پینے کے پانی کی صفائی کے لیے کاربن کے ذریعے جن کی وجہ سے واپس دھونے کی ضرورت کم ہوتی ہے

پینے کے پانی کی صفائی کاربن اور فلٹریشن میں اس کے کردار کو سمجھنا

پینے کے پانی کی صفائی کاربن کیا ہے؟

پانی کی صفائی کے کاربن بنیادی طور پر ایک فعال کاربن ہوتا ہے جسے خاص طور پر پیئے جانے والے پانی میں موجود مختلف چیزوں کو پکڑنے کے لیے تیار کیا گیا ہے۔ یہ جیتھین والے آلودہ کنندہ، ان چھوٹے کلورین کے ذیلی مصنوعات، اور جو بھی ہمارے نل کے پانی میں بری ذائقہ یا بو کا سبب بنتا ہے، اس کو نکالنے میں بہت اچھا کام کرتا ہے۔ زیادہ تر یہ چیزیں ناریل کے خول یا کوئلے سے بنائی جاتی ہیں، جس سے ایک بہت متخلخل مادہ وجود میں آتا ہے جس کی سطح کا رقبہ ہر گرام میں 1,000 مربع میٹر سے بھی زیادہ ہو سکتا ہے۔ اس کی وجہ سے یہ گھلی ہوئی آلائش کو جسمانی اور کیمیائی دونوں طریقوں سے جذب کر سکتا ہے۔ جو اسے معمول کے فلٹروں سے مختلف کرتا ہے وہ یہ ہے کہ یہ ان چھوٹے جیتھین مالیکیولز کو نشانہ بناتا ہے جو دیگر فلٹریشن نظاموں میں رکاوٹ ڈال دیتے ہیں۔ ہم دیکھ رہے ہیں کہ زیادہ تر شہر اس ٹیکنالوجی کو اپنا رہے ہیں خصوصاً جب ان کے ذریعہ پانی میں TOC کی سطح تقریباً 5 ملی گرام/لیٹر سے زیادہ ہو۔ حالیہ مطالعات اس رجحان کی تائید کرتے ہیں، جس کی وجہ سے مقامی حکام صاف پانی کے لیے فعال کاربن کے حل کی طرف مڑ رہے ہیں۔

فعال کاربن فلٹر کی کارکردگی اور واپس دھونے کی تعدد پر کیسے اثر ڈالتا ہے

ایکٹی ویٹڈ کاربن میں مجموعی فلٹریشن کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے 60-90% نامیاتی آلودگی کو ختم کرکے قبل از وقت ریت یا ممبران فلٹرز تک پہنچنے سے۔ یہ پری ٹریٹمنٹ بنیادی فلٹریشن مراحل پر مکینیکل دباؤ کو کم کرتی ہے، فلٹر چلنے کے وقت کو بڑھاتی ہے اور بیک واش کی بار بار کی ضرورت کو 30-50% تک کم کردیتی ہے۔ اس میں بہتری دو اہم طریقوں سے آتی ہے:

• آلودہ مادہ کو قید کرنا : نامیاتی مالیکیولز کاربن کے مائیکرو پورز کے اندر جم جاتے ہیں بجائے فلٹر میڈیا کی سطح پر لیپٹنے کے
• کم حیاتیاتی سرگرمی : نامیاتی دستیابی کم ہونے سے فلٹرز پر بائیو فلم کی تشکیل محدود ہوتی ہے

صنعتی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کاربن کے 15-20 ملی گرام فی لیٹر کے ساتھ پری ٹریٹمنٹ بیک واش سائیکلز کو 40% تک کم کرسکتا ہے، آپریشنل کارکردگی میں بہتری لاتا ہے اور دیکھ بھال کی ضرورت کو کم کرتا ہے۔

