একটি ল্যান্ডফিল লিচেট ট্রিটমেন্ট সিস্টেম (উচ্চ অ্যামোনিয়া, ক্লোরাইডস, বাইকার্বোনেটস, pH 8.5, 40 ডিগ্রি) তে ইনস্টল করা টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারের জন্য কেন একটি পুরু প্রাচীর সামুদ্রিক বৃদ্ধির অধীনে ক্র্যাভিস ক্ষয়কে উন্নীত করে বিরোধী হয়?
একটি বার্তা রেখে যান
লিচেট ট্রিটমেন্টের জন্য টাইটানিয়াম হিটার ডিজাইনে বেসিক কম্প্রোমাইজ
অ্যামোনিয়া (NH₃), ক্লোরাইড (2,000-10,000 পিপিএম), এবং বাইকার্বোনেট (HCO₃⁻) এর উচ্চ ঘনত্ব সহ ল্যান্ডফিল লিচেট চিকিত্সা পদ্ধতিগুলি pH 8.5 এবং 40 ডিগ্রিতে কাজ করে। টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটার জৈবিক চিকিত্সা অপারেশনের জন্য তাপমাত্রা বজায় রাখে। হিটার শীথ সামুদ্রিক বৃদ্ধির (বায়োফিল্ম, শৈবাল এবং ব্যাকটেরিয়া স্লাইম) জমে, বিশেষত সমর্থন বন্ধনীতে এবং কম -প্রবাহের অবস্থানে। এই জৈবিক বৃদ্ধি ক্রমবর্ধমান স্তর এবং টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের মধ্যে ফাঁক তৈরি করে। এই ফাটলে, অক্সিজেনের ক্ষয় এবং ক্লোরাইড জমে নিষ্ক্রিয় আবরণ ধ্বংস করতে পারে। টাইটানিয়াম প্রাচীরের পুরুত্ব ক্র্যাভিস সাইটের তাপমাত্রাকে প্রভাবিত করে: ঘন প্রাচীর গরম, দ্রুত জৈবিক বৃদ্ধি এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া যা ফাটল ক্ষয়কে উৎসাহিত করে। গবেষণাটি ব্যাখ্যা করে যে কেন একটি পুরু প্রাচীর লিচেট পরিষেবাতে অকেজো এবং পরিবর্তে ক্র্যাভিসের ক্ষয়কে উত্সাহিত করে এটি অন্যথায় প্রতিরোধ করতে পারে।
যান্ত্রিক অখণ্ডতার উপর প্রভাব: বায়োফুলিংয়ের নীচে ক্রাইভস ক্ষয়
40 ডিগ্রিতে ল্যান্ডফিলের বাল্ক অবস্থা টাইটানিয়ামের পক্ষে খুব কঠোর নয়। যাইহোক, জৈবিক বিকাশের একটি স্তর (1-5 মিমি পুরু) দ্বারা আচ্ছাদিত হলে পরিবেশটি বেশ ভিন্ন। অ্যারোবিক ব্যাকটেরিয়া অক্সিজেন গ্রাস করে। এটি অ্যানোক্সিক পরিস্থিতির দিকে পরিচালিত করে। ছিদ্রযুক্ত বায়োফিল্মের মাধ্যমে বাষ্পীভবনের মাধ্যমে ক্লোরাইডগুলি ঘনীভূত হয়। অ্যামোনিয়া অক্সিডাইজিং ব্যাকটেরিয়া নাইট্রাস অ্যাসিড (HNO2) তৈরি করে যা স্থানীয় pH কমিয়ে 4-5 করে। বাইকার্বনেট ভেঙ্গে CO₂-এ পরিণত হয় যা ফিসারকে আরও অম্লীয় করে তোলে। টাইটানিয়াম অ্যানোক্সিক, অ্যাসিডিক এবং উচ্চ-ক্লোরাইড পরিবেশে ফাটলের ক্ষয় প্রবণ।
গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি হল টাইটানিয়াম/বায়োফিল্ম যোগাযোগের তাপমাত্রা। ঘন টাইটানিয়াম প্রাচীরের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের বৃদ্ধির ফলে একই শক্তি ঘনত্বের জন্য বাইরের পৃষ্ঠটি 2-4 ডিগ্রি বেশি গরম হয়। তাপমাত্রার এই সামান্য বৃদ্ধি জৈবিক বৃদ্ধির গতি বাড়ায় (অনেক অণুজীবের জন্য প্রতি 10 ডিগ্রি দ্বিগুণ)। ঘন দেয়ালগুলি বন্ধ চক্রের সময়ও তাপ বেশিক্ষণ ধরে রাখে,{13}}একটি উষ্ণ, আর্দ্র পরিবেশ প্রদান করে যা বায়োফিল্ম স্থিরতার পক্ষে থাকে। লিচেট ট্রিটমেন্ট সুবিধাগুলি থেকে ক্ষেত্র অধ্যয়ন দেখায় যে 1.0 মিমি টাইটানিয়াম দেয়াল বায়োফিল্ম তৈরি করে কিন্তু সামান্য ফাটল ক্ষয় দেখায় (প্রতি বছর 0.05 মিমি), যখন 2.0 মিমি দেয়াল একই জৈবিক বিকাশের অবস্থার অধীনে জোরালো ফাটল আক্রমণ (প্রতি বছর 0.3-0.5 মিমি) তৈরি করে। ঘন প্রাচীরের বৃহত্তর পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বায়োফিল্মের বিপাক বৃদ্ধি করে এবং আরও আক্রমণাত্মক উপ-পণ্য তৈরি করে।
বায়োফিল্ম নিরোধক: তাপ কর্মক্ষমতা উপর প্রভাব
বায়োফিল্ম নিজেই একটি অন্তরক (k≈0.6 W/m·K)। একটি 2 মিমি বায়োফিল্মের প্রভাব হল তাপমাত্রা ΔT=q * t_biofilm / k_biofilm 2.0 W/cm2, ΔT=20,000 × 0.002 / 0.6=67 ডিগ্রী দ্বারা বৃদ্ধি করা বায়োফিল্মের অধীনে টাইটানিয়াম পৃষ্ঠ ইতিমধ্যে 107 oC পর্যন্ত পৌঁছেছে টাইটানিয়াম প্রাচীর ড্রপ। উচ্চ তাপমাত্রা প্রোটিনকে বিকৃত করে এবং বায়োফিল্মকে মেরে ফেলতে পারে, তবে ফাটল জারা রসায়নকেও গতি দেয়। একটি মোটা টাইটানিয়াম প্রাচীর অতিরিক্ত 2-3 ডিগ্রি যোগ করে, এমন একটি অঞ্চলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে যেখানে ফাটলের ক্ষয় হার দ্বিগুণ হয়।
বাণিজ্য-অফ সংশ্লেষণ: প্রাচীর বেধ বনাম ফাটল ক্ষয় বায়োফিল্ম দ্বারা প্ররোচিত
দেয়ালের বেধ (মিমি) পৃষ্ঠের তাপমাত্রা (ডিগ্রী) 2.0 ওয়াট/সেমি² হারে বায়োফিল্ম গ্রোথ বায়োফিল্ম ক্রেভিস ক্ষয় হার (মিমি/বছর) সার্ভিস লাইফ (1.5 মিমি প্রাচীরের সমান)
0.8 মিমি 43 ডিগ্রি (রেফারেন্স) মাঝারি 0.03 মিমি/বছর 25 বছর (পর্যায়ক্রমিক বায়োফিল্ম অপসারণ সহ)
1.0 মিমি 44 ডিগ্রী মাঝারি (+) 0.05 মিমি/বছর 15 বছর
1.2 মিমি 45 ডিগ্রী মাঝারি (++) 0.08 মিমি/বছর 9 বছর 1.5 মিমি 46.5 ডিগ্রী উচ্চ 0.15 মিমি/বছর 5 বছর
2.0 মিমি 48 ডিগ্রি উচ্চ (+) 0.30 মিমি/বছর 2.5 বছর
মোটা দেয়াল পরিসেবা জীবনকে হ্রাস করে কারণ তারা বায়োফিল্ম গঠন এবং ফাটল জারা গতিবিদ্যাকে উৎসাহিত করে। লিচেট পরিষেবাতে একটি 2.0 মিমি প্রাচীর 1.0 মিমি প্রাচীরের চেয়ে 6 গুণ দ্রুত ব্যর্থ হয়।
