আল্ট্রাসনিক হোমোজেনাইজার একটি সবুজ হাতিয়ার যা পয়ঃনিষ্কাশন চিকিত্সার সমস্যা সমাধানের জন্য

বিশ্বব্যাপী জলের ঘাটতি এবং ক্রমবর্ধমান জল দূষণের দ্বৈত চাপের অধীনে, বর্জ্য জল চিকিত্সা পরিবেশগত নিরাপত্তা এবং মানব স্বাস্থ্য রক্ষার জন্য একটি মূল সমস্যা হয়ে উঠেছে। এটি বিশেষত শিল্প বর্জ্য জলের জন্য (যেমন মুদ্রণ এবং রঞ্জনবিদ্যা, ফার্মাসিউটিক্যালস এবং পেট্রোকেমিক্যালস) যাতে রঞ্জক, অ্যান্টিবায়োটিক এবং পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বনের মতো অবিরাম জৈব দূষক থাকে, সেইসাথে পৌরসভার বর্জ্য শোধনের কাঁটাযুক্ত সমস্যা। ঐতিহ্যগত চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলি প্রায়শই কম দক্ষতা, গৌণ দূষণ এবং উচ্চ খরচের মতো চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি হয়। অতিস্বনক হোমোজেনাইজার, তাদের অনন্য "গহ্বর প্রভাব" সহ, বর্জ্য জল চিকিত্সার জন্য একটি নতুন, দক্ষ, এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ পদ্ধতির প্রস্তাব করে এবং শিল্পে একটি মূল অগ্রগতি হয়ে উঠছে।

 

1. অতিস্বনক হোমোজেনাইজারের "মূল অস্ত্র": ক্যাভিটেশন প্রভাব নীতি

কেন অতিস্বনক হোমোজেনাইজারগুলি বর্জ্য জলকে চিকিত্সা করতে পারে তা বোঝার জন্য, আমাদের প্রথমে তাদের মূল কাজ করার প্রক্রিয়া-গহ্বরের প্রভাবকে বুঝতে হবে। যখন অতিস্বনক তরঙ্গ (সাধারণত 20kHz-1MHz এর ফ্রিকোয়েন্সি সহ) বর্জ্য জলের মধ্য দিয়ে যায়, তখন তারা তরল অণুতে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কম্পন সৃষ্টি করে, অগণিত ক্ষুদ্র "গহ্বরের বুদবুদ" গঠন করে (মাত্র কয়েক থেকে দশ মাইক্রন ব্যাস)। শব্দ তরঙ্গের নেতিবাচক চাপ পর্যায়ে এই বুদবুদগুলি দ্রুত প্রসারিত হয় এবং ইতিবাচক চাপ পর্যায়ে তাত্ক্ষণিকভাবে ধসে পড়ে। এই সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি শুধুমাত্র মাইক্রোসেকেন্ড স্থায়ী হয়, তবে এটি চরম স্থানীয় পরিবেশ তৈরি করে:

উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপ: বুদবুদ ধসের মুহুর্তে, স্থানীয় তাপমাত্রা 5000K (প্রায় 4727 ডিগ্রি) পৌঁছাতে পারে এবং চাপ 100-500MPa এ পৌঁছাতে পারে, যা একটি "মাইক্রো বিস্ফোরণ" এর সাথে তুলনীয়;

শক্তিশালী শক ওয়েভ এবং মাইক্রোজেট:শক ওয়েভ এবং উচ্চ-গতির মাইক্রোজেট (প্রবাহের হার 100m/s পর্যন্ত) ফেটে যাওয়ার ফলে সরাসরি দূষক অণু বা স্লাজ ফ্লোকগুলিকে প্রভাবিত করতে পারে;

শক্তিশালী অক্সিডাইজিং ফ্রি র‌্যাডিকেল:চরম পরিস্থিতিতে, জলের অণুগুলি হাইড্রোক্সিল র‌্যাডিকাল (・OH) এবং হাইড্রোজেন র্যাডিকাল (・H) এর মতো শক্তিশালী অক্সিডাইজিং পদার্থ তৈরি করতে পচে যাবে। তাদের মধ্যে, ・OH এর 2.8V পর্যন্ত অক্সিডেশন সম্ভাবনা রয়েছে এবং এটি বেশিরভাগ জৈব দূষককে বেছে বেছে না পচতে পারে।

