অ্যাসিডযুক্ত বর্জ্য জলের পরিশোধন

অম্লীয় বর্জ্য জল হলো সেই বর্জ্য জল যার pH মান ৬-এর কম। অ্যাসিডের বিভিন্ন প্রকার ও ঘনত্বের উপর ভিত্তি করে, অম্লীয় বর্জ্য জলকে অজৈব অ্যাসিড বর্জ্য জল এবং জৈব অ্যাসিড বর্জ্য জলে ভাগ করা যায়; তীব্র অ্যাসিড বর্জ্য জল এবং দুর্বল অ্যাসিড বর্জ্য জল; মনোঅ্যাসিড বর্জ্য জল এবং পলিঅ্যাসিড বর্জ্য জল; কম ঘনত্বের অম্লীয় বর্জ্য জল এবং উচ্চ ঘনত্বের অম্লীয় বর্জ্য জল। সাধারণত অম্লীয় বর্জ্য জলে কিছু অ্যাসিড থাকার পাশাপাশি প্রায়শই ভারী ধাতব আয়ন ও তাদের লবণ এবং অন্যান্য ক্ষতিকারক পদার্থও থাকে। অম্লীয় বর্জ্য জল বিভিন্ন উৎস থেকে আসে, যার মধ্যে রয়েছে খনি নিষ্কাশন, হাইড্রোমেটালার্জি, স্টিল রোলিং, স্টিল এবং অলৌহ ধাতুর পৃষ্ঠতলের অ্যাসিড ট্রিটমেন্ট, রাসায়নিক শিল্প, অ্যাসিড উৎপাদন, রঞ্জক, তড়িৎ বিশ্লেষণ, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, কৃত্রিম তন্তু এবং অন্যান্য শিল্প খাত। সাধারণ অম্লীয় বর্জ্য জল হলো সালফিউরিক অ্যাসিড বর্জ্য জল, এরপরেই রয়েছে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং নাইট্রিক অ্যাসিড বর্জ্য জল। প্রতি বছর চীন প্রায় দশ লক্ষ ঘনমিটার শিল্প বর্জ্য অ্যাসিড নির্গমন করে। এই বর্জ্য জল যদি কোনো রকম পরিশোধন ছাড়াই সরাসরি নিষ্কাশন করা হয়, তবে তা পাইপলাইন ক্ষয় করে, ফসলের ক্ষতি করে, মাছের ক্ষতি করে, জাহাজের ক্ষতি করে এবং পরিবেশের স্বাস্থ্য ধ্বংস করে। শিল্প অ্যাসিড বর্জ্য জল নিষ্কাশনের আগে অবশ্যই জাতীয় নির্গমন মান অনুযায়ী পরিশোধন করতে হবে। অ্যাসিড বর্জ্য জল পুনর্ব্যবহার এবং পুনঃপ্রক্রিয়াজাত করা যেতে পারে। বর্জ্য অ্যাসিড পরিশোধনের ক্ষেত্রে যে পদ্ধতিগুলো বেছে নেওয়া যেতে পারে তার মধ্যে রয়েছে লবণ পরিশোধন, ঘনীকরণ পদ্ধতি, রাসায়নিক প্রশমন পদ্ধতি, নিষ্কাশন পদ্ধতি, আয়ন বিনিময় রেজিন পদ্ধতি, মেমব্রেন পৃথকীকরণ পদ্ধতি ইত্যাদি।

১. লবণ পুনর্ব্যবহার

তথাকথিত সল্টিং আউট হলো বর্জ্য অ্যাসিডে থাকা প্রায় সমস্ত জৈব অপদ্রব্যকে অধঃক্ষেপিত করার জন্য প্রচুর পরিমাণে সম্পৃক্ত লবণ জল ব্যবহার করা। তবে, এই পদ্ধতিতে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড উৎপন্ন হয় এবং এটি বর্জ্য অ্যাসিডে থাকা সালফিউরিক অ্যাসিডের পুনরুদ্ধার ও ব্যবহারকে প্রভাবিত করে। তাই, সোডিয়াম বাইসালফেটের সম্পৃক্ত দ্রবণ দিয়ে বর্জ্য অ্যাসিডের জৈব অপদ্রব্য সল্টিং আউট করার পদ্ধতিটি নিয়ে গবেষণা করা হয়েছে।
বর্জ্য অ্যাসিডে সালফিউরিক অ্যাসিড এবং বিভিন্ন জৈব অপদ্রব্য থাকে, যার মধ্যে প্রধানত রয়েছে অল্প পরিমাণে ৬-ক্লোরো-৩-নাইট্রোটলুইন-৪-সালফোনিক অ্যাসিড এবং সালফোনেশন, ক্লোরিনেশন ও নাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়ায় টলুইন থেকে উৎপন্ন ৬-ক্লোরো-৩-নাইট্রোটলুইন-৪-সালফোনিক অ্যাসিড ব্যতীত অন্যান্য বিভিন্ন আইসোমার। সল্টিং আউট পদ্ধতি হলো বর্জ্য অ্যাসিডে থাকা প্রায় সমস্ত জৈব অপদ্রব্যকে অধঃক্ষেপিত করার জন্য প্রচুর পরিমাণে সম্পৃক্ত লবণাক্ত জল ব্যবহার করা। সল্ট-আউট পুনর্ব্যবহার পদ্ধতিটি কেবল বর্জ্য অ্যাসিডে থাকা বিভিন্ন জৈব অপদ্রব্যই অপসারণ করে না, বরং চক্রীয় উৎপাদনে ব্যবহারের জন্য সালফিউরিক অ্যাসিডও পুনরুদ্ধার করে, যা খরচ এবং শক্তি সাশ্রয় করে।

২. রোস্ট করার পদ্ধতি

হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মতো উদ্বায়ী অ্যাসিডের ক্ষেত্রে রোস্টিং পদ্ধতি প্রয়োগ করা হয়, যেখানে রোস্টিংয়ের মাধ্যমে এটিকে দ্রবণ থেকে পৃথক করে পুনরুদ্ধার প্রভাব অর্জন করা হয়।

৩. রাসায়নিক প্রশমন পদ্ধতি

H+(aq)+OH-(aq)=H2O-এর মৌলিক অ্যাসিড-ক্ষার বিক্রিয়াটিও অ্যাসিডযুক্ত বর্জ্য জল পরিশোধনের একটি গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তি। অ্যাসিডযুক্ত বর্জ্য জল পরিশোধনের সাধারণ পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে প্রশমন ও পুনর্ব্যবহার, অ্যাসিড-ক্ষার বর্জ্য জলের পারস্পরিক প্রশমন, ঔষধ দ্বারা প্রশমন, পরিস্রাবণ দ্বারা প্রশমন ইত্যাদি। চীনের কিছু লোহা ও ইস্পাত শিল্পের শুরুর দিকে, তাদের বেশিরভাগই হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং সালফিউরিক অ্যাসিড পিকলিং-এর বর্জ্য তরল পরিশোধনের জন্য অ্যাসিড-ক্ষার প্রশমন পদ্ধতি ব্যবহার করত, যাতে pH মান নির্গমনের মানদণ্ডে পৌঁছায়। অ্যাসিড-ক্ষার প্রশমনের কাঁচামাল হিসেবে সোডিয়াম কার্বনেট (সোডা অ্যাশ), সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড, চুনাপাথর বা চুন ব্যবহৃত হয়, যা সস্তা এবং সহজে চুন তৈরি করা যায়।

৪. নিষ্কাশন পদ্ধতি

তরল-তরল নিষ্কাশন, যা দ্রাবক নিষ্কাশন নামেও পরিচিত, একটি একক প্রক্রিয়া যা কাঁচামাল তরলের উপাদানগুলির উপযুক্ত দ্রাবকে দ্রবণীয়তার পার্থক্য ব্যবহার করে পৃথকীকরণ সম্পন্ন করে। অ্যাসিডযুক্ত বর্জ্য জলের শোধনের ক্ষেত্রে, অ্যাসিডযুক্ত বর্জ্য জল এবং জৈব দ্রাবককে সম্পূর্ণরূপে সংস্পর্শে আনা প্রয়োজন, যাতে বর্জ্য অ্যাসিডে থাকা অপদ্রব্যগুলি দ্রাবকে স্থানান্তরিত হয়। নিষ্কাশকটির জন্য প্রয়োজনীয়তাগুলি হলো: (১) বর্জ্য অ্যাসিডের জন্য নিষ্ক্রিয়, বর্জ্য অ্যাসিডের সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে না এবং বর্জ্য অ্যাসিডে দ্রবীভূত হয় না; (২) বর্জ্য অ্যাসিডে থাকা অপদ্রব্যগুলির নিষ্কাশক এবং সালফিউরিক অ্যাসিডে উচ্চ বিভাজন সহগ রয়েছে; (৩) দাম সস্তা এবং সহজে পাওয়া যায়; (৪) অপদ্রব্য থেকে সহজে পৃথক করা যায়, স্ট্রিপিংয়ের সময় ক্ষতি কম হয়। সাধারণ নিষ্কাশকগুলির মধ্যে রয়েছে বেনজিন (টলুইন, নাইট্রোবেনজিন, ক্লোরোবেনজিন), ফেনল (ক্রিওসোট ক্রুড ডাইফেনল), হ্যালোজেনেটেড হাইড্রোকার্বন (ট্রাইক্লোরোইথেন, ডাইক্লোরোইথেন), আইসোপ্রোপাইল ইথার এবং N-503।

৫. আয়ন বিনিময় রেজিন পদ্ধতি

আয়ন বিনিময় রেজিনের মাধ্যমে জৈব অ্যাসিড বর্জ্য তরল পরিশোধনের মূল নীতি হলো, কিছু আয়ন বিনিময় রেজিন বর্জ্য অ্যাসিড দ্রবণ থেকে জৈব অ্যাসিড শোষণ করে এবং অজৈব অ্যাসিড ও ধাতব লবণকে বর্জন করে বিভিন্ন অ্যাসিড ও লবণের পৃথকীকরণ সাধন করে।

৬. ঝিল্লি পৃথকীকরণ পদ্ধতি

অম্লীয় বর্জ্য তরলের জন্য ডায়ালাইসিস এবং ইলেক্ট্রডায়ালাইসিসের মতো মেমব্রেন পরিশোধন পদ্ধতিও ব্যবহার করা যেতে পারে। বর্জ্য অ্যাসিডের মেমব্রেন পুনরুদ্ধার প্রধানত ডায়ালাইসিসের নীতি অবলম্বন করে, যা ঘনত্বের পার্থক্যের দ্বারা চালিত হয়। সম্পূর্ণ যন্ত্রটি ডিফিউশন ডায়ালাইসিস মেমব্রেন, তরল বিতরণকারী প্লেট, শক্তিবর্ধক প্লেট, তরল প্রবাহ প্লেট ফ্রেম ইত্যাদি দ্বারা গঠিত এবং এটি বর্জ্য তরলের মধ্যে থাকা পদার্থগুলোকে পৃথক করার মাধ্যমে পৃথকীকরণের কার্যকারিতা অর্জন করে।

৭. শীতলীকরণ স্ফটিকীকরণ পদ্ধতি

শীতলীকরণ কেলাসীকরণ পদ্ধতি হলো দ্রবণের তাপমাত্রা কমিয়ে দ্রাবকে অধঃক্ষেপিত করার একটি পদ্ধতি। এটি বর্জ্য অ্যাসিড পরিশোধন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়, যেখানে বর্জ্য অ্যাসিডে থাকা অশুদ্ধিগুলোকে শীতল করে বের করে দেওয়া হয়, যাতে প্রয়োজনীয় মানসম্পন্ন এবং পুনঃব্যবহারযোগ্য অ্যাসিড দ্রবণ পুনরুদ্ধার করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি রোলিং মিলের অ্যাসিল-ওয়াশিং প্রক্রিয়া থেকে নির্গত বর্জ্য সালফিউরিক অ্যাসিডে প্রচুর পরিমাণে ফেরাস সালফেট থাকে, যা ঘনীকরণ-কেলাসীকরণ এবং পরিস্রাবণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পরিশোধন করা হয়। পরিস্রাবণের মাধ্যমে ফেরাস সালফেট অপসারণের পর, অ্যাসিডটিকে ক্রমাগত ব্যবহারের জন্য স্টিল পিকলিং প্রক্রিয়ায় ফিরিয়ে দেওয়া যেতে পারে।

শীতলীকরণ স্ফটিকীকরণের অনেক শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগ রয়েছে, যা এখানে ধাতু প্রক্রিয়াকরণে পিকলিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে চিত্রিত করা হয়েছে। ইস্পাত এবং যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণে, ধাতব পৃষ্ঠের মরিচা দূর করার জন্য সাধারণত সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণ ব্যবহার করা হয়। তাই, বর্জ্য অ্যাসিডের পুনর্ব্যবহার খরচ ব্যাপকভাবে কমাতে এবং পরিবেশ রক্ষা করতে পারে। এই প্রক্রিয়াটি সম্পন্ন করার জন্য শিল্পে শীতলীকরণ স্ফটিকীকরণ ব্যবহার করা হয়।

৮. জারণ পদ্ধতি

এই পদ্ধতিটি দীর্ঘদিন ধরে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। এর মূলনীতি হলো, উপযুক্ত পরিস্থিতিতে জারক পদার্থের সাহায্যে বর্জ্য সালফিউরিক অ্যাসিডে থাকা জৈব অপদ্রব্যগুলোকে বিয়োজিত করা, যাতে সেগুলো কার্বন ডাইঅক্সাইড, পানি, নাইট্রোজেন অক্সাইড ইত্যাদিতে রূপান্তরিত হয়ে সালফিউরিক অ্যাসিড থেকে পৃথক হয় এবং বর্জ্য সালফিউরিক অ্যাসিডকে বিশুদ্ধ ও পুনরুদ্ধার করা যায়। সাধারণত ব্যবহৃত জারক পদার্থগুলো হলো হাইড্রোজেন পারঅক্সাইড, নাইট্রিক অ্যাসিড, পারক্লোরিক অ্যাসিড, হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড, নাইট্রেট, ওজোন ইত্যাদি। প্রতিটি জারক পদার্থেরই নিজস্ব সুবিধা ও সীমাবদ্ধতা রয়েছে।