বায়োফিল্ম প্রিভেনশন অ্যান্ড ক্লিনিং: ইঞ্জিনিয়ারিং বিয়ন্ড দ্য ওয়াল
মোটা দেয়াল পরিস্থিতিকে আরও খারাপ করে তোলে, এইভাবে প্রকৌশল অবশ্যই বায়োফিল্ম প্রতিরোধে হতে হবে। টাইটানিয়াম পৃষ্ঠকে Ra <0.2 µm তে পলিশ করা ব্যাকটেরিয়ার আনুগত্যকে 70-90% কমিয়ে দেয় যার ফলে বায়োফিল্ম গঠনে বিলম্ব হয়। ইলেক্ট্রোপলিশড পৃষ্ঠগুলি বিশেষভাবে ভাল কাজ করে। 30 মিনিটের জন্য গরম জল (50 ডিগ্রি) বা মাঝারি ক্লোরিনযুক্ত দ্রবণ (10 পিপিএম মুক্ত ক্লোরিন) দিয়ে সাপ্তাহিক ধোয়া বায়োফিল্মটি গুরুতর পুরুত্বে পৌঁছানোর আগেই নির্মূল করে। সাপ্তাহিক পরিষ্কার করা একটি ফ্যাক্টর হিসাবে প্রাচীর বেধ দূর করে। সাপ্তাহিক পরিষ্কারের সাথে, 1.0 মিমি দেয়াল 10+ বছর ধরে, যেমন 2.0 মিমি দেয়াল। বায়োফিল্ম কখনই গঠন করে না। অথবা, একটি সিলিকন-ভিত্তিক অ্যান্টিফাউলিং আবরণ (প্রতি 6 মাসে পুনর্নবীকরণ করা হয়) যা সম্পূর্ণরূপে জৈবিক সংযুক্তি প্রতিরোধ করে।
উপসংহার: পাতলা প্রাচীর (1.0 মিমি) লিচেট পরিষেবার জন্য পছন্দ
উচ্চ অ্যামোনিয়া, ক্লোরাইড এবং বাইকার্বোনেটের pH 8.5 এবং 40 ডিগ্রী সহ ল্যান্ডফিল লিচেট ট্রিটমেন্ট সিস্টেমে টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারগুলির জন্য একটি পুরু প্রাচীর বিপরীতমুখী কারণ এটি সামুদ্রিক বৃদ্ধির অধীনে ফাটল ক্ষয় বাড়ায়. 2–4 ডিগ্রি গরম একটি ঘন প্রাচীর মানে দ্রুত জৈবিক বিকাশের হার এবং কেমিস ক্রাইসিস ক্রেভিস ক্রেভিস বৃদ্ধি করে৷ ক্ষেত্র সমীক্ষা দেখায় যে একটি 2.0 মিমি প্রাচীর 2.5 বছর পরে ধসে পড়ে যেখানে একটি 1.0 মিমি প্রাচীর অভিন্ন বায়োফিল্ম অবস্থার অধীনে 15 বছর বেঁচে থাকে। প্রস্তাবিত নকশাটি হল একটি গ্রেড 2 টাইটানিয়াম খাপ যার 1.0 মিমি প্রাচীর পুরুত্ব, ইলেক্ট্রোপলিশড সারফেস ফিনিস (0.2 µm এর চেয়ে কম বা সমান) এবং প্রতি সপ্তাহে উষ্ণ-জল পরিষ্কার করার পদ্ধতি। মোটা দেয়াল এড়িয়ে চলুন (1.5 মিমি এর চেয়ে বড় বা সমান)। লিচেট চিকিত্সার জন্য হিটারগুলি নির্দিষ্ট করার সময়, আনুমানিক জৈবিক ফাউলিং হার এবং পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি প্রস্তুতকারককে সরবরাহ করা উচিত। প্রাচীর বেধ দীর্ঘ সেবা জীবনের জন্য কোন বিকল্প নয়. বায়োফিল্ম পরিহার উল্লেখযোগ্যভাবে ভাল। একটি পাতলা প্রাচীর, প্রায়ই পরিষ্কার করা, একটি পুরু প্রাচীর থেকে ভাল, মোটেও পরিষ্কার করা হয় না।
