ব্রিটিশ গবেষকরা পাম তেল উদ্ভিদের বর্জ্য জলের চিকিত্সার জন্য ফটোক্যাটালিটিক অক্সিডেশনের সাথে মিলিত একটি সিরামিক ফাঁপা ফাইবার ঝিল্লি তৈরি করেছেন। পাম তেল শিল্প বিশ্বব্যাপী কৃষির একটি স্তম্ভ, কিন্তু উৎপাদনের সময় উৎপাদিত পাম অয়েল প্ল্যান্টের বর্জ্য জলের (POME) উচ্চ জৈব লোড এবং গভীর রঙ থাকে, যা ঐতিহ্যগত জৈবিক এবং ভৌত রাসায়নিক চিকিত্সা মান পূরণের জন্য অপর্যাপ্ত করে তোলে। সরাসরি স্রাব ইউট্রোফিকেশন এবং পরিবেশগত ক্ষতির দিকে পরিচালিত করবে। গবেষকরা একটি TiO₂-এমবেডেড ডাবল-স্তর মুলাইট সিরামিক ফাঁপা ফাইবার ঝিল্লি তৈরি করেছেন যাতে গভীর POME চিকিত্সা এবং মেমব্রেন ফাউলিংয়ের সমস্যাগুলি সমাধান করা যায়৷
I. পরীক্ষামূলক নকশা এবং প্রস্তুতির পদ্ধতি
1. উপাদান এবং কাঠামো: ভিতরের স্তরটি বিশুদ্ধ মুলাইট, যা যান্ত্রিক সহায়তা এবং একটি পরিস্রাবণ সাবস্ট্রেট প্রদান করে; বাইরের স্তর হল মুলাইট + 1~4 wt% TiO₂, ফটোক্যাটালিটিক কার্যকলাপ প্রদান করে।
2.প্রস্তুতি প্রক্রিয়া: একটি ফেজ ট্রান্সফরমেশন + co-সিন্টারিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। 1350 ডিগ্রীতে সিন্টারিং করলে দ্বিগুণ-স্তর ডিলামিনেশন সমস্যা দূর হয় এবং কো-এক্সট্রুশন ছাঁচনির্মাণ দ্বারা ফাঁপা ফাইবার গঠন প্রস্তুত করা হয়।
3.মেমব্রেন ডেটা: সমাপ্ত ঝিল্লি বেধ (সিন্টারিংয়ের পরে): একক-স্তর ঝিল্লি (SL): 900 μm, বিলেয়ার মেমব্রেন: 1090–1310 μm; পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত ঝিল্লির দৈর্ঘ্য: ফটোক্যাটালাইসিস পরীক্ষার জন্য 10 সেমি, ফ্লাক্স/রিটেনশন কাটঅফ পরীক্ষার জন্য 7 সেমি।
২. গবেষণা ফলাফল
1.গঠন এবং পারফরম্যান্স পারস্পরিক সম্পর্ক: বিলেয়ার মেমব্রেন ডিলামিনেশন ছাড়াই টাইট বন্ডিং প্রদর্শন করে এবং TiO₂ সফলভাবে লোড হয়, Ti কন্টেন্ট ক্রমবর্ধমান সংযোজনের সাথে 3.76% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায় 4 wt% TiO₂ (DL4) এর সবচেয়ে ছোট ছিদ্রের আকার (28.25 nm), যা আল্ট্রাফিল্ট্রেশন স্তরের অন্তর্গত। TiO₂ লোডিং ছিদ্র এবং বিশুদ্ধ জলের প্রবাহ হ্রাস করে তবে উল্লেখযোগ্যভাবে অ্যান্টিফাউলিং এবং ফ্লাক্স স্থিতিশীলতার উন্নতি করে।
2.বিচ্ছেদ এবং ফটোক্যাটালিটিক প্রভাব: বিলেয়ার ঝিল্লি একক-স্তর ঝিল্লির চেয়ে অনেক বেশি উচ্চতর, যার DL₃ ধরে রাখার হার 54.50%, যেখানে একক-স্তর ঝিল্লির জন্য মাত্র 11.27%–19.32%।
