দুই-পর্যায়ের ডিটিআরও প্রযুক্তি: বর্জ্য জল শোধন দক্ষতা এবং স্থায়িত্বে বিপ্লব

সারসংক্ষেপডিস্ক-টিউব রিভার্স অসমোসিস (ডিটিআরও) একটি অত্যাধুনিক ঝিল্লি পৃথকীকরণ প্রযুক্তি হিসেবে আত্মপ্রকাশ করেছে, বিশেষ করে উচ্চ ঘনত্বের বর্জ্য জল শোধনের ক্ষেত্রে। এই নিবন্ধটি দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও সিস্টেমের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, এর কাঠামোগত সুবিধা, কার্যকরী প্রক্রিয়া এবং ল্যান্ডফিল লিসিট, শিল্প বর্জ্য জল এবং পৌরসভার নর্দমার মতো শিল্পগুলিতে এর প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলি বিশ্লেষণ করে। একক-পর্যায়ের ডিটিআরও-এর সীমাবদ্ধতাগুলি - যার মধ্যে কম জল পুনরুদ্ধার এবং ঝিল্লি দূষণ অন্তর্ভুক্ত - সমাধান করার মাধ্যমে, দুটি-পর্যায়ের কনফিগারেশন উচ্চতর কর্মক্ষমতা অর্জন করে, যা আধুনিক জল সম্পদ পুনর্ব্যবহারের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সমাধান তৈরি করে।১. ভূমিকাঅগ্রসর বর্জ্য জল শোধনের একটি ভিত্তি হল রিভার্স অসমোসিস (আরও), তবে ঐতিহ্যবাহী সর্পিল-আকৃতির আরও ঝিল্লি উচ্চ-লবণাক্ততা, উচ্চ-দূষণ-যুক্ত বর্জ্য জল (যেমন, ল্যান্ডফিল লিসিট যার সিওডি > ৫,০০০ মিলিগ্রাম/লিটার এবং টিডিএস > ৩০,০০০ মিলিগ্রাম/লিটার) শোধনে সমস্যার সম্মুখীন হয়। ডিটিআরও, যা ১৯৮০-এর দশকে প্রথম বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়েছিল, একটি অনন্য ডিস্ক-টিউব মডিউল ডিজাইন ব্যবহার করে যার মধ্যে টার্বুলেন্স প্রমোটর রয়েছে, যা এটিকে কঠোর অপারেটিং পরিস্থিতিতে টিকে থাকতে সক্ষম করে। দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও সিস্টেম - একটি উচ্চ-চাপের প্রথম পর্যায় এবং একটি মাঝারি-চাপের দ্বিতীয় পর্যায়কে একত্রিত করে - জল পুনরুদ্ধার এবং দূষক প্রত্যাখ্যানকে আরও অপ্টিমাইজ করে, যা টেকসই বর্জ্য জল ব্যবস্থাপনার ক্রমবর্ধমান চাহিদা পূরণ করে।২. দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও-এর প্রযুক্তিগত নীতি২.১ একক-পর্যায় বনাম দুটি-পর্যায়ের কনফিগারেশনএকক-পর্যায়ের ডিটিআরও: কাঁচা বর্জ্য জলকে একবারে শোধন করে, প্রায় ~৭০–৮০% জল পুনরুদ্ধার করে, তবে একটি উচ্চ-ঘনত্বের ঘনীভূতকরণ (টিডিএস > ৬০,০০০ মিলিগ্রাম/লিটার) রেখে যায় যার জন্য আরও নিষ্পত্তি প্রয়োজন।দুই-পর্যায়ের ডিটিআরও:প্রথম পর্যায়: ৬০–৮০ বার-এ কাজ করে, কাঁচা বর্জ্য জলকে শোধন করে পারমিট (৬০–৭০% পুনরুদ্ধার) এবং একটি প্রাথমিক ঘনীভূতকরণ তৈরি করে।দ্বিতীয় পর্যায়: ঘনীভূতকরণ থেকে অতিরিক্ত ৩০–৪০% জল পুনরুদ্ধার করে, প্রাথমিক ঘনীভূতকরণকে ৪০–৬০ বারে শোধন করে।