সিরামিক মেমব্রেন + জমাটবদ্ধতা: স্থান বাঁচানোর সময় প্রাকৃতিক জৈব পদার্থের (NOM) অত্যন্ত দক্ষ অপসারণ!

জলবায়ু পরিবর্তন বিভিন্ন জটিল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ভূপৃষ্ঠের জলে NOM-এর বিষয়বস্তু এবং বৈশিষ্ট্যগুলিকে গভীরভাবে প্রভাবিত করছে, যা NOM কে পানীয় জলের চিকিত্সায় একটি মূল দূষণকারী করে তুলেছে। উচ্চ-NOM জলের উত্সগুলি সাধারণত উচ্চ রঙ এবং উচ্চ DOC প্রদর্শন করে (প্রতি ইউনিট এলাকাতে ডোজ)। NOM শুধুমাত্র জলাশয়ে রঙ এবং গন্ধের সমস্যা সৃষ্টি করে না বরং জীবাণুনাশকগুলির সাথে বিক্রিয়া করে কার্সিনোজেনিক উপজাত তৈরি করে।

ঐতিহ্যবাহী পানীয় জলের চিকিত্সার প্রক্রিয়াগুলির এনওএম অপসারণের দক্ষতা সীমিত রয়েছে, যখন প্রচলিত জৈব ঝিল্লি প্রক্রিয়াগুলি ফাউলিং এবং দুর্বল জারা প্রতিরোধের মতো সংবেদনশীলতার মতো ত্রুটিগুলি ভোগ করে। জমাট বাঁধার সাথে সিরামিক ঝিল্লি একটি উদ্ভাবনী, কম-শক্তি-ব্যবহারের, কমপ্যাক্ট এবং উচ্চ-NOM পৃষ্ঠের জলকে বিশুদ্ধ করার জন্য অত্যন্ত স্থিতিশীল সমাধান প্রদান করে।

একটি ইউরোপীয় গবেষণা দল জমাট এবং ফ্লোকুলেশন প্রিট্রিটমেন্টের জন্য তিনটি মডেল ডিজাইন এবং তুলনা করেছে, চিকিত্সার কার্যকারিতা নিশ্চিত করার সময় প্রক্রিয়া প্রবাহের ক্রমাগত অপ্টিমাইজেশন অর্জন করে:

1. ঐতিহ্যগত দুই-ট্যাঙ্ক জমাট/ফ্লোকুলেশন

একটি ক্লাসিক ট্রিটমেন্ট মোড হিসাবে, এই প্রক্রিয়াটি একটি দুটি-পর্যায়ের প্রতিক্রিয়া ডিজাইন নিযুক্ত করে: একটি দ্রুত মিক্সিং ট্যাঙ্ক এবং একটি ধীর ফ্লোকুলেশন ট্যাঙ্ক৷ ফ্লক গ্রোথ সম্পূর্ণ করার জন্য ফ্লোকুলেশন ট্যাঙ্কে প্রবেশ করার আগে কাঁচা জল এবং জমাট বাঁধা দ্রুত মিক্সিং ট্যাঙ্কে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে মিশ্রিত হয়, যার মোট হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (HRT) 21 মিনিট। এই মোড একটি পুঙ্খানুপুঙ্খ প্রতিক্রিয়া প্রদান করে কিন্তু একটি বড় পদচিহ্ন প্রয়োজন এবং উচ্চ নির্মাণ খরচ আছে।

2. দ্রুত মিক্সিং মোড

এই মোড প্রক্রিয়া প্রবাহকে সহজ করে, ধীর ফ্লোকুলেশন ট্যাঙ্ককে নির্মূল করে এবং শুধুমাত্র দ্রুত মিক্সিং ইউনিটকে ধরে রাখে। জমাট বাঁধা এবং কাঁচা জল মিশ্রিত হয় এবং সরাসরি ঝিল্লি মডিউলে প্রবেশ করে, জলবাহী ধারণ সময়কে 7 মিনিটে কমিয়ে দেয়। মৌলিক চিকিত্সা কার্যকারিতা বজায় রাখার সময়, এটি উল্লেখযোগ্যভাবে সরঞ্জাম কনফিগারেশন সহজতর করে।

