পৌরসভার কাদা শুকানোর বৈশিষ্ট্যের উপর অধ্যয়ন

গ্রহণ কাদা অপসারণকিংপু জেলা পৌরসভার পয়ঃনিষ্কাশন ব্যবস্থা কাঁচামাল হিসেবে উদ্ভিদ হিসেবে বিবেচিত, এই গবেষণাপত্রটি শিল্প বিশ্লেষণ, মাইক্রোমরফোলজি, মৌলিক গঠন এবং ক্যালোরিফিক মান থেকে শুকানোর আগে এবং পরে স্লাজের বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য অধ্যয়ন করে এবং স্লাজ শুকানোর এবং পুড়িয়ে ফেলার জন্য মৌলিক তথ্য সরবরাহ করে।

কাদা হল এর একটি উপজাত পয়ঃনিষ্কাশন প্রক্রিয়া, উচ্চ জলের পরিমাণ (সাধারণত প্রায় 98%), বিশাল আয়তন, বৈশিষ্ট্যগুলি নিষ্কাশন করা কঠিন এবং কাদা গঠন জটিল, এতে প্রচুর পরিমাণে জৈব পদার্থ, ভারী ধাতু, লবণ, ক্ষয় করা কঠিন পদার্থ এবং রোগজীবাণু অণুজীব, পরজীবী ডিম ইত্যাদি থাকে। পয়ঃনিষ্কাশন ব্যবস্থা গভীর করার সাথে সাথে, কাদাটির যুক্তিসঙ্গত শোধন এবং নিষ্কাশন ক্রমশ গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে এবং অপরিশোধিত কাদা পরিবেশের জন্য একটি বড় হুমকি।

E20 গবেষণা ইনস্টিটিউটের তথ্য অনুসারে, পয়ঃনিষ্কাশন শোধনাগার দ্বারা উৎপাদিত অর্ধেকেরও বেশি কাদা স্যানিটারি ল্যান্ডফিলের মাধ্যমে শোধন এবং নিষ্কাশন করা হয় এবং 18% এরও বেশি কাদা নষ্ট হয়ে যায়। 80% জলাবদ্ধ কাদার 50% এরও বেশি জলীয় উপাদান ল্যান্ডফিলের সহজ পদ্ধতিতে নিষ্কাশন করা হয়। এই নিষ্কাশন পদ্ধতিতে কেবল গুরুতর পরিবেশগত দূষণই নেই, বরং এটি একটি বিশাল এলাকাও দখল করে এবং দীর্ঘমেয়াদে কবর দেওয়ার জন্য কোনও জমি থাকবে না। প্রস্তাব কাদা চিকিৎসা "ওয়াটার টেন" এবং "ত্রয়োদশ পঞ্চবার্ষিক পরিকল্পনা"-এ বর্জ্য ব্যবস্থাপনা এবং নিষ্কাশনের প্রয়োজনীয়তাগুলি অনুকূল নীতির শর্তে স্লাজ ট্রিটমেন্ট এবং নিষ্কাশন বাজারের বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করেছে এবং সম্পর্কিত ট্রিটমেন্ট প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামগুলিও দ্রুত বিকশিত হয়েছে।

"পয়ঃনিষ্কাশন শোধনাগারে স্লাজ শোধন এবং নিষ্কাশনের জন্য সর্বোত্তম সম্ভাব্য প্রযুক্তিগত নির্দেশিকা" বিশ্বাস করে যে ভবিষ্যতে আমাদের দেশ স্লাজ শুকানো এবং পোড়ানোর দিকনির্দেশনা দেবে। উচ্চ দক্ষতা এবং কম শক্তি খরচের সাথে স্লাজ শুকানো এবং পোড়ানোর জন্য, একাধিক কোণ থেকে শুকানোর আগে এবং পরে স্লাজের বৈশিষ্ট্যগুলি পদ্ধতিগতভাবে অধ্যয়ন করা প্রয়োজন।

এই গবেষণাপত্রে, শুকানোর আগে এবং পরে ডিহাইড্রেটেড স্লাজের বৈশিষ্ট্যগুলি মৌলিক বিশ্লেষণ, মাইক্রোমরফোলজি, মৌলিক গঠন এবং ক্যালোরিফিক মানের দিক থেকে অধ্যয়ন করা হয়েছিল, যা স্লাজ শুকানোর এবং পোড়ানোর জন্য মৌলিক তথ্য সরবরাহ করেছিল।

