অতিরিক্ত লবণাক্ত বর্জ্য জলের পরিশোধন করা এত কঠিন কেন? আমাদের প্রথমে বুঝতে হবে অতিরিক্ত লবণাক্ত বর্জ্য জল কী এবং জৈব-রাসায়নিক ব্যবস্থার উপর এর প্রভাব কী! এই নিবন্ধে শুধুমাত্র অতিরিক্ত লবণাক্ত বর্জ্য জলের জৈব-রাসায়নিক পরিশোধন নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে!
১. উচ্চ লবণাক্ত বর্জ্য জল কী?
উচ্চ-লবণাক্ত বর্জ্য জল বলতে সেই বর্জ্য জলকে বোঝায় যার মোট লবণের পরিমাণ কমপক্ষে ১% (যা ১০,০০০ মিলিগ্রাম/লিটার-এর সমতুল্য)। এটি প্রধানত রাসায়নিক কারখানা এবং তেল ও প্রাকৃতিক গ্যাস সংগ্রহ ও প্রক্রিয়াকরণ থেকে আসে। এই বর্জ্য জলে বিভিন্ন ধরনের পদার্থ (লবণ, তেল, জৈব ভারী ধাতু এবং তেজস্ক্রিয় পদার্থ সহ) থাকে। লবণাক্ত বর্জ্য জল বিভিন্ন উৎস থেকে উৎপন্ন হয় এবং এর পরিমাণ বছর বছর বাড়ছে। লবণাক্ত বর্জ্য জল থেকে জৈব দূষক অপসারণ পরিবেশের উপর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। এর পরিশোধনের জন্য জৈবিক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। উচ্চ-ঘনত্বের লবণাক্ত পদার্থ অণুজীবের উপর প্রতিবন্ধকতা সৃষ্টি করে। পরিশোধনের জন্য ভৌত ও রাসায়নিক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়, যার জন্য প্রচুর বিনিয়োগ ও উচ্চ পরিচালন ব্যয় প্রয়োজন এবং এতে প্রত্যাশিত পরিশোধন ফল অর্জন করা কঠিন। এই ধরনের বর্জ্য জল পরিশোধনে জৈবিক পদ্ধতির ব্যবহার এখনও দেশ-বিদেশে গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে।
উচ্চ-লবণাক্ত জৈব বর্জ্যজলে থাকা জৈব পদার্থের প্রকারভেদ এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য উৎপাদন প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, তবে এতে থাকা লবণগুলো প্রধানত Cl-, SO42-, Na+, Ca2+ এর মতো। যদিও এই আয়নগুলো অণুজীবের বৃদ্ধির জন্য অপরিহার্য পুষ্টি উপাদান, তবে অণুজীবের বৃদ্ধির সময় এগুলো এনজাইমেটিক বিক্রিয়া ত্বরান্বিত করতে, ঝিল্লির ভারসাম্য বজায় রাখতে এবং অভিস্রবণ চাপ নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তবে, এই আয়নগুলোর ঘনত্ব খুব বেশি হলে, তা অণুজীবের উপর প্রতিবন্ধক এবং বিষাক্ত প্রভাব ফেলবে। এর প্রধান লক্ষণগুলো হলো: উচ্চ লবণ ঘনত্ব, উচ্চ অভিস্রবণ চাপ, অণুজীব কোষের পানিশূন্যতা, যা কোষ প্রোটোপ্লাজমের পৃথকীকরণ ঘটায়; সল্টিং আউট ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের কার্যকারিতা হ্রাস করে; উচ্চ ক্লোরাইড আয়ন ব্যাকটেরিয়ার জন্য বিষাক্ত; লবণের ঘনত্ব বেশি হলে বর্জ্যজলের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায় এবং অ্যাক্টিভেটেড স্লাজ সহজেই ভেসে ওঠে ও হারিয়ে যায়, যা জৈব পরিশোধন ব্যবস্থার পরিশোধন কার্যকারিতাকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করে।