3. অনলাইন টিউবুলার ফ্লোকুলেশন মোড

এই গবেষণায় এটি সবচেয়ে উদ্ভাবনী কমপ্যাক্ট সমাধান। প্রক্রিয়া প্রবাহ নিম্নরূপ: কাঁচা জল + জমাট → ঝিল্লি ফিড পাম্প মিশ্রণ → টিউবুলার ফ্লোকুল্যান্ট → সিরামিক ঝিল্লি → পারমিট। প্রক্রিয়া জুড়ে কোন প্রতিক্রিয়া ট্যাংক নেই; মিশ্রণ এবং flocculation পাইপলাইন মাধ্যমে সম্পন্ন করা হয়. হাইড্রোলিক রিটেনশন টাইম (HRT) মাত্র 45 সেকেন্ড, এবং G-মান 330 s⁻¹ এ নিয়ন্ত্রিত হয়। তিনটি মোডের মধ্যে এটির সবচেয়ে ছোট পদচিহ্ন রয়েছে।

পরীক্ষায় একটি সিরামিক ঝিল্লি ব্যবহার করা হয়েছিল, যা, রাসায়নিক প্রতিরোধের এবং উচ্চ যান্ত্রিক শক্তির অজৈব উপাদান বৈশিষ্ট্যের কারণে, স্থিতিশীল প্রক্রিয়া পরিচালনার জন্য মূল হার্ডওয়্যার সমর্থন হয়ে ওঠে।

গবেষণায় DOC, রঙ, এবং UV₂₅₄ NOM মূল্যায়ন সূচক এবং ট্রান্সমেমব্রেন প্রেসার ডিফারেন্স (TMP) মেমব্রেন ফাউলিং মূল্যায়ন সূচক হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছে, জমাট বাঁধার ধরন, ডোজ এবং pH মান অপ্টিমাইজ করা হয়েছে৷

পরীক্ষাটি পলিঅ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড এবং ফেরিক ক্লোরাইডের তুলনা করেছে এবং ফলাফলগুলি বেশ আলোকিত ছিল:

DOC অপসারণ:

অ্যালুমিনিয়াম লবণ পিএইচ 5.5 এ 50%-85% অপসারণের হার অর্জন করেছে, ক্রমবর্ধমান মাত্রার সাথে বৃদ্ধি পাচ্ছে।

আয়রন সল্ট পিএইচ 4.5 এবং 10 mg/L এ সর্বোচ্চ 87% অপসারণের হার অর্জন করেছে।

রঙ অপসারণ:

Aluminum salts were optimally removed at pH 5.5, with a dosage as low as 2 mg/L achieving a removal rate >90%.

আয়রন লবণ সর্বোত্তমভাবে পিএইচ 5.0 এ অপসারণ করা হয়েছে, যার জন্য 6 প্রয়োজন... সমতুল্য ফলাফল অর্জনের জন্য mg/L এর বেশি ঘনত্ব প্রয়োজন।

অধ্যয়নের একটি মূল অনুসন্ধান হল যে আরও জমাট বাঁধা অগত্যা ভাল নয়।

2 mg/L অ্যালুমিনিয়াম লবণে: অপর্যাপ্ত চার্জ নিরপেক্ষকরণ, ছোট ফ্লোক্স, এবং ঝিল্লির ছিদ্র সহজে আটকানো।

5 mg/L অ্যালুমিনিয়াম লবণে: চার্জ পুনঃস্থাপন ঘটতে পারে, অথবা ঝিল্লি পৃষ্ঠের লোড খুব বেশি হতে পারে।

3 mg/L অ্যালুমিনিয়াম লবণে: ঝিল্লি ফাউলিং সবচেয়ে কম, এবং অপারেশন সবচেয়ে স্থিতিশীল।

এর মানে হল যে ডোজটি অপ্টিমাইজ করা অন্ধভাবে বাড়ানোর চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

মেমব্রেন ফাউলিং সম্পর্কে, এটি অত্যন্ত শক্তিশালী স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে, খুব কম অপরিবর্তনীয় ঝিল্লি ফাউলিং সহ। 3 মিলিগ্রাম Al/L এর একটি অ্যালুমিনিয়াম লবণ ডোজ এ, ঝিল্লি ফাউলিং হার একটি সর্বোত্তম স্তরে পৌঁছে যায়, একটি একক-চক্রের চাপ মাত্র 40 mbar বৃদ্ধি পায়। নিয়মিত ব্যাকওয়াশিংয়ের সাথে মিলিত, দীর্ঘ-স্থায়ী অপারেশন বজায় রাখা যেতে পারে।