- দূষণকারী অপসারণ: DL4 UV আলোর অধীনে সেরা পারফর্ম করেছে, 18.90 L/(m²・h・বার) এর ফ্লাক্স সহ 44.92% একটি COD অপসারণ হার এবং 52.40% একটি রঙ অপসারণ হার অর্জন করেছে।
- স্থিতিশীলতা এবং অ্যান্টিফাউলিং: DL3 এবং DL4 উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর ফ্লাক্স রিকভারি রেট (FRR) এবং স্থিতিশীলতা সূচক (SI) দেখিয়েছে, তিনটি চক্রের পরেও স্থিতিশীল রয়েছে, অসামান্য স্ব- পরিচ্ছন্নতার কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে৷
- একক-স্তর ঝিল্লি গুরুতর ফাউলিং এবং প্রবাহের তীব্র হ্রাসে ভুগছে, যখন দ্বিগুণ-স্তর ঝিল্লি দূষণকারীর TiO₂ ফটোক্যাটালিটিক অবক্ষয়ের কারণে ঝিল্লির ফাউলিংকে উল্লেখযোগ্যভাবে উপশম করে।
III. সুবিধা, অসুবিধা, এবং ভবিষ্যতের সম্ভাবনা
উদ্ভাবনী সুবিধা
- দ্বিগুণ-স্তর কাঠামো যান্ত্রিক শক্তি, পরিস্রাবণ কার্যক্ষমতা, এবং ফটোক্যাটালিটিক কার্যকলাপের ভারসাম্য বজায় রাখে, যা TiO₂ পৃথকীকরণ এবং পুনরুদ্ধারের সমস্যার সমাধান করে।
- সিরামিক ঝিল্লি অ্যাসিড, ক্ষার এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী, পলিমার ঝিল্লির তুলনায় শিল্প বর্জ্য জল প্রয়োগের জন্য তাদের আরও উপযুক্ত করে তোলে।
- স্ব-পরিষ্কার বৈশিষ্ট্য পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করে।
ভবিষ্যৎ দিকনির্দেশনা
- অবনতি দক্ষতা উন্নত করতে TiO₂ লোডিং, সিন্টারিং তাপমাত্রা এবং ঝিল্লির ছিদ্রের আকার অপ্টিমাইজ করুন।
- N এবং Zr-এর সাথে ডোপিং ফটোরস্পন্স পরিসরকে প্রসারিত করে, দৃশ্যমান আলোর ফটোক্যাটালাইসিস সক্ষম করে।
- বানোয়াট প্রক্রিয়াটি স্কেল করা হয়েছিল, এবং পাইলট-স্কেল এবং দীর্ঘ-পরিচালনা যাচাই করা হয়েছিল।
IV সারাংশ
একটি TiO₂-এমবেডেড বিলেয়ার মুলাইট সিরামিক ফাঁপা ফাইবার ঝিল্লি সফলভাবে পাম অয়েল প্ল্যান্টের বর্জ্য জল চিকিত্সার জন্য প্রস্তুত করা হয়েছিল, যা পরিস্রাবণ পৃথকীকরণ এবং ফটোক্যাটালিটিক অবক্ষয়ের সমন্বয়মূলক প্রভাব অর্জন করে। এটি বিরোধী-ফাউলিং, স্থিতিশীলতা এবং স্ব-পরিষ্কারে উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদর্শন করে। এই প্রযুক্তিটি পাম তেলের বর্জ্য জলের গভীর শোধনের জন্য একটি টেকসই সমাধান প্রদান করে এবং সিরামিক-ভিত্তিক ফটোক্যাটালিটিক মেমব্রেনের নকশা এবং প্রয়োগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ রেফারেন্স প্রদান করে।