২. জৈব রাসায়নিক তন্ত্রের উপর লবণাক্ততার প্রভাব
১. অণুজীবের পানিশূন্যতা ও মৃত্যুর কারণ হয়
লবণের ঘনত্ব বেশি হলে, অভিস্রবণ চাপের পরিবর্তনই এর প্রধান কারণ। ব্যাকটেরিয়ার অভ্যন্তরভাগ একটি অর্ধ-বদ্ধ পরিবেশ। এর সজীবতা বজায় রাখার জন্য একে অবশ্যই বাহ্যিক পরিবেশের সাথে উপকারী উপাদান এবং শক্তির আদান-প্রদান করতে হয়। তবে, অভ্যন্তরীণ জৈব-রাসায়নিক প্রক্রিয়ার ক্ষতি এড়াতে একে বেশিরভাগ বাহ্যিক পদার্থের প্রবেশও রোধ করতে হয়। প্রতিক্রিয়ার ক্ষেত্রে হস্তক্ষেপ এবং বাধা।
লবণের ঘনত্ব বৃদ্ধির ফলে ব্যাকটেরিয়ার ভেতরের দ্রবণের ঘনত্ব বাইরের পরিবেশের তুলনায় কমে যায়। অধিকন্তু, পানির কম ঘনত্ব থেকে বেশি ঘনত্বের দিকে প্রবাহিত হওয়ার বৈশিষ্ট্যের কারণে ব্যাকটেরিয়ার ভেতর থেকে প্রচুর পরিমাণে পানি বেরিয়ে যায়, যা তাদের অভ্যন্তরীণ জৈব-রাসায়নিক বিক্রিয়ার পরিবেশে পরিবর্তন ঘটায় এবং অবশেষে বাধাপ্রাপ্ত না হওয়া পর্যন্ত তাদের জৈব-রাসায়নিক বিক্রিয়া প্রক্রিয়াকে ধ্বংস করে দেয়, ফলে ব্যাকটেরিয়াগুলো মারা যায়।
২. অণুজীবের পদার্থ শোষণ প্রক্রিয়ায় হস্তক্ষেপ করা এবং তাদের মৃত্যু রোধ করা
কোষ ঝিল্লির একটি নির্বাচনী ভেদ্যতার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যার মাধ্যমে এটি ব্যাকটেরিয়ার জীবন কার্যকলাপের জন্য ক্ষতিকর পদার্থ ছেঁকে ফেলে এবং জীবন কার্যকলাপের জন্য উপকারী পদার্থ শোষণ করে। এই শোষণ প্রক্রিয়াটি বাহ্যিক পরিবেশের দ্রবণের ঘনত্ব, উপাদানের বিশুদ্ধতা ইত্যাদি দ্বারা সরাসরি প্রভাবিত হয়। লবণ যোগ করলে ব্যাকটেরিয়ার শোষণ পরিবেশ ব্যাহত বা অবরুদ্ধ হয়, যার ফলে ব্যাকটেরিয়ার জীবন কার্যকলাপ বাধাগ্রস্ত হয় বা এমনকি মারাও যায়। এই পরিস্থিতি ব্যাকটেরিয়ার স্বতন্ত্র অবস্থা, প্রজাতির অবস্থা, লবণের প্রকার এবং লবণের ঘনত্বের কারণে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়।
৩. অণুজীবের বিষক্রিয়া ও মৃত্যু
কিছু লবণ ব্যাকটেরিয়ার জীবন কার্যকলাপের সাথে তাদের অভ্যন্তরে প্রবেশ করে তাদের অভ্যন্তরীণ জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া প্রক্রিয়া নষ্ট করে দেয়, এবং কিছু লবণ ব্যাকটেরিয়ার কোষ ঝিল্লির সাথে বিক্রিয়া করে তাদের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে দেয়, ফলে তারা আর নিজেদের রক্ষা করতে পারে না অথবা ব্যাকটেরিয়ার জন্য উপকারী কিছু ক্ষতিকর পদার্থ শোষণ করতে পারে না। এর ফলে ব্যাকটেরিয়ার জীবন কার্যকলাপ বাধাগ্রস্ত হয় বা ব্যাকটেরিয়া মারা যায়। এদের মধ্যে ভারী ধাতব লবণগুলো অন্যতম, এবং কিছু জীবাণুমুক্তকরণ পদ্ধতি এই নীতি ব্যবহার করে।