نامیاتی کاربن لوڈ اور فلٹریشن کی کارکردگی کے درمیان تعلق

زیادہ آرگینک کاربن لوڈز (10–25 ملی گرام/لیٹر ٹی او سی) کے ساتھ ذریعہ آب کو کنٹامینینٹس کی ریموول اور ہائیڈرولک پرفارمنس کے درمیان توازن قائم رکھنے کے لیے کاربن ڈوسنگ کو خاص احتیاط سے کیا جانا چاہیے۔ جب کاربن کی کمیت میں اضافہ ہوتا ہے تو ریموول ایفی شنسی میں بھی اضافہ ہوتا ہے اور یہ 97 فیصد تک پہنچ سکتی ہے۔ تاہم 20 ملی گرام/لیٹر سے زیادہ ڈوز کے استعمال سے فائدہ کم ہوتا ہے اور دباؤ میں اضافہ بھی تیز ہو سکتا ہے۔

NSF/ANSI معیار پانی کی تقسیم کے نیٹ ورکس میں بائیو فلم کی بڑھوتری کو کم کرنے کے لیے پینے کے پانی میں کاربن کی سطح کو 20 ملی گرام/لیٹر پر روکنے کی سفارش کرتا ہے۔ TOC میں ہر 1 ملی گرام/لیٹر کمی کے ساتھ، آپریٹرز کو عام طور پر فلٹر چلانے کا اضافی وقت 8–12 گھنٹے ملتا ہے۔

## کیسے پینے کے پانی کی صفائی میں کاربن فلٹر کی صفائی کی تعدد کو کم کرتا ہے

کاربن-اینہانسڈ فلٹریشن کے ساتھ بیک واش فریکوئنسی میں کمی کے مشاہداتی رجحانات

پری ٹریٹمنٹ میں ایکٹی ویٹڈ کاربن کا استعمال کرتے ہوئے پانی کے علاج کے نظام میں مسلسل کم بیک واش کی ضرورت ہوتی ہے۔ 2023 کے مطالعہ میں پتہ چلا کہ روایتی ریت کے فلٹریشن کے مقابلے میں چھ ماہ کے دوران بیک واش سائیکلوں میں 25 فیصد کمی آئی۔ جو کاربن فلٹر بستر میں دباؤ کی تعمیر کو روکنے کے لیے کاربن کو انسانی اعضاء کو سونگھ لیتا ہے۔ فیسلٹیز نے رپورٹ دی کہ فلو ریٹس 18–22 فیصد زیادہ وقت تک مستحکم رہتے ہیں، بیک واش شروع کرنے سے قبل، دونوں پانی کی بازیابی اور توانائی کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔

کیس اسٹڈی: مقامی پانی کے پلانٹ میں کاربن ڈوسنگ کو بہتر بنانے کے ساتھ 40 فیصد کم بیک واش حاصل کرنا

مڈ ویسٹ میں ایک بلدیاتی پلانٹ نے پری ٹریٹمنٹ کے دوران 12 ملی گرام فی لیٹر پر گرینولیٹیڈ ایکٹی ویٹیڈ کاربن کے استعمال کے بعد سالانہ بیک واش سائیکلز کو 72 سے گھٹا کر 43 کر دیا - 40 فیصد کمی - اس کے نتیجے میں 89 فیصد تک ٹربڈی میں کمی آئی، جس سے ریپڈ سینڈ فلٹرز کو 54 گھنٹوں سے بڑھ کر 78 گھنٹوں تک چلانے کا موقع ملا۔ اس تبدیلی سے سالانہ طور پر 1.2 ملین گیلن بیک واش پانی کی بچت ہوئی اور توانائی کی لاگت میں 18,000 ڈالر کی کمی واقع ہوئی۔

ڈیٹا ان سائٹ: کاربن کی توجی اور طویل فلٹر چلانے کے درمیان تعلق

142 فلٹریشن سسٹمز سے حاصل کیے گئے آپریشنل ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ کاربن خوراک اور فلٹر کی کارکردگی میں توسیع کے درمیان گہرا تعلق ہے:

کاربن کی خوراک 10 ملی گرام فی لیٹر سے زیادہ رکھنے والے سسٹمز میں اعداد و شمار کے لحاظ سے قابل اعتماد بہتری دیکھی گئی (p < 0.05)، جیسا کہ 2024 کے واٹر ٹریٹمنٹ اینالیٹکس میں بیان کیا گیا ہے۔