পরীক্ষামূলক সরঞ্জাম

পৌরসভা কাদা অপসারণ পাতলা ফিল্ম ড্রায়ার ব্যবহার করে শুকানো হয়, এবং পাতলা স্তরের ড্রায়ারের কাঠামো চিত্র চিত্রে দেখানো হয়েছে। পাতলা ফিল্ম ড্রায়ার মেশিনটি শেল, রটার এবং ড্রাইভিং ডিভাইস দিয়ে গঠিত। রটারটি ডিহাইড্রেটেড স্লাজকে শেল জ্যাকেটের ভেতরের দেয়ালে একটি পাতলা স্তরে ছড়িয়ে দেয় এবং জ্যাকেটের উচ্চ তাপমাত্রার বাষ্প বা তাপ পরিবাহী তেল দ্বারা স্লাজ শুকিয়ে যায়।

কাদা শুকানোর আগে এবং পরে মৌলিক বিশ্লেষণ এবং তুলনা

১৬০ ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং ০.৬ এমপিএ তাপমাত্রার অতিরিক্ত উত্তপ্ত বাষ্প পাতলা ফিল্ম ড্রায়ারে প্রেরণ করা হয়েছিল যাতে প্রায় ৮০% আর্দ্রতাযুক্ত ডিওয়াটারেড স্লাজ শুকানো হয় এবং ৩০% এরও কম আর্দ্রতা থাকে। শুকানোর আগে এবং পরে স্লাজটি বহুবার নমুনা এবং বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ফলাফলে দেখা গেছে যে স্লাজের উদ্বায়ী উপাদান শুকানোর পরে হ্রাস পেয়েছে এবং শুকানোর বেসের উদ্বায়ী উপাদান ৪.৫৩% ~ ৮.৬৬% হ্রাস পেয়েছে। একই সময়ে, স্লাজের ছাইয়ের পরিমাণ বৃদ্ধি পেয়েছে এবং শুকানোর বেসের উচ্চ ক্যালরির মান ০.৩৩৫~১.১৫MJ/কেজি হ্রাস পেয়েছে। এর প্রধান কারণ হল তাপ শুকানোর প্রক্রিয়ায়, স্লাজে উদ্বায়ী জৈব যৌগ এবং কিছু সূক্ষ্ম স্লাজ কণা শুকানোর জলীয় বাষ্পের সাথে একসাথে শুকানোর লেজ গ্যাসে পরিণত হয় এবং পরবর্তী লেজ গ্যাস চিকিত্সা বিভাগে প্রবেশ করে।

শুকানোর আগে এবং পরে কাদার মাইক্রোস্ট্রাকচার তুলনা

নিচের চিত্রটি শুকানোর আগে এবং পরে স্লাজের মাইক্রোস্ট্রাকচার দেখায়। চিত্র থেকে দেখা যাচ্ছে, শুকানোর আগে স্লাজের কাঠামো তুলনামূলকভাবে আলগা থাকে এবং প্রচুর পরিমাণে বহির্কোষীয় পলিমার কোলয়েডের বাইরে জড়ো করে একটি স্পষ্ট সমষ্টিগত কাঠামো তৈরি করে। এইভাবে, স্লাজে আবদ্ধ জল, আন্তঃকোষীয় জল এবং অন্তঃকোষীয় জল স্লাজের ফ্লোকে মোড়ানো হয়, যাতে ভৌত এবং রাসায়নিক ক্রিয়াগুলির মাধ্যমে আরও ডিহাইড্রেট করা কঠিন হয়। শুকানোর পরে স্লাজের তুলনায়, শুকানোর আগে স্লাজের ছিদ্র বেশি, নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃহত্তর, শক্তিশালী সংকোচনযোগ্যতা থাকে এবং স্লাজ ফ্লোক কম যান্ত্রিক বল প্রয়োগ করে বা তাপ প্রদান করে ধ্বংস করা যেতে পারে। স্লাজে জলের বাষ্পীভবনের সাথে, স্লাজ ফ্লোক কাঠামো ধীরে ধীরে ভেঙে পড়ে, একটি শক্ত পৃষ্ঠ কাঠামো সহ একটি সমষ্টিগত কাঠামো তৈরি করে এবং ডানদিকের চিত্রে শূন্যস্থান ধীরে ধীরে সঙ্কুচিত হয়। তবে, স্লাজ শূন্যতা অনুপাত হ্রাসের সাথে জল বাষ্পীভবন দক্ষতাও হ্রাস পাবে।

শুকানোর আগে এবং পরে কাদার গঠন তুলনা

চিত্রটি স্লাজ শুকানোর আগে এবং পরে ইনফ্রারেড বর্ণালী স্ক্যানিং বিশ্লেষণের ফলাফল দেখায়। স্লাজ শুকানোর গ্রুপের প্রতিনিধিত্বমূলক কার্যকরী গ্রুপগুলি মূলত মুক্ত H2O, -OH, -CH2, -CH3, সুগন্ধযুক্ত রিং, C=C, CO, হ্যালোজেনেটেড হাইড্রোকার্বন ইত্যাদি। এটি নির্দেশ করে যে স্লাজে জৈব পদার্থের পরিমাণ বেশি এবং জৈব পদার্থের ধরণগুলি প্রোটিন, লিপিড, স্টার্চ এবং সেলুলোজ হতে পারে। গবেষণায় দেখা গেছে যে স্লাজ জৈব পদার্থের প্রোটিনের পরিমাণ 60% এর বেশি, লিপিড প্রায় 20%, স্টার্চ এবং সেলুলোজ প্রায় 15%, এই জৈব পদার্থের পচন NH3, H2S এবং VOC এবং অন্যান্য গন্ধযুক্ত গ্যাস তৈরি করবে।

EPS হল প্রোটিন, পলিস্যাকারাইড এবং অল্প পরিমাণে লিপিড, নিউক্লিক অ্যাসিড এবং হিউমাস দ্বারা গঠিত একটি উচ্চ পলিমার। EPS বৈশিষ্ট্যযুক্ত যৌগগুলির সনাক্তকরণ স্লাজে প্রচুর পরিমাণে EPS এর অস্তিত্ব নির্দেশ করে। স্লাজের একটি গুরুত্বপূর্ণ জৈব উপাদান হিসাবে, EPS সামগ্রী স্লাজের বৈশিষ্ট্যযুক্ত কার্যকরী গোষ্ঠীগুলির ইনফ্রারেড শোষণ তীব্রতা নির্ধারণ করে। শুকানোর আগে এবং পরে স্লাজের ইনফ্রারেড বর্ণালীর তুলনা করে এবং বিশ্লেষণ প্রক্রিয়া চলাকালীন স্লাজে থাকা অমেধ্যের সূক্ষ্ম হস্তক্ষেপ বাদ দিয়ে, দেখা যায় যে শুকানোর আগে স্লাজের ইনফ্রারেড শোষণ তীব্রতা শুকানোর পরে স্লাজের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। শুকানোর আগে স্লাজের সাথে তুলনা করে, শুকানোর পরে স্লাজের বর্ণালী দেখায় যে কাঁধের শীর্ষ 1654 এবং 1543cm-1 (C=C), 2924cm-1 (CH) এবং 1076cm-1 (CO) ছোট ছিল, যা স্লাজ শুকানোর প্রক্রিয়া চলাকালীন প্রোটিন-সদৃশ পদার্থের পচন নির্দেশ করে। এটি স্লাজ শুকানোর পরে জৈব পদার্থের পরিমাণ এবং উদ্বায়ী পদার্থের পরিমাণ হ্রাসকেও ব্যাখ্যা করে।

শুকানোর আগে এবং পরে কাদার আর্দ্রতা, জৈব পদার্থ এবং ক্যালোরিফিক মানের তুলনা

স্লাজে থাকা জৈব পদার্থই স্লাজের ক্যালোরি মানের প্রধান সরবরাহকারী, অন্যদিকে স্লাজের আর্দ্রতাও ক্যালোরি মানের উপর বিরাট প্রভাব ফেলে। স্লাজের উচ্চ আর্দ্রতার কারণে ক্যালোরির মান কম থাকে, যা অনিবার্যভাবে স্লাজ পোড়ানোর উপর প্রভাব ফেলবে। তাছাড়া, স্লাজ শুকানোর প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের শক্তি খরচ মূলত স্লাজের জল বাষ্পীভূত করতে ব্যবহৃত হয়।

শুকানোর পর স্লাজের জৈব পদার্থের পরিমাণ কিছুটা কমে যায় এবং শুষ্ক ভিত্তির সংশ্লিষ্ট উচ্চ ক্যালোরিফিকেশন মানও কিছুটা কমে যায়। স্লাজের আর্দ্রতা এবং ক্যালোরি-মানের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক এবং স্লাজ জৈব পদার্থ এবং ক্যালোরি-মানের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক যথাক্রমে অধ্যয়ন করা হয় এবং ভেরিয়েবলগুলির মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক সহগ রৈখিক রিগ্রেশন দ্বারা প্রাপ্ত করা হয় এবং পারস্পরিক সম্পর্ক বিশ্লেষণ করা হয়।

শুষ্ক স্লাজের আর্দ্রতা এবং এর কম ক্যালোরিফিক মানের মধ্যে একটি নেতিবাচক সম্পর্ক রয়েছে, যা আর্দ্রতার পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে হ্রাস পায়। তবে, শুষ্ক স্লাজের আর্দ্রতা এবং কম ক্যালোরি মানের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক সহগ হল 0.882, এবং F পরীক্ষার P মান হল 0.061 যা 95% আস্থার নিচে। যেহেতু F-পরীক্ষার P মান 0.05 এর বেশি, তাই শুষ্ক স্লাজের আর্দ্রতা কম ক্যালোরি মানের সাথে একটি উল্লেখযোগ্য রৈখিক সম্পর্ক দেখায় না।

