সম্মিলিত প্রক্রিয়াটি উপযুক্ত পিএইচ-এ মোট কঠোরতা কমিয়ে কমিয়ে দিতে পারে।