کاربن کے باعث فلٹر استحکام میں اضافے کے پیچھے کے مکینزم

آرگینک کاربن کی وجہ سے پارٹیکل برڈجنگ اور بائیو فلم کی تشکیل میں اضافہ

جب فعال کوئلہ استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ ذرات کو ایک ساتھ چپکنے میں مدد دیتا ہے جسے ذرات کا پل بنانا کہا جاتا ہے۔ بنیادی طور پر، معلق مادہ کاربن سے منسلک آلودگی کے ارد جمع ہوتا ہے، جو کہ برقی قوتوں کی وجہ سے ہوتا ہے جو چھوٹے چمگادڑوں کی طرح کام کرتی ہیں۔ اسے آلودگی کو پکڑنے کے لیے قدرتی ویلکرو نظام کی طرح سمجھا جا سکتا ہے۔ واٹر ریسرچ کولیبریٹو کی طرف سے کیے گئے مطالعات اس بات کی تائید کرتے ہیں کہ مناسب ترتیب میں تقریباً 34 فیصد بہتری آتی ہے۔ یہ بات قابل ذکر ہے کہ ٹوٹل آرگینک کاربن (TOC) کی سطح 2 سے 5 ppm کے درمیان فلٹر میٹیریل پر مفید بائیوفلمز کی تشکیل میں مدد کرتی ہے، جو پھر پانی سے زیادہ ذرات کو پکڑ لیتی ہیں۔ لیکن یہاں بھی کچھ نقصانات ہیں۔ یہی بائیوفلمز کو ان کے ذریے آکسیجن کی بالکل صحیح مقدار کی ضرورت ہوتی ہے، ورنہ وہ جگہیں وجود میں آ سکتی ہیں جہاں آکسیجن بالکل موجود نہیں ہوتی، اور اگر اسے نظرانداز کیا جائے تو پانی کی کوالٹی خراب ہو جاتی ہے۔

ہائیڈرولک مزاحمت کو کم کرنے اور دباؤ کی تعمیر کو مؤخر کرنے میں کاربن کا کردار

ایکٹی ویٹڈ کاربن کی میکرو پورس سٹرکچر خصوصی فلو پاتھز کی تشکیل کرتی ہے جو ہائیڈرولک مزاحمت کو کافی حد تک کم کر دیتی ہے، درحقیقت ریت کے فلٹرز کے مقابلے میں تقریباً 18 سے 22 فیصد تک۔ اس طرح کے فلٹرز ہر سائیکل میں تقریباً 25 سے 40 گھنٹے تک دباؤ میں اضافہ روک سکتے ہیں، یہ تحقیق 12 ماہ تک درمیانی سائز کی کئی سہولیات پر کی گئی تھی۔ ایک اور فائدہ یہ ہے کہ کاربن ٹینسنز جیسے مسائل کو روکتا ہے، یہ پریشان کن اشیاء پانی کے علاج کے آپریشنز میں تمام ابتدائی فلٹر بلاکیجز کا تقریباً دو تہائی حصہ بناتی ہیں۔

تجاد کا تجزیہ: کیا زیادہ کاربن لوڈنگ ریاستہائے متحدہ کے زیادہ حیاتیاتی عدم استحکام کا خطرہ ہے؟

جب کاربن کی مقدار 8 گرام/لیٹر سے زیادہ ہوتی ہے تو فلٹر چلنے کی مدت 50 تا 70 فیصد تک بڑھ جاتی ہے، لیکن تقسیم کے نظاموں میں ممکنہ حیاتیاتی دوبارہ نمو کے بارے میں تشویش باقی ہے۔ تحقیق مختلف نتائج پیش کرتی ہے:

• وہ نظام جن میں 7.2 سے کم pH ہوتی ہے، کاربن کی سطحوں سے قطع نظر بائیومس گروتھ میں 90 فیصد کمی ہوتی ہے
• گرم ممالک (25°C سے زیادہ) میں، کاربن ڈوز والے نظام میں کنٹرول کے مقابلے میں 2.3 گنا زیادہ بائیو فلم جمع ہوتی ہے