কাঁচা কাদায়ের জৈব পদার্থের পরিমাণ এবং শুষ্ক ভিত্তির উচ্চ ক্যালোরি-মানের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক সহগ ছিল 0.997, এবং F পরীক্ষার P মান ছিল 0.0033, 95% এর আত্মবিশ্বাস স্তরের নিচে। F পরীক্ষার P মান 0.05 এর কম, তাই কাঁচা কাদায়ের জৈব পদার্থের পরিমাণ এর শুষ্ক ভিত্তির উচ্চ ক্যালোরি-মানের সাথে একটি উল্লেখযোগ্য সম্পর্ক রয়েছে।

শুষ্ক স্লাজের জৈব পদার্থের পরিমাণ শুষ্ক ঘাঁটির উচ্চ ক্যালোরি মানের সাথে ইতিবাচকভাবে সম্পর্কযুক্ত ছিল এবং জৈব পদার্থের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে শুষ্ক ঘাঁটির উচ্চ ক্যালোরি মানের বৃদ্ধি ঘটে। অধিকন্তু, শুষ্ক স্লাজের জৈব পদার্থের পরিমাণ এবং শুষ্ক সাবস্ট্রেটের উচ্চ ক্যালোরি মানের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক সহগ ছিল 0.973, এবং F পরীক্ষার P মান ছিল 0.014, 95% এর আত্মবিশ্বাস স্তরের নিচে। যেহেতু F-পরীক্ষার p-মান 0.05 এর কম, তাই দেখা যায় যে শুষ্ক স্লাজের জৈব পদার্থের পরিমাণ এবং শুষ্ক ঘাঁটির উচ্চ ক্যালোরি-মানের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য সম্পর্ক রয়েছে।

উপরের বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে, স্লাজের ক্যালোরেজ মান আর্দ্রতা এবং জৈব পদার্থের পরিমাণের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত এবং স্লাজের জৈব পদার্থের পরিমাণ এবং স্লাজ ড্রাই বেসের ক্যালোরেজ মানের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য ইতিবাচক সম্পর্ক রয়েছে। এটি আরও দেখায় যে, যদি পয়ঃনিষ্কাশন শোধনাগার থেকে স্লাজের কন্ডিশনিং এবং ডিহাইড্রেশনের জন্য প্রচুর পরিমাণে অজৈব সংযোজন ব্যবহার করা হয়, যদিও এটি একটি উল্লেখযোগ্য ডিহাইড্রেশন প্রভাব ফেলতে পারে, তবে বিপুল সংখ্যক অজৈব পদার্থের প্রবর্তন কেবল স্লাজ শুকানোর প্রক্রিয়ার সিস্টেম লোডকে উন্নত করবে না, বরং স্লাজের জৈব পদার্থের পরিমাণও উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করবে, যা পরবর্তী স্লাজ শুকানোর এবং পোড়ানোর উপর বিরূপ প্রভাব ফেলবে।

উপসংহার

এই গবেষণাপত্রে, সাংহাইয়ের কিংপু জেলার ডিহাইড্রেটেড স্লাজকে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে শুকানোর আগে এবং পরে ডিহাইড্রেটেড স্লাজের বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করা হয়েছে।

(১) শুকানোর অগ্রগতির সাথে সাথে, কাদার পৃষ্ঠের গঠন ধীরে ধীরে কাছাকাছি আসে, ফাঁক ধীরে ধীরে হ্রাস পায় এবং শুকানোর দক্ষতা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়।

(২) কাদা শুকানোর প্রক্রিয়ায় অল্প পরিমাণে জৈব পদার্থের পচন ঘটবে, যাতে শুকানোর পরে কাদার জৈব পদার্থ এবং উদ্বায়ী পদার্থের পরিমাণ কিছুটা কমে যায়।

(৩) স্লাজের কম ক্যালোরির মান তার আর্দ্রতার সাথে নেতিবাচকভাবে সম্পর্কিত, তবে কোনও স্পষ্ট রৈখিক সম্পর্ক নেই; স্লাজের উচ্চ ক্যালোরির মান এবং এর জৈব পদার্থের পরিমাণের মধ্যে একটি ইতিবাচক রৈখিক সম্পর্ক ছিল। অতএব, স্লাজের ক্যালোরির মান নিশ্চিত করার জন্য স্লাজের আর্দ্রতা হ্রাস করা এবং স্লাজে জৈব পদার্থের পরিমাণ হ্রাস করা প্রয়োজন।