এটি লক্ষণীয় যে প্রবাহে অবশিষ্ট ধাতব ঘনত্ব প্রক্রিয়া পরিচালনার জন্য একটি মূল সীমাবদ্ধ সূচক। NOM অপসারণের জন্য 4.5-5.5 এর সর্বোত্তম pH সীমার মধ্যে, অ্যালুমিনিয়াম এবং লোহার অবশিষ্ট ঘনত্ব সহজেই 150 ug/L ছাড়িয়ে যায় ("পানীয় জলের গুণমানের জন্য GB5749-2022-এর মান"-এ অ্যালুমিনিয়ামের সীমা হল 200 ironug/L, 30 ug/L এর জন্য)। ব্যবহারিক প্রকৌশলে, অপসারণের দক্ষতা এবং বর্জ্য সুরক্ষা উভয়ই বিবেচনায় রেখে পিএইচ মান এবং জমাট ডোজের মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখা প্রয়োজন।

তিনটি প্রিট্রিটমেন্ট মোডের তুলনা প্রকাশ করা হয়েছে:

রঙ এবং DOC অপসারণের হার উভয়ই ছিল প্রায় 80%, নগণ্য পার্থক্য সহ।

অপরিবর্তনীয় ঝিল্লি ফাউলিংয়ের হার একই রকম ছিল (0.06–0.10 mbar/h)।

বর্জ্য অস্বচ্ছতা ধারাবাহিকভাবে 0.1 NTU-এর নিচে ছিল।

তিনটি মোড NOM অপসারণ দক্ষতার মধ্যে কোন উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখায়নি, কিন্তু অনলাইন টিউবুলার ফ্লোকুলেশন মোড, যার অতি- সংক্ষিপ্ত হাইড্রোলিক ধারণ সময় 45 সেকেন্ড এবং একটি প্রতিক্রিয়া ট্যাঙ্ক ছাড়াই ন্যূনতম নকশা, সর্বোত্তম পছন্দ হয়ে উঠেছে।

এই সমীক্ষা নিশ্চিত করে যে জমাট-ফ্লোকুলেশন + সিরামিক মেমব্রেন প্রক্রিয়া উচ্চ NOM (সাধারণত অক্সিজেন সামগ্রী) সহ পৃষ্ঠের জলের বিশুদ্ধকরণের প্রয়োজনীয়তার জন্য সম্পূর্ণরূপে প্রযোজ্য: কম জমাট ডোজ অনুগত চিকিত্সা অর্জন করে; সিরামিক ঝিল্লি ধোয়া যায় এবং একটি দীর্ঘ জীবনকাল আছে; এবং এর অপারেটিং শক্তি খরচ ঐতিহ্যগত প্রক্রিয়ার তুলনায় অনেক কম। অনলাইন টিউবুলার ফ্লোকুলেশন মোড ঐতিহ্যগত জল চিকিত্সা প্রক্রিয়ার অন্তর্নিহিত বৃহৎ পদচিহ্নের সীমাবদ্ধতা ভঙ্গ করে, যা কম্প্যাক্ট, বুদ্ধিমান পানীয় জলের উদ্ভিদ নির্মাণের জন্য প্রযুক্তিগত সহায়তা প্রদান করে।

ক্রমবর্ধমান কঠোর পানীয় জলের গুণমান মান এবং উৎসের জল দূষণের চ্যালেঞ্জগুলির সম্মুখীন, জমাট-সিরামিক মেমব্রেন প্রিট্রিটমেন্ট প্রক্রিয়া কম সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং খরচের সাথে চিকিত্সার কার্যকারিতাকে ভারসাম্য বজায় রাখে। উচ্চ-দক্ষতা অপসারণ, কম দূষণ, কমপ্যাক্ট ডিজাইন, এবং কম শক্তি খরচের মূল সুবিধাগুলির সাথে, এটি উচ্চ-জৈব-বস্তুর জলের উত্সগুলি (যেমন দক্ষিণে জলাধারের জল এবং উত্তরে কিছু নদীর জল) নিয়ে কাজ করে এমন জল উদ্ভিদের জন্য একটি নতুন পদ্ধতি প্রদান করে৷