কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলের জিরো ডিসচার্জে সক্রিয় কার্বন শোষণের প্রযোজ্যতা

কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলের (CCW) জন্য শূন্য নিষ্কাশন প্রকল্পগুলিতে, জৈব পদার্থের অবক্ষয় প্রায়শই পৌরসভার বর্জ্য জলের মতো একটি প্রক্রিয়া নিযুক্ত করে, যার মধ্যে একটি ঝিল্লি ঘনত্ব এবং বাষ্পীভবন ক্রিস্টালাইজেশন সিস্টেমে প্রবেশের আগে "প্রিট্রিটমেন্ট + জৈব রাসায়নিক চিকিত্সা + উন্নত চিকিত্সা" জড়িত। ঘনত্বের পরে CODcr অপসারণ কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলের শূন্য নিষ্কাশনের ক্ষেত্রে দীর্ঘকাল ধরে একটি চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়িয়েছে। কিছু সম্ভাব্য প্রযুক্তি উপেক্ষা করা হয়েছে, যখন অসম্ভাব্য প্রযুক্তি কেন্দ্রের পর্যায়ে নিয়েছে। এই নিবন্ধটি জল চিকিত্সা পেশাদারদের দ্বারা রেফারেন্সের জন্য কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলের শূন্য নিষ্কাশনে সক্রিয় কার্বন শোষণের প্রযোজ্যতা অন্বেষণ করে।

কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জল একটি সাধারণ কঠিন-বিভিন্ন কয়লা প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ার সময় উত্পন্ন শিল্প বর্জ্য জলকে-চিকিত্সা করা৷ কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলে CODcr-এর প্রধান অবদানকারী অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন, যা 50%-এর বেশি। বেনজিন যৌগগুলি (BTEX, বেনজিন, টলুইন, ইথিলবেনজিন, p-xylene), ফেনলস, এবং পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন (PAHs) হল সাধারণ উদাহরণ। ঝাং এট আল। চিকিত্সা প্রক্রিয়া চলাকালীন কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলে জৈব পদার্থের পরিবর্তনগুলি অধ্যয়ন করে, প্রমাণ করে যে "প্রিট্রিটমেন্ট + বায়োকেমিক্যাল ট্রিটমেন্ট + অ্যাডভান্স ট্রিটমেন্ট" প্রক্রিয়ার পরে, জলে জৈব পদার্থের বৃহৎ অণুর অনুপাত বৃদ্ধি পেয়েছে (কিছু ডিজাইন ইনস্টিটিউট বা ইপিসি ইউনিটের দাবির বিপরীতে যে অবশিষ্ট জৈব পদার্থগুলি ছোট {1}{1}{1}{1} জৈব পদার্থ), এবং রচনাটি PAHs দ্বারা প্রাধান্য লাভ করে। (রেফারেন্স: ঝাং এল, লিউ এইচ, ওয়াং ওয়াই, এট আল। কয়লা তরল বর্জ্য জল চিকিত্সার সময় দ্রবীভূত জৈব পদার্থের রচনাগত বৈশিষ্ট্য এবং এর পরিবেশগত প্রভাব [জে]। মোট পরিবেশের বিজ্ঞান, 2020, 704: 135409।)

এটি অবিকল অবশিষ্ট জৈব পদার্থ, প্রধানত PAH, যা কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলের শূন্য{0}} নিষ্কাশন প্রকল্পে বাধা সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে। এই জৈব পদার্থগুলি ঝিল্লি ঘনত্ব বিভাগে প্রবেশ করার পরে, তাদের ঘনত্ব দ্বিগুণ হয়। কিছু ডিজাইন ইনস্টিটিউট বা ইপিসি ইউনিট কোনও সমালোচনামূলক বিশ্লেষণ ছাড়াই বা ভিত্তিহীন দাবির ভিত্তিতে ঝিল্লি ঘনত্বের পর্যায়ে সক্রিয় কার্বন শোষণ প্রযুক্তিকে জোরালোভাবে প্রচার করে। তারা শেষ পর্যন্ত উপসংহারে পৌঁছেছে যে CODcr-এর সক্রিয় কার্বন শোষণ ঝিল্লি ঘনত্ব বা বাষ্পীভবন স্ফটিককরণের আগে সম্ভব। যাইহোক, সক্রিয় কার্বন শোষণ প্রযুক্তি কি সত্যিই জৈব পদার্থ, প্রাথমিকভাবে PAHs অপসারণের জন্য উপযুক্ত?

গ্রানুলার অ্যাক্টিভেটেড কার্বন (GAC) এর গড় ছিদ্রের আকার 3.2 এবং 3.4 nm এর মধ্যে, মাইক্রোপোরগুলি 25%–27% এবং মেসোপোরগুলি 73%–75%। PAH-এর 100 টিরও বেশি আণবিক কাঠামো রয়েছে, যার মধ্যে ন্যাপথলিন, অ্যাসেনাফথিন, ফ্লোরিন এবং ফেনানথ্রিন হল কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলের প্রধান যৌগ। দিনুশিকা এবং অন্যান্য দ্বারা অধ্যয়ন. আমরা খুঁজে পেয়েছি যে ন্যাপথলিন এবং অ্যাসেনাফথিনের তুলনামূলকভাবে ছোট মোলার ভলিউম এবং আণবিক আকার রয়েছে, যার ফলে GAC দ্বারা তাদের শোষণের হার তুলনামূলকভাবে বেশি, যখন ফ্লোরিন এবং ফেনান্থ্রিনের তুলনামূলকভাবে বড় মোলার ভলিউম এবং আণবিক আকার রয়েছে, যা GAC দ্বারা তুলনামূলকভাবে কম শোষণের হারের দিকে পরিচালিত করে। GAC 4-8 ঘন্টার মধ্যে ন্যাপথালিন এবং অ্যাসেনাফথিনের জন্য শোষণের ভারসাম্য অর্জন করে, যার শোষণ ক্ষমতা প্রায় 14 মিগ্রা/জি। GAC 16-24 ঘন্টার মধ্যে ফ্লোরিন এবং ফেনানথ্রিনের জন্য শোষণের ভারসাম্য অর্জন করে, যার শোষণ ক্ষমতা প্রায় 12 mg/g, যা 36 mg CODcr/g GAC এর সমতুল্য। (রেফারেন্স: Eshwarasinghe D, Loganathan P, Kalaruban M, et al. গ্রানুলার অ্যাক্টিভেটেড কার্বন ব্যবহার করে জল থেকে পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন অপসারণ: গতি এবং ভারসাম্য শোষণ অধ্যয়ন