গবেষণায় দেখা গেছে যে, জৈব-রাসায়নিক পরিশোধনের উপর উচ্চ লবণাক্ততার প্রভাব প্রধানত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে প্রতিফলিত হয়:
লবণাক্ততা বাড়লে অ্যাক্টিভেটেড স্লাজের বৃদ্ধি প্রভাবিত হয়। এর বৃদ্ধি রেখায় নিম্নলিখিত পরিবর্তনগুলো দেখা যায়: অভিযোজন কাল দীর্ঘতর হয়; লগারিদমিক বৃদ্ধি কালে বৃদ্ধির হার কমে যায়; এবং মন্দন বৃদ্ধি কালের সময়কাল দীর্ঘতর হয়।
২. লবণাক্ততা অণুজীবীয় শ্বসন এবং কোষ লিসিসকে শক্তিশালী করে।
৩. লবণাক্ততা জৈব পদার্থের পচনশীলতা ও বিয়োজনযোগ্যতা হ্রাস করে। এটি জৈব পদার্থের অপসারণ হার এবং বিয়োজন হার কমিয়ে দেয়।
৩. জৈব-রাসায়নিক ব্যবস্থা কত উচ্চ লবণ ঘনত্ব সহ্য করতে পারে?
“শহুরে পয়ঃনিষ্কাশন ব্যবস্থায় নির্গত পয়ঃবর্জ্যের গুণগত মান” (সিজে-৩৪৩-২০১০) অনুযায়ী, দ্বিতীয় পর্যায়ের পরিশোধনের জন্য পয়ঃবর্জ্য শোধনাগারে প্রবেশের সময়, শহুরে পয়ঃনিষ্কাশন ব্যবস্থায় নির্গত পয়ঃবর্জ্যের গুণগত মানকে অবশ্যই গ্রেড বি (সারণি ১)-এর শর্তাবলী মেনে চলতে হবে, যার মধ্যে ক্লোরিন রাসায়নিক ৬০০ মিগ্রা/লি এবং সালফেট ৬০০ মিগ্রা/লি অন্তর্ভুক্ত।
“বহিরাঙ্গন নিষ্কাশন ব্যবস্থার নকশার বিধিমালা” (জিবিজে ১৪-৮৭)-এর (জিবি৫০০১৪-২০০৬ এবং ২০১১ সংস্করণে লবণের পরিমাণ নির্দিষ্ট করা নেই) পরিশিষ্ট ৩-এর “জৈবিক পরিশোধন কাঠামোর প্রবেশ পথের জলে ক্ষতিকারক পদার্থের অনুমোদিত ঘনত্ব” অনুযায়ী, সোডিয়াম ক্লোরাইডের অনুমোদিত ঘনত্ব হলো ৪০০০ মিলিগ্রাম/লিটার।
প্রকৌশলগত অভিজ্ঞতালব্ধ তথ্য থেকে দেখা যায় যে, বর্জ্যজলে ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব ২০০০ মিলিগ্রাম/লিটারের বেশি হলে অণুজীবের কার্যকলাপ ব্যাহত হয় এবং সিওডি (COD) অপসারণের হার উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়; আবার বর্জ্যজলে ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব ৮০০০ মিলিগ্রাম/লিটারের বেশি হলে স্লাজের আয়তন বৃদ্ধি পায়, জলের উপরিভাগে প্রচুর পরিমাণে ফেনা দেখা যায় এবং অণুজীবগুলো একে একে মারা যেতে থাকে।
সাধারণ পরিস্থিতিতে, আমাদের বিশ্বাস যে ২০০০ মিলিগ্রাম/লিটারের বেশি ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব এবং ২% (যা ২০০০০ মিলিগ্রাম/লিটারের সমতুল্য) এর কম লবণাক্ততা অ্যাক্টিভেটেড স্লাজ পদ্ধতির মাধ্যমে শোধন করা সম্ভব। তবে, লবণাক্ততার পরিমাণ যত বেশি হবে, অভিযোজনের সময়ও তত বেশি লাগবে। কিন্তু একটি বিষয় মনে রাখতে হবে, আগত জলের লবণাক্ততা অবশ্যই স্থিতিশীল হতে হবে এবং এর খুব বেশি ওঠানামা করা চলবে না, অন্যথায় জৈব-রাসায়নিক ব্যবস্থা তা সহ্য করতে পারবে না।
৪. উচ্চ লবণাক্ত বর্জ্য জলের জৈব-রাসায়নিক শোধনের ব্যবস্থা
১. সক্রিয় স্লাজের গৃহপালন
যখন লবণাক্ততা ২ গ্রাম/লিটারের কম থাকে, তখন গৃহপালন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে লবণাক্ত বর্জ্য জল শোধন করা যায়। জৈব-রাসায়নিক সরবরাহকৃত জলের লবণাক্ততা ক্রমান্বয়ে বাড়ানোর মাধ্যমে, অণুজীবগুলো তাদের নিজস্ব অভিস্রবণ চাপ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির দ্বারা কোষের অভ্যন্তরে অভিস্রবণ চাপের ভারসাম্য রক্ষা করে অথবা কোষের ভেতরের প্রোটোপ্লাজমকে রক্ষা করে। এই নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে কম আণবিক ওজনের পদার্থ জমা করে একটি নতুন বহিঃকোষীয় প্রতিরক্ষামূলক স্তর গঠন করা এবং নিজেদের বিপাকীয় পথ নিয়ন্ত্রণ করা, জিনগত গঠনে পরিবর্তন আনা ইত্যাদি।
অতএব, সাধারণ অ্যাক্টিভেটেড স্লাজ একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে ডমেস্টিকেশনের মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট লবণ ঘনত্বের পরিসরের মধ্যে উচ্চ-লবণাক্ত বর্জ্য জল পরিশোধন করতে পারে। যদিও অ্যাক্টিভেটেড স্লাজ ডমেস্টিকেশনের মাধ্যমে সিস্টেমের লবণ সহনশীলতার পরিসর বাড়াতে এবং সিস্টেমের পরিশোধন দক্ষতা উন্নত করতে পারে, অ্যাক্টিভেটেড স্লাজের অণুজীবদের লবণের প্রতি সহনশীলতার পরিসর সীমিত এবং তারা পরিবেশের পরিবর্তনের প্রতি সংবেদনশীল। যখন ক্লোরাইড আয়নের পরিবেশ হঠাৎ পরিবর্তিত হয়, তখন অণুজীবদের অভিযোজন ক্ষমতা তাৎক্ষণিকভাবে বিলুপ্ত হয়ে যায়। ডমেস্টিকেশন হলো পরিবেশের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার জন্য অণুজীবদের একটি অস্থায়ী শারীরবৃত্তীয় সমন্বয় মাত্র এবং এর কোনো জিনগত বৈশিষ্ট্য নেই। এই অভিযোজনগত সংবেদনশীলতা পয়ঃনিষ্কাশন পরিশোধনের জন্য অত্যন্ত ক্ষতিকর।