এটি "শারীরিক প্রভাব + রাসায়নিক অক্সিডেশন" এর এই দ্বৈত প্রভাব যা অতিস্বনক হোমোজেনাইজারকে কেবল দূষণকারী কাঠামোকে ভেঙে ফেলা এবং জৈব পদার্থকে পচন করতে সক্ষম করে না, কিন্তু স্লাজ ফ্লোকগুলিকে ধ্বংস করে এবং অন্তঃকোষীয় পদার্থগুলিকে মুক্ত করে, এইভাবে নর্দমা বিশুদ্ধকরণ এবং স্লুডুশনের দ্বৈত লক্ষ্যগুলি অর্জন করে।

2. যুগান্তকারী অনুশীলন: বর্জ্য জল চিকিত্সায় অতিস্বনক হোমোজেনাইজারের মূল প্রয়োগ

অতিস্বনক হোমোজেনাইজার একটি একক চিকিত্সার যন্ত্র নয়, তবে নমনীয়ভাবে "জৈব বর্জ্য জলের অবনতি--কষ্টের চিকিত্সা, "স্লাজ প্রিট্রিটমেন্ট" এবং "প্রথাগত প্রক্রিয়াগুলির সমন্বয়মূলক বৃদ্ধি" এর তিনটি মূল পরিস্থিতিতে নমনীয়ভাবে প্রয়োগ করা যেতে পারে। প্রযুক্তি

(I) অবাধ্য জৈব বর্জ্য জলের চিকিত্সা: "একগুঁয়ে" দূষণকারীকে ভেঙে ফেলা

শিল্প বর্জ্য জলে অবাধ্য জৈব পদার্থ (যেমন বর্জ্য জল ছাপানো এবং রং করার ক্ষেত্রে অ্যাজো রং, ফার্মাসিউটিক্যাল বর্জ্য জলে অ্যান্টিবায়োটিক, এবং পেট্রোলিয়াম বর্জ্য জলে অপরিশোধিত তেল হাইড্রোকার্বন) একটি স্থিতিশীল রাসায়নিক গঠন এবং দুর্বল জৈব-বিক্ষয়যোগ্যতা রয়েছে। প্রথাগত জৈবিক চিকিত্সা পদ্ধতিগুলি হ্রাস করা কঠিন, যখন রাসায়নিক জারণ পদ্ধতিতে প্রচুর পরিমাণে বিকারক (যেমন ফেন্টনের বিকারক) প্রয়োজন হয় এবং সেকেন্ডারি স্লাজ দূষণের ঝুঁকি থাকে। অতিস্বনক হোমোজেনাইজারগুলি ক্যাভিটেশন প্রভাবের মাধ্যমে এই দূষণকারীদের আণবিক কাঠামোকে সরাসরি ধ্বংস করতে পারে:

ডাইং বর্জ্য জলে বিবর্ণকরণ এবং সিওডি অপসারণ:অ্যাজো রঞ্জকগুলির ক্রোমোফোরস (-N=N-) ক্যাভিটেশন শক ওয়েভ এবং ওএইচ র‌্যাডিকালগুলির ক্রিয়ায় ভেঙে যায়, কার্যকরী বিবর্ণকরণ অর্জন করে। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে কঙ্গো রেড ডাই বর্জ্য জলের 100mg/L চিকিত্সার জন্য 20kHz এর ফ্রিকোয়েন্সি এবং 300W এর শক্তি সহ একটি অতিস্বনক হোমোজেনাইজার ব্যবহার করে, 30 মিনিটের মধ্যে বিবর্ণকরণের হার 92%-এর উপরে পৌঁছেছে, এবং COD অপসারণের হার ঐতিহ্যগতভাবে 65% ছাড়িয়ে গেছে, কার্বনের 100mg/L বর্জ্যকরণের হার। শোষণ পদ্ধতি (বিবর্ণকরণের হার প্রায় 70%)।

ফার্মাসিউটিক্যাল বর্জ্য জলে অ্যান্টিবায়োটিকের অবনতি:পেনিসিলিন এবং টেট্রাসাইক্লিনের মতো অ্যান্টিবায়োটিক বর্জ্য জলের জন্য, অতিস্বনক ক্যাভিটেশন দ্বারা উত্পন্ন OH র্যাডিকেলগুলি অ্যান্টিবায়োটিকের -ল্যাকটাম রিং এবং বেনজিন রিংকে অক্সিডেটিভভাবে পচিয়ে দিতে পারে, এগুলিকে সহজে জৈব-ডিগ্রেডেবল ছোট অণুতে রূপান্তর করতে পারে (যেমন, কার্বক্সি অ্যাসিড, CO₂O₂লিক)। একটি ফার্মাসিউটিক্যাল কোম্পানি অতিস্বনক প্রিট্রিটমেন্ট প্রয়োগ করার পর, পরবর্তী জৈবিক চিকিৎসায় অ্যান্টিবায়োটিক অপসারণের হার 35% থেকে বেড়ে 88% হয়েছে, অ্যান্টিবায়োটিকের অবশিষ্টাংশগুলিকে "বিষাক্ত" জলের অণুজীব থেকে প্রতিরোধ করে।