ব্যবহারিক প্রয়োগে, যদি সক্রিয় কার্বন শোষণের জন্য বসবাসের সময় 16-24 ঘন্টা সেট করা হয়, তবে একাধিক শোষণ ফিল্টারের প্রয়োজন হবে, যা স্পষ্টতই অব্যবহারিক। প্রায় 4 ঘন্টা বসবাসের সময় যুক্তিসঙ্গত, কিন্তু এই সময়ে, GAC প্রধানত ন্যাপথালিন শোষণ করে এবং অন্যান্য PAH যেমন অ্যাসেনাফথিন, ফ্লুরিন এবং ফেনান্থ্রিনের উপর এর কোন উল্লেখযোগ্য শোষণ প্রভাব নেই।

শোষণ ফিল্টার বিছানার সরঞ্জাম স্কেলের দৃষ্টিকোণ থেকে, 4 ঘন্টার একটি বাসস্থান সময় কম নয়। ধরে নিলাম যে "প্রিট্রিটমেন্ট + বায়োলজিক্যাল ট্রিটমেন্ট + অ্যাডভান্সড ট্রিটমেন্ট + মেমব্রেন কনসেন্ট্রেশন" এর পরে কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জলের অবশিষ্ট জলের পরিমাণ হল 10 m³/h, এবং শোষণ ফিল্টার বেডের বাসস্থানের সময় 4 ঘন্টা সেট করা হয়, তারপর 6টি শোষণ ফিল্টার বেডের ব্যাস এবং 1 মিটার 3 মিটার এবং 3 মিটার (3 মিটার উচ্চতা) ব্যবহার করা প্রয়োজন। পুনর্জন্ম)। একইভাবে, যদি চিকিত্সা করা জলের পরিমাণ 100 m³/h হয়, তাহলে এই ধরনের 60টি শোষণ ফিল্টার বিছানার প্রয়োজন হবে, যা সরঞ্জামের স্কেলটিকে বেশ বড় করে তোলে।

GAC ব্যবহারের পরিপ্রেক্ষিতে, উদাহরণ হিসেবে উল্লিখিত 10 m³/h কয়লা রাসায়নিক বর্জ্য জল, 1000 mg/L (যার 30% ন্যাপথলিন) CODcr সহ, 4 ঘন্টা ধরে রাখার সময় CODcr কমিয়ে 700 mg/L করতে পারে। যদি প্রতি 7 দিন (168 ঘন্টা) তিনটি শোষণ ফিল্টার পুনরায় তৈরি করার প্রত্যাশা করা হয়, তবে তিনটি শোষণ ট্যাঙ্কে 14 টন GAC প্রয়োজন এবং ছয়টি শোষণ ট্যাঙ্কে 28 টন GAC প্রয়োজন। GAC-এর বাল্ক ঘনত্ব হল 450~600 kg/m³, তাই GAC-এর 28 t হল 46~62 m³ এর সমতুল্য, যার অর্থ ছয়টি শোষণ ফিল্টার প্রায় পূর্ণ (একটি ডিজাইন ইনস্টিটিউট প্রায়শই GAC দিয়ে শোষণ ফিল্টারগুলিকে শূন্য{{16}wastercharges) প্রকল্পে পূরণ করার জন্য ডিজাইন করে। ধরে রাখার সময় এবং ব্যাকওয়াশ সম্প্রসারণের হার নিশ্চিত করতে, সরঞ্জামের স্কেল আরও দ্বিগুণ করা দরকার।

অধিকন্তু, অসংখ্য গবেষণায় দেখা গেছে যে GAC-এর 3~4 তাপীয় পুনর্জন্মের পরে, এর শোষণ ক্ষমতা নতুন কার্বনের 80%-এর বেশি হয়ে যায় এবং 5~10 তাপীয় পুনর্জন্মের পরে, GAC মূলত অব্যবহৃত হয়। উপরের উদাহরণটি প্রতি 7 দিনে পুনর্জন্ম অনুমান করে, যার অর্থ সক্রিয় কার্বনের এই ব্যাচের জীবনকাল ছয় মাসের বেশি নয়, যার ফলে পুনর্জন্ম এবং কার্বন প্রতিস্থাপনের জন্য বিশাল খরচ হয়। অধিকন্তু, পুনর্জন্মের মধ্যে মূলত GAC দ্বারা শোষিত জৈব পদার্থকে বায়ুমণ্ডলে ছেড়ে দেওয়া জড়িত; বাস্তবে, GAC সত্যিই জৈব পদার্থ অপসারণ করে না।