অ্যাক্টিভেটেড স্লাজের অভিযোজন সময় সাধারণত ৭-১০ দিন। এই অভিযোজন স্লাজের অণুজীবদের লবণের ঘনত্বের প্রতি সহনশীলতা বাড়াতে পারে। অভিযোজনের প্রাথমিক পর্যায়ে অ্যাক্টিভেটেড স্লাজের ঘনত্ব কমে যাওয়ার কারণ হলো, লবণাক্ত দ্রবণ অণুজীবদের বিষক্রিয়া ঘটায় এবং কিছু অণুজীবের মৃত্যু ঘটায়। এটি নেতিবাচক বৃদ্ধি প্রদর্শন করে। অভিযোজনের পরবর্তী পর্যায়ে, পরিবর্তিত পরিবেশের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া অণুজীবরা বংশবৃদ্ধি শুরু করে, ফলে অ্যাক্টিভেটেড স্লাজের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।সিওডিউদাহরণস্বরূপ, ১.৫% এবং ২.৫% সোডিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণে অ্যাক্টিভেটেড স্লাজ ব্যবহার করে অভিযোজনের প্রাথমিক এবং পরবর্তী পর্যায়ে সিওডি (COD) অপসারণের হার হলো যথাক্রমে: ৬০%, ৮০% এবং ৪০%, ৬০%।
২. পানি পাতলা করুন।
জৈব-রাসায়নিক সিস্টেমে লবণের ঘনত্ব কমানোর জন্য, আগত পানিকে এমনভাবে লঘু করা যেতে পারে যাতে লবণের পরিমাণ বিষাক্ত সীমার চেয়ে কম থাকে এবং জৈবিক পরিশোধন প্রক্রিয়া বাধাগ্রস্ত না হয়। এর সুবিধা হলো, পদ্ধতিটি সরল এবং এর পরিচালনা ও ব্যবস্থাপনা সহজ; এর অসুবিধা হলো, এটি প্রক্রিয়াকরণের পরিধি, অবকাঠামোগত বিনিয়োগ এবং পরিচালন ব্যয় বাড়িয়ে দেয়।
৩. লবণ-সহনশীল ব্যাকটেরিয়া নির্বাচন করুন
হ্যালোটলারেন্ট ব্যাকটেরিয়া বলতে সেইসব ব্যাকটেরিয়াকে বোঝায় যারা উচ্চ মাত্রার লবণ সহ্য করতে পারে। শিল্পক্ষেত্রে, এগুলি মূলত অবলিগেট স্ট্রেইন যা স্ক্রিনিং এবং এনরিচমেন্টের মাধ্যমে তৈরি করা হয়। বর্তমানে, সর্বোচ্চ প্রায় ৫% লবণাক্ততা সহ্য করে এরা স্থিতিশীলভাবে কাজ করতে পারে। এটিকে এক ধরনের উচ্চ-লবণাক্ত বর্জ্য জল হিসেবেও বিবেচনা করা হয়। এটি একটি জৈব-রাসায়নিক পরিশোধন পদ্ধতি!
৪. একটি যুক্তিসঙ্গত প্রক্রিয়া প্রবাহ বেছে নিন।
ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্বের ভিন্নতার জন্য ভিন্ন ভিন্ন পরিশোধন প্রক্রিয়া নির্বাচন করা হয়, এবং পরবর্তী বায়বীয় অংশে ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্বের সহনশীল পরিসর কমানোর জন্য যথাযথভাবে অবায়বীয় প্রক্রিয়াটি নির্বাচন করা হয়।
লবণাক্ততা যখন ৫ গ্রাম/লিটারের বেশি হয়, তখন লবণমুক্তকরণের জন্য বাষ্পীভবন ও ঘনীকরণই সবচেয়ে সাশ্রয়ী এবং কার্যকর পদ্ধতি। অন্যান্য পদ্ধতি, যেমন লবণ ধারণকারী ব্যাকটেরিয়া চাষের পদ্ধতিগুলোতে এমন কিছু সমস্যা রয়েছে যা শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগ করা কঠিন।
লিয়ানহুয়া কোম্পানি উচ্চ লবণাক্ত বর্জ্য জল পরীক্ষার জন্য দ্রুতগতির সিওডি অ্যানালাইজার সরবরাহ করতে পারে, কারণ আমাদের রাসায়নিক রিএজেন্ট হাজার হাজার ক্লোরাইড আয়নের হস্তক্ষেপ প্রতিহত করতে সক্ষম।
পোস্ট করার সময়: ২৫-জানুয়ারি-২০২৪