مرکزی بحث میں فلٹر کی طویل مدتی کارکردگی کے مقابلے میں فائنل واٹر کے نمونوں میں اینڈو ٹاکسن کی موجودگی کا 12 تا 15 فیصد زیادہ خطرہ پیش نظر رکھنا شامل ہے، جس کا فیصلہ ہر سہولت کی حالت کے مطابق کیا جانا چاہیے۔

بیک واش شیڈولز کی آپٹیمائزنگ کاربن ڈوسنگ اور پری ٹریٹمنٹ کے استعمال سے

واپس واش کی کمی کے لیے پری ٹریٹمنٹ میں ڈرنکنگ واٹر پیوریفیکیشن کاربن کا انضمام

گزشتہ سال اے ڈبلیو ڈبلیو اے کے تحقیق کے مطابق پری ٹریٹمنٹ عمل میں ایکٹی ویٹیڈ کاربن شامل کرنے سے ڈاؤن اسٹریم فلٹرز تک پہنچنے والی عضوی سامان کی مقدار تقریباً 25 سے 35 فیصد تک کم ہو جاتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ ہمیں ان مہنگے بیک واش سائیکلوں کو چلانے کی ضرورت کم ہوتی ہے۔ کاربن ان گھلی ہوئی عضویات کو روک لیتا ہے قبل اس کے وہ فلٹر کے سوراخوں کو بند کر دیں، اس لیے فلٹرز کی صفائی کے درمیانی وقت میں اضافہ ہوتا ہے۔ سطحی پانی کے علاج کے پلانٹس کو اس طریقہ کی بدولت فلٹر آپریشن کے وقت میں تقریباً 18 سے 22 گھنٹے کا اضافہ دیکھنے میں آیا ہے۔ حالیہ مطالعات 2023 پر نظر ڈالنے سے پتہ چلا کہ جب سہولیات نے کاربن پری ٹریٹمنٹ شامل کیا تو مکینیکل بیک واشنگ تین ہفتہ وار واقعات سے گھٹ کر دو تک آ گئی، تقریباً ہر چار میں سے پانچ آبی نظاموں میں مختلف علاقوں میں ٹیسٹ کیے گئے۔

کاربن-مساعد نظام میں بیک واشنگ کو بہتر بنانے کے لیے ٹربیڈیٹی مانیٹرنگ کا استعمال

تربیدٹی سینسر کاربن کو بڑھانے والے سسٹمز میں متحرک بیک واش شیڈولنگ کو فعال کرتے ہیں، صرف تب ہی صفائی کا عمل شروع کیا جاتا ہے جب نکاسی کا معیار 0.3 NTU سے تجاوز کر جاتا ہے۔ درمیانی سائز کے پلانٹس (10 سے 20 ایم جی ڈی) میں اس طریقہ کار کے تجربات سے بیک واش وقفے میں 30 فیصد اضافہ ہوا جبکہ پیداوار کو 0.1 NTU سے کم برقرار رکھا گیا (سمتھ و دیگران، 2024)۔ یہ درست طریقہ کار پانی اور توانائی کے ضیاع کو کم کرتا ہے بغیر فلٹریشن کی کارکردگی کو متاثر کیے۔

موازنہ: گرینولر اور پاؤڈر کاربن میں پری ٹریٹمنٹ کی کارکردگی کا تجزیہ

اگرچہ پاؤڈرڈ کاربن زیادہ سطحی رقبہ اور بہتر ٹوٹل آرگینک کاربن (TOC) کی ہٹائی فراہم کرتا ہے، لیکن اس کے باریک ذرات دباؤ میں کمی پیدا کرتے ہیں اور GAC نظاموں کے مقابلے میں 34 فیصد زیادہ بار بیک واش کی ضرورت ہوتی ہے (واٹر پروسیس انجینئرنگ جرنل، 2023)، جس کی وجہ سے GAC مسلسل آپریشن کے لیے زیادہ پائیدار ثابت ہوتا ہے۔

سمارٹ بیک واش مینجمنٹ کے لیے نو ظہور پذیر ٹیکنالوجیز

بیک واش کمی کے لیے کاربن ڈوزنگ کے انتظام میں اسمارٹ سینسرز اور حقیقی وقت کا کنٹرول

انٹرنیