সায়ানাইড বর্জ্য জল চিকিত্সায় প্রতিক্রিয়ার অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করা

ভূমিকা

সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জল বিভিন্ন শিল্প প্রক্রিয়া যেমন ধাতব প্রলেপ, ইস্পাতের আবরণ শক্তকরণ এবং সোনা ও রূপার আকরিক পরিশোধন থেকে উৎপন্ন হয়। উচ্চ বিষাক্ততার কারণে সাইয়্যান্যাজিনের মিশ্রকম ঘনত্বেও জীবন্ত প্রাণীর জন্য মারাত্মক হতে পারে, এই ধরনের বর্জ্য জলের সঠিক শোধন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। কার্যকরী পদ্ধতির একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক সায়ানাইড বর্জ্য জল পরিশোধন প্রতিক্রিয়ার অবস্থার সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ। এই নিবন্ধটি মূল প্রতিক্রিয়ার অবস্থা এবং চিকিৎসার সময় কীভাবে সেগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে হয় তা নিয়ে আলোচনা করবে সাইয়্যান্যাজিনের মিশ্র - বর্জ্য জল ধারণকারী।

পিএইচ নিয়ন্ত্রণ

বিভিন্ন চিকিৎসা পদ্ধতিতে এর তাৎপর্য

১. ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়া

• সায়ানাইড বর্জ্য জল পরিশোধনের জন্য ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন একটি সাধারণ পদ্ধতি, এবং pH নিয়ন্ত্রণ একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই চিকিৎসা বিক্রিয়া দুটি ধাপে ঘটে। প্রথম পর্যায়ে, সায়ানাইডকে সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট বা ক্লোরিন গ্যাস এবং সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের সংমিশ্রণ দ্বারা সায়ানেটে জারিত করা হয়। এই প্রথম পর্যায়ের জারণের জন্য সর্বোত্তম pH পরিসীমা সাধারণত 10 থেকে 11 এর মধ্যে থাকে। যদি pH খুব কম হয়, অ্যাসিডিক হয়ে যায়, তাহলে বিক্রিয়াটি বিষাক্ত সায়ানোজেন ক্লোরাইড তৈরি করতে পারে, যা একটি উল্লেখযোগ্য বিপদ ডেকে আনে। উদাহরণস্বরূপ, যখন pH 8 এর নিচে নেমে যায়, তখন এই ক্ষতিকারক উপজাত তৈরি হতে পারে। অন্যদিকে, যদি pH খুব বেশি হয়, তাহলে বিক্রিয়ার হার উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পাবে। উচ্চ pH মান বিক্রিয়কগুলির দ্রাব্যতা এবং প্রতিক্রিয়াশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে, যার ফলে জারণ প্রক্রিয়া কম কার্যকর হয়।

2. হাইড্রোজেন পারক্সাইড পদ্ধতি

• সায়ানাইড বর্জ্য জলের হাইড্রোজেন পারক্সাইড-ভিত্তিক শোধনে, সর্বোত্তম pH পরিসর সাধারণত 9 থেকে 11 এর মধ্যে থাকে। এই পদ্ধতিতে, হাইড্রোজেন পারক্সাইড একটি অনুঘটকের (যেমন লোহার লবণ) উপস্থিতিতে পচে যায় এবং অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোক্সিল র‍্যাডিকেল তৈরি করে যা সায়ানাইডকে জারিত করে। এই পরিসরের মধ্যে pH হাইড্রোজেন পারক্সাইডের পচন এবং এই প্রয়োজনীয় র‍্যাডিকেলগুলির গঠনকে উৎসাহিত করে। যদি pH এই পরিসরের বাইরে থাকে, তাহলে হাইড্রোজেন পারক্সাইডের পচন বাধাগ্রস্ত হবে, যার ফলে সামগ্রিক জারণ দক্ষতা হ্রাস পাবে।

৩. জৈব অবক্ষয় প্রক্রিয়া

• সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের জৈব অবক্ষয়ের জন্য, যেখানে অণুজীবগুলি সায়ানাইডকে ক্ষতিকারক পদার্থে ভেঙে দেয়, pH 6.5 থেকে 8.5 এর মধ্যে বজায় রাখা প্রয়োজন। অণুজীবের বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপের জন্য সর্বোত্তম pH পরিসীমা থাকে। যদি pH অত্যধিক অ্যাসিডিক বা অত্যধিক ক্ষারীয় হয়, তবে এটি অণুজীবের সায়ানাইড-ক্ষয়কারী বিপাকীয় পথগুলিতে জড়িত এনজাইমগুলিকে বিকৃত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি pH 6.5 এর নিচে নেমে যায়, তাহলে অনেক সায়ানাইড-ক্ষয়কারী ব্যাকটেরিয়া তাদের বৃদ্ধির হার এবং সায়ানাইড-ক্ষয়কারী ক্ষমতা হ্রাস পাবে।

pH সমন্বয়ের পদ্ধতি

pH নিয়ন্ত্রণের জন্য, বর্জ্য জলে উপযুক্ত অ্যাসিডিক বা ক্ষারীয় পদার্থ যোগ করা হয়। ব্যবহৃত সাধারণ অ্যাসিডগুলির মধ্যে রয়েছে সালফিউরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, যখন সাধারণ ক্ষারগুলি হল সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং ক্যালসিয়াম হাইড্রোক্সাইড। যোগ করার জন্য অ্যাসিড বা ক্ষারের পরিমাণ বর্জ্য জলের প্রাথমিক pH এবং নির্দিষ্ট শোধন প্রক্রিয়ার লক্ষ্য pH এর উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়। pH সেন্সর ব্যবহার করে সঠিক pH পরিমাপ করা হয় এবং প্রয়োজনীয় রাসায়নিকগুলি সঠিকভাবে যোগ করার জন্য স্বয়ংক্রিয় ডোজিং সিস্টেম ব্যবহার করা যেতে পারে।

তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ

প্রতিক্রিয়া হারের উপর প্রভাব

১. ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইড পদ্ধতি

• সাধারণত, তাপমাত্রা বৃদ্ধি ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইড-ভিত্তিক চিকিৎসা উভয় ক্ষেত্রেই বিক্রিয়ার হারকে ত্বরান্বিত করতে পারে। তবে, তাপমাত্রা সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। ক্ষারীয় ক্লোরিনেশনে, সর্বোত্তম তাপমাত্রার পরিসীমা প্রায় 20 - 30°C। তাপমাত্রা খুব কম হলে, বিক্রিয়ার হার ধীর হবে, যার ফলে সায়ানাইডের অসম্পূর্ণ জারণ ঘটবে। উদাহরণস্বরূপ, 15°C এর কম তাপমাত্রায়, সায়ানাইড এবং সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইটের মধ্যে বিক্রিয়ার সমাপ্তিতে পৌঁছাতে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি সময় লাগবে। অন্যদিকে, তাপমাত্রা খুব বেশি হলে, ক্ষারীয় ক্লোরিনেশনের ক্ষেত্রে, ক্লোরিন গ্যাস দ্রবণ থেকে বেরিয়ে যেতে পারে, যা জারণকারী এজেন্টের কার্যকারিতা হ্রাস করে। হাইড্রোজেন পারক্সাইড পদ্ধতিতে, 35°C এর বেশি তাপমাত্রা হাইড্রোজেন পারক্সাইডের দ্রুত পচন ঘটাতে পারে, যার ফলে সায়ানাইড জারণ করার জন্য কাঙ্ক্ষিত হাইড্রোক্সিল র্যাডিকেলের পরিবর্তে অক্সিজেন গ্যাস তৈরি হয়।

৩. জৈব অবক্ষয় প্রক্রিয়া

• সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের জৈব অবক্ষয়ের ক্ষেত্রে, বেশিরভাগ সায়ানাইড-ক্ষয়কারী অণুজীবের জন্য সর্বোত্তম তাপমাত্রা পরিসীমা হল ২০ - ৩৫° সেলসিয়াস। এই সীমার বাইরের তাপমাত্রা অণুজীবের কার্যকলাপের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে। কম তাপমাত্রায় (২০° সেলসিয়াসের নিচে), অণুজীবের বিপাকীয় হার ধীর হয়ে যায় এবং তারা কার্যকরভাবে সায়ানাইড ভেঙে ফেলতে সক্ষম নাও হতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রা (৩৫° সেলসিয়াসের উপরে) অণুজীবের কোষের ঝিল্লি এবং এনজাইমগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে, যার ফলে কোষের মৃত্যু হয় এবং তাদের সায়ানাইড-ক্ষয়কারী ক্ষমতা হ্রাস পায়।

তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ কৌশল

উপযুক্ত তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য, বর্জ্য জল পরিশোধন চুল্লিগুলিতে গরম বা শীতলকরণ ব্যবস্থা স্থাপন করা যেতে পারে। গরম করার জন্য, বাষ্প-ভিত্তিক গরম করার ব্যবস্থা বা বৈদ্যুতিক হিটার ব্যবহার করা যেতে পারে। শীতলকরণে, জল-শীতল তাপ এক্সচেঞ্জার বা বায়ু-শীতল কনডেন্সার ব্যবহার করা যেতে পারে। তাপমাত্রা সেন্সর ব্যবহার করে তাপমাত্রা ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করা হয় এবং চিকিত্সা প্রক্রিয়ার জন্য তাপমাত্রা সর্বোত্তম সীমার মধ্যে রাখার জন্য গরম বা শীতলকরণ ব্যবস্থাগুলি সেই অনুযায়ী সামঞ্জস্য করা হয়।

অক্সিডেন্ট ডোজ নিয়ন্ত্রণ

সঠিক পরিমাণ নির্ধারণ করা

১.ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন

• ক্ষারীয় ক্লোরিনেশনে, সায়ানাইডের সাথে বিক্রিয়া স্টোইকিওমেট্রির উপর ভিত্তি করে প্রয়োজনীয় অক্সিডেন্টের (সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট বা ক্লোরিন গ্যাস) পরিমাণ গণনা করা হয়। বাস্তবে, অক্সিডেন্টের অতিরিক্ত পরিমাণ, সাধারণত তাত্ত্বিক পরিমাণের চেয়ে 10-20% বেশি, যোগ করা হয়। এটি সায়ানাইডের সম্পূর্ণ জারণ নিশ্চিত করার জন্য করা হয়, কারণ বর্জ্য জলে অন্যান্য পদার্থ থাকতে পারে যা অক্সিডেন্ট গ্রাস করতে পারে। যদি অক্সিডেন্টের ডোজ খুব কম হয়, তাহলে সায়ানাইড সম্পূর্ণরূপে জারিত হবে না এবং পরিশোধিত বর্জ্য জলে এখনও উচ্চ মাত্রার বিষাক্ত সায়ানাইড থাকতে পারে। অন্যদিকে, যদি ডোজ খুব বেশি হয়, তাহলে এটি কেবল চিকিত্সার খরচই বাড়ায় না বরং অবাঞ্ছিত উপজাত তৈরি করতে পারে, যেমন অতিরিক্ত ক্লোরিন বর্জ্য জলের অন্যান্য জৈব পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করলে ক্ষতিকারক জীবাণুমুক্তকরণ উপজাত তৈরি হতে পারে।

2. হাইড্রোজেন পারক্সাইড পদ্ধতি

• হাইড্রোজেন পারক্সাইড চিকিৎসা পদ্ধতিতে, হাইড্রোজেন পারক্সাইডের সর্বোত্তম মাত্রা পরীক্ষাগার পরীক্ষার মাধ্যমে নির্ধারণ করা হয়। মাত্রা নির্ভর করে বর্জ্য জলে প্রাথমিক সায়ানাইড ঘনত্ব, অন্যান্য হস্তক্ষেপকারী পদার্থের উপস্থিতি এবং ব্যবহৃত অনুঘটকের ধরণের উপর। ক্ষারীয় ক্লোরিনেশনের মতো, অপর্যাপ্ত পরিমাণে হাইড্রোজেন পারক্সাইডের ফলে অসম্পূর্ণ সায়ানাইড জারণ ঘটবে। তবে, অতিরিক্ত পরিমাণে হাইড্রোজেন পারক্সাইড উৎপন্ন হাইড্রোক্সিল র্যাডিকেলগুলির পচন ঘটাতে পারে, যার ফলে সামগ্রিক চিকিৎসা দক্ষতা হ্রাস পায় এবং খরচ বৃদ্ধি পায়।

ডোজ নিয়ন্ত্রণ সরঞ্জাম

অক্সিডেন্টের মাত্রা সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য, সাধারণত মিটারিং পাম্প ব্যবহার করা হয়। এই পাম্পগুলি বর্জ্য জল পরিশোধন চুল্লিতে অক্সিডেন্ট দ্রবণের প্রয়োজনীয় পরিমাণ সঠিকভাবে সরবরাহ করতে পারে। স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাগুলি মিটারিং পাম্পগুলির সাথে একীভূত করা যেতে পারে, যা বর্জ্য জলে সায়ানাইডের ঘনত্বের রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ বা জারণ বিক্রিয়ার অগ্রগতির উপর ভিত্তি করে ডোজ সামঞ্জস্য করে (যেমন ORP পরিমাপের মাধ্যমে, যা পরে আলোচনা করা হবে)।

জারণ - হ্রাস সম্ভাবনা (ORP) নিয়ন্ত্রণ

প্রতিক্রিয়া অগ্রগতি পর্যবেক্ষণে ভূমিকা

১.ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন

• ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ায়, জারণ বিক্রিয়ার অগ্রগতি ট্র্যাক করার জন্য ORP পর্যবেক্ষণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সায়ানাইডের সায়ানেটে জারণ এবং তারপর সায়ানেটের ক্ষতিকারক পদার্থে আরও জারণ ঘটার সাথে সাথে বর্জ্য জলের ORP মান পরিবর্তিত হয়। সায়ানাইডের সায়ানেটে প্রথম পর্যায়ের জারণকালে, ORP সাধারণত বৃদ্ধি পায়। এই পর্যায়ের লক্ষ্য ORP পরিসর প্রায় 300 - 500 mV (নির্দিষ্ট বিক্রিয়ার অবস্থার উপর নির্ভর করে)। যখন ORP এই পরিসরে পৌঁছায়, তখন এটি নির্দেশ করে যে প্রথম পর্যায়ের জারণ সমাপ্তির কাছাকাছি। সায়ানাইটের ক্ষতিকারক পদার্থে জারণ দ্বিতীয় পর্যায়ের জারণে, ORP আরও বৃদ্ধি পায় এবং লক্ষ্য পরিসর সাধারণত প্রায় 600 - 700 mV হয়। ORP পর্যবেক্ষণ করে, অপারেটররা নির্ধারণ করতে পারে কখন অক্সিডেন্ট যোগ করা বন্ধ করতে হবে, নিশ্চিত করতে পারে যে বর্জ্য জলকে অতিরিক্ত জারণ না করে বা অক্সিডেন্ট নষ্ট না করে বিক্রিয়াটি সম্পূর্ণ হয়েছে।

2. হাইড্রোজেন পারক্সাইড পদ্ধতি

• হাইড্রোজেন পারক্সাইড-ভিত্তিক চিকিৎসায়, ORP বিক্রিয়ার অগ্রগতির একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক হিসেবেও কাজ করে। সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের প্রাথমিক ORP তুলনামূলকভাবে কম। হাইড্রোজেন পারক্সাইড যোগ করার সাথে সাথে জারণ বিক্রিয়া এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে ORP বৃদ্ধি পায়। সায়ানাইড বর্জ্য জলের হাইড্রোজেন পারক্সাইড চিকিৎসার লক্ষ্য ORP পরিসর সাধারণত প্রায় 400-500 mV হয়। যখন ORP এই মান পৌঁছায়, তখন এটি ইঙ্গিত দেয় যে সায়ানাইড কার্যকরভাবে একটি অ-বিষাক্ত আকারে জারিত হয়েছে।

ORP পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা

ORP সেন্সরগুলি ট্রিটমেন্ট রিঅ্যাক্টরে বর্জ্য জলের ORP মান ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। এই সেন্সরগুলি একটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার সাথে সংযুক্ত থাকে যা অক্সিডেন্টের সংযোজন সামঞ্জস্য করার জন্য প্রোগ্রাম করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি ORP লক্ষ্য সীমার নীচে থাকে, তাহলে নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা বর্জ্য জলে যোগ করা অক্সিডেন্টের (যেমন হাইড্রোজেন পারক্সাইড বা সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট) ডোজ বাড়াতে পারে। বিপরীতভাবে, যদি ORP লক্ষ্য সীমা অতিক্রম করে, তাহলে নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা অক্সিডেন্ট সংযোজন কমাতে বা বন্ধ করতে পারে।

উপসংহার

এই অত্যন্ত বিষাক্ত বর্জ্য জলের দক্ষ এবং নিরাপদ শোধন অর্জনের জন্য সায়ানাইড বর্জ্য জল পরিশোধনে প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি নিয়ন্ত্রণ করা অপরিহার্য। pH, তাপমাত্রা, অক্সিডেন্ট ডোজ এবং ORP-এর সঠিক নিয়ন্ত্রণ নিশ্চিত করতে পারে যে শোধন প্রক্রিয়া কার্যকরভাবে সায়ানাইডকে কম বিষাক্ত বা অ-বিষাক্ত পদার্থে রূপান্তরিত করে। এই প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতিগুলি সাবধানতার সাথে পরিচালনা করে, শিল্পগুলি কেবল পরিবেশগত নিয়ম মেনে চলতে পারে না বরং তাদের সায়ানাইড বর্জ্য জল পরিশোধন প্রক্রিয়াগুলির ব্যয়-কার্যকারিতাও সর্বোত্তম করতে পারে। বর্জ্য জলের গঠন এবং শোধনাগারের অপারেটিং অবস্থার পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে এই পরামিতিগুলির নিয়মিত পর্যবেক্ষণ এবং সমন্বয় প্রয়োজন।