ETP বা EC মূলনীতি ও কার্যপ্রণালীর ব্যাখ্যা
তড়িৎ বিশ্লেষণ ভিত্তিক ETP (Effluent Treatment Plant) বা ইলেকট্রোকোঅ্যাগুলেশন (Electrocoagulation বা EC) হলো শিল্পবর্জ্য শোধনের একটি আধুনিক ও পরিবেশবান্ধব প্রযুক্তি। এই পদ্ধতিতে দূষিত পানিতে নিমজ্জিত ধাতব তড়িৎদ্বারের মধ্য দিয়ে নির্দিষ্ট মাত্রার ডিসি (DC) বিদ্যুৎ প্রবাহিত করা হয়। ফলে তড়িৎ-রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে একই সাথে তঞ্চন (Coagulation), ভাসমানকরণ (Flotation) এবং জারণ-বিজারণ (Redox) সম্পন্ন হয়ে পানিতে থাকা যাবতীয় জৈব যৌগ, অজৈব ভারী ধাতু, কৃত্রিম পলিমার এবং রোগসৃষ্টিকারী প্যাথোজেন (ভাইরাস ও ব্যাকটেরিয়া) দূরীভূত হয়।
এই প্রক্রিয়ায় লোহার (Fe) বা অ্যালুমিনিয়ামের (Al) পাতকে ক্ষয়যোগ্য অ্যানোড (Sacrificial Anode) হিসেবে ব্যবহার করা হয়।
(ক) অ্যানোড বিক্রিয়া (ধাতু জারণ): বিদ্যুৎ প্রবাহের ফলে অ্যানোড ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে দ্রবণে সক্রিয় ধাতব ক্যাটায়ন মুক্ত করে:
(খ) ক্যাথোড বিক্রিয়া (পানি বিজারণ): ক্যাথোডে পানি বিজারিত হয়ে হাইড্রোক্সিল আয়ন (OH−) এবং অতিসূক্ষ্ম হাইড্রোজেন গ্যাস (H2) উৎপন্ন করে:
(গ) ধাতব হাইড্রোক্সাইড বা ফ্লক তৈরি: দ্রবণে অ্যানোড ও ক্যাথোডের আয়নগুলো পরস্পর যুক্ত হয়ে আঠালো জেলের মতো ধাতব হাইড্রোক্সাইড বা ‘ফ্লক’ (Floc) গঠন করে:
বর্জ্য পানিতে থাকা বিষাক্ত ভারী ধাতু (Cr6+, Pb2+, Cd2+, Cu2+ ইত্যাদি) অ্যানোড থেকে উৎপন্ন ধাতুর সাথে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া করে অথবা ধাতব হাইড্রোক্সাইডের সাথে জটিল যৌগ (Complex) গঠন করে অদ্রবণীয় অধঃক্ষেপ হিসেবে নিচে থিতিয়ে পড়ে।
কারখানার বর্জ্য পানিতে থাকা রঞ্জক (Dyes), সারফ্যাক্ট্যান্ট ও কৃত্রিম পলিমার কণাগুলো সাধারণত ঋণাত্মক চার্জযুক্ত কলয়েড হিসেবে থাকে। অ্যানোড থেকে মুক্ত হওয়া ধনাত্মক ক্যাটায়ন (Al3+ বা Fe3+) এদের চার্জকে দ্রুত প্রশমিত করে। ফলে পলিমার শৃঙ্খল ও জৈব কণাগুলোর মধ্যকার পারস্পরিক স্থির-বৈদ্যুতিক বিকর্ষণ দূর হয় এবং তারা দ্রুত একত্রিত হয়ে জমাট বাঁধে (Flocculation)।
- ১. সরাসরি কোষঝিল্লি ধ্বংস: উচ্চমাত্রার বাহ্যিক তড়িৎ ক্ষেত্র অণুজীবের কোষঝিল্লি ফুটো (Electroporation) করে সরাসরি ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়া ও ভাইরাসকে মেরে ফেলে।
- ২. শক্তিশালী জারক গঠন: পানিতে প্রাকৃতিকভাবে উপস্থিত ক্লোরাইড আয়ন (Cl−) অ্যানোডে জারিত হয়ে সক্রিয় হাইপোক্লোরাইট আয়ন (OCl−) গঠন করে, যা অত্যন্ত শক্তিশালী জীবাণুনাশক হিসেবে পানিকে সম্পূর্ণরূপে জীবাণুমুক্ত করে:
2Cl− → Cl2 + 2e− ; Cl2 + H2O → HOCl + HCl ; HOCl → H+ + OCl−
ক্যাথোডে উৎপন্ন অতিসূক্ষ্ম হাইড্রোজেন গ্যাসের (H2) বুদ্বুদগুলো নিচ থেকে ওঠার সময় পানির ভাসমান তেল, চর্বি ও হালকা পলিমার কণাগুলোকে ওপরের পৃষ্ঠে ঠেলে তুলে নেয় এবং পানির ওপর একটি ভাসমান ফেনার স্তর (Scum) তৈরি করে, যা স্কিমার দিয়ে সহজে আলাদা করা যায়।
চিত্র: আধুনিক তড়িৎ বিশ্লেষণ ভিত্তিক ETP (ইলেকট্রোকোঅ্যাগুলেশন – Electrocoagulation) কোষের অভ্যন্তরীণ কার্যপ্রণালী