পেট্রোকেমিক্যাল বর্জ্য জলের তেল অপসারণ:অতিস্বনক মাইক্রোজেটগুলি জলে অপরিশোধিত তেলের স্থিতিশীল ইমালসনগুলিকে ভেঙে ফেলতে পারে, যার ফলে তেলের ফোঁটাগুলি একত্রিত হয় এবং বড় হয়। ফ্লোটেশন বা অবক্ষেপণের সাথে মিলিত, তেল অপসারণের হার 60% থেকে প্রথাগত প্রক্রিয়ার সাথে 90% এর উপরে বৃদ্ধি করা যেতে পারে, ডিমালসিফায়ারের প্রয়োজন ছাড়াই।

(II) স্লাজ ট্রিটমেন্ট: স্লাজ কমানো এবং ডিওয়াটারিং এর অসুবিধাগুলি সমাধান করা

মিউনিসিপ্যাল ​​স্যুয়ারেজ ট্রিটমেন্ট প্ল্যান্টগুলি কম কঠিন পদার্থের সাথে স্লাজ তৈরি করে (সাধারণত মাত্র 1%-2%) এবং এটি জলের জন্য চ্যালেঞ্জিং। এমনকি প্রথাগত যান্ত্রিক ডিওয়াটারিং (যেমন প্লেট এবং ফ্রেম ফিল্টার চাপার) পরেও, আর্দ্রতার পরিমাণ বেশি থাকে, 80% ছাড়িয়ে যায়, যার ফলে পরবর্তী ল্যান্ডফিল বা পোড়ানোর জন্য অত্যন্ত উচ্চ খরচ হয়। অতিস্বনক হোমোজেনাইজাররা "প্রি-ট্রিটমেন্ট ফ্র্যাগমেন্টেশন" এর মাধ্যমে স্লাজ ডিওয়াটারিং কর্মক্ষমতাকে মৌলিকভাবে উন্নত করতে পারে:

স্লাজ ফ্লক গঠন ব্যাহত করা:স্লাজে মাইক্রোবিয়াল ফ্লোকগুলি কোষ প্রাচীর এবং বহির্মুখী পলিমারিক পদার্থ (EPS) দ্বারা গঠিত। আল্ট্রাসাউন্ডের ক্যাভিটেশন শক ওয়েভ এই ফ্লোকগুলিকে ছিঁড়ে ফেলতে পারে, ভিতরে মুক্ত এবং আবদ্ধ জল ছেড়ে দেয়।

স্লাজ নির্দিষ্ট প্রতিরোধের হ্রাস:স্লাজের নির্দিষ্ট প্রতিরোধ ক্ষমতা (জল নিষ্কাশনের অসুবিধার একটি পরিমাপ) যত বেশি, পানি নিষ্কাশন করা তত বেশি কঠিন। অতিস্বনক প্রিট্রিটমেন্টের পরে (25kHz ফ্রিকোয়েন্সি, 500W পাওয়ার, 15 মিনিট), স্লাজের নির্দিষ্ট প্রতিরোধ ক্ষমতা 50% -70% কমানো যেতে পারে, পরবর্তী প্লেট এবং ফ্রেম ফিল্টার চাপে আর্দ্রতার পরিমাণ 65% এর নিচে কমানো যেতে পারে এবং স্লাজের পরিমাণ প্রায় 4% কমানো যেতে পারে।

ত্বরান্বিত অ্যানেরোবিক হজম:ছেঁড়া কাদা প্রচুর পরিমাণে জৈব পদার্থ (যেমন প্রোটিন এবং পলিস্যাকারাইড) ছেড়ে দেয়, যা অ্যানেরোবিক অণুজীবের জন্য পর্যাপ্ত স্তর সরবরাহ করে। এটি মিথেনের উৎপাদন 20%-30% বৃদ্ধি করে এবং হজম চক্রকে 15%-20% কমিয়ে দেয়, যা "কাদার পরিমাণ হ্রাস করা এবং এটিকে একটি সম্পদ হিসাবে পুনঃপ্রয়োগ করার" দ্বৈত সুবিধা অর্জন করে। একটি পৌরসভার বর্জ্য জল শোধনাগার এই প্রযুক্তিটি প্রয়োগ করেছে, বার্ষিক স্লাজ নিষ্পত্তির খরচ প্রায় 2.8 মিলিয়ন ইউয়ান কমিয়েছে।