সমগ্র পুনরুদ্ধার: ৯০% পর্যন্ত, চূড়ান্ত ঘনীভূতকরণের পরিমাণ একক-পর্যায়ের সিস্টেমের তুলনায় ৭০–৮০% হ্রাস পায়।২.২ মূল উপাদানডিস্ক-টিউব মডিউল: প্রবাহ চ্যানেল সহ স্ট্যাক করা পলিপ্রোপিলিন ডিস্ক, যা ঝিল্লি সংকুচিত হওয়া প্রতিরোধ করে এবং উচ্চ ক্রস-ফ্লো বেগ (১–৩ মি/সেকেন্ড) সক্ষম করে দূষণ কমাতে সাহায্য করে।উচ্চ-চাপ পাম্প: সুনির্দিষ্ট চাপ নিয়ন্ত্রণের জন্য পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (ভিএফডি) সহ স্টেইনলেস স্টিলের সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প।রাসায়নিক পরিষ্কারকরণ ব্যবস্থা: স্কেলিং (যেমন, CaCO₃, SiO₂) এবং জৈব দূষণ অপসারণের জন্য অ্যাসিড/ক্ষারীয় দ্রবণ সহ সিআইপি (ক্লিন-ইন-প্লেস) ইউনিট।৩. কর্মক্ষমতা সুবিধা৩.১ উচ্চ জল পুনরুদ্ধারঘনীভূতকরণ পুনরায় প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে, দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও পরিষ্কার জলের গ্রহণ এবং বর্জ্য জলের নিঃসরণ হ্রাস করে। উদাহরণস্বরূপ, দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও ব্যবহার করে ১,০০০ m³/দিন ল্যান্ডফিল লিসিট প্ল্যান্ট প্রায় ৯০০ m³/দিন পারমিট (GB/T ১৯9২৩-২০০৫ পুনর্ব্যবহারের মান পূরণ করে) এবং শুধুমাত্র ~১০০ m³/দিন চূড়ান্ত ঘনীভূতকরণ তৈরি করে।৩.২ উন্নত দূষক প্রত্যাখ্যানজৈব পদার্থ: সিওডি প্রত্যাখ্যান > ৯৯% (১০,০০০ মিলিগ্রাম/লিটার থেকে ৯৮%, ভারী ধাতু (Pb, Cd, Cr⁶⁺) প্রত্যাখ্যান > ৯৯.৯%।ক্ষুদ্র-দূষক: ঝিল্লি চালনা এবং শোষণ-এর মাধ্যমে ফার্মাসিউটিক্যালস (যেমন, আইবুপ্রোফেন) এবং এন্ডোক্রাইন-ডিসরাপটিং রাসায়নিক (ইডিসি) -এর কার্যকর অপসারণ।৩.৩ হ্রাসকৃত ঝিল্লি দূষণদুই-পর্যায়ের নকশা পর্যায়গুলির মধ্যে দূষক লোড বিতরণ করে:প্রথম পর্যায় উচ্চ স্থগিত কঠিন পদার্থ (এসএস) এবং কলয়েডগুলি পরিচালনা করে, যা একটি প্রি-ট্রিটমেন্ট সিস্টেম (যেমন, অতি-পরিস্রাবণ, সক্রিয় কার্বন) দ্বারা সুরক্ষিত থাকে।দ্বিতীয় পর্যায় নিম্ন-এসএস ঘনীভূতকরণকে শোধন করে, যা একক-পর্যায়ের সিস্টেমের তুলনায় দূষণের হার ৪০–৫০% কমিয়ে দেয়।ঝিল্লির জীবনকাল: ৩–৫ বছর, অনুরূপ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সর্পিল-আকৃতির আরও-এর চেয়ে ২–৩ গুণ বেশি।৪. শিল্প অ্যাপ্লিকেশন৪.১ ল্যান্ডফিল লিসিট ট্রিটমেন্টকেস স্টাডি: সাংহাইয়ের একটি পৌর ল্যান্ডফিল (২০২৩) একটি ৫০০ m³/দিন দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও সিস্টেম স্থাপন করেছে। ফলাফল:পারমিটের গুণমান: সিওডি < ৮০ মিলিগ্রাম/লিটার, NH₃-N < ১০ মিলিগ্রাম/লিটার, টিডিএস ১,০০,০০০ মিলিগ্রাম/লিটার) এবং হাইড্রোকার্বন সহ উৎপাদিত জলকে শোধন করে। দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও কুলিং টাওয়ারে পুনরায় ব্যবহারের জন্য ৮৫% জল পুনরুদ্ধার করে।খনন শিল্প: উচ্চ ভারী ধাতু (Cu²⁺, Zn²⁺) সহ অ্যাসিড মাইন ড্রেনেজ (এএমডি) শোধন করে। পোস্ট-ট্রিটমেন্টের পর পারমিট পানীয় জলের মান (ডব্লিউএইচও নির্দেশিকা) পূরণ করে।৫. চ্যালেঞ্জ এবং ভবিষ্যতের সম্ভাবনা৫.১ বর্তমান চ্যালেঞ্জশক্তি খরচ: দুটি-পর্যায়ের সিস্টেমের জন্য প্রায় ~২–৩ kWh/m³ বিদ্যুতের প্রয়োজন, যা একক-পর্যায়ের (~১.৫ kWh/m³) চেয়ে বেশি।ঝিল্লির খরচ: ডিটিআরও ঝিল্লি সর্পিল-আকৃতির ঝিল্লির চেয়ে ২–৩ গুণ বেশি ব্যয়বহুল, যদিও দীর্ঘ জীবনকাল সময়ের সাথে সাথে এটি অফসেট করে।৫.২ ভবিষ্যতের প্রবণতাসৌর শক্তির সাথে ইন্টিগ্রেশন: কার্বন পদচিহ্ন কমাতে সৌর/বায়ু শক্তির সাথে সংযোগ (উদাহরণস্বরূপ, অস্ট্রেলিয়ার ১,০০০ m³/দিন প্ল্যান্ট পাম্প চালানোর জন্য ৫০০ কিলোওয়াট সৌর প্যানেল ব্যবহার করে)।স্মার্ট মনিটরিং: দূষণ পূর্বাভাস এবং পরিষ্কারের চক্রকে অপ্টিমাইজ করার জন্য এআই-ভিত্তিক সিস্টেম (যেমন, মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদম), যা ডাউনটাইম ৩০% কমিয়ে দেয়।ঝিল্লি উপাদান উদ্ভাবন: উচ্চ প্রবাহ (৪০ L/m²·h পর্যন্ত) এবং রাসায়নিক প্রতিরোধের সাথে গ্রাফিন-পরিবর্তিত ডিটিআরও ঝিল্লি তৈরি করা।৬. উপসংহারদুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও সিস্টেম বর্জ্য জল শোধনে একটি দৃষ্টান্ত পরিবর্তন উপস্থাপন করে, যা উচ্চ দক্ষতা, স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতাকে ভারসাম্যপূর্ণ করে। চরম বর্জ্য জলের পরিস্থিতি পরিচালনা করার ক্ষমতা এবং জল পুনরুদ্ধারের পরিমাণ সর্বাধিক করার ক্ষমতা এটিকে জল সংকট এবং কঠোর পরিবেশগত বিধিগুলির সম্মুখীন শিল্পগুলির জন্য অপরিহার্য করে তোলে। যেহেতু ঝিল্লি প্রযুক্তি উন্নত হচ্ছে এবং খরচ কমছে, দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও একটি বৃত্তাকার জল অর্থনীতির দিকে বিশ্বব্যাপী পরিবর্তনে কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করবে।কীওয়ার্ড: দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও; বর্জ্য জল শোধন; জল পুনরুদ্ধার; ঝিল্লি দূষণ; ল্যান্ডফিল লিসিটএই নিবন্ধটি প্রযুক্তিগত নীতি থেকে শুরু করে বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশন পর্যন্ত দুটি-পর্যায়ের ডিটিআরও-এর একটি বিস্তৃত ওভারভিউ প্রদান করে, যা ২১ শতকে জরুরি জলের চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলার সম্ভাবনা তুলে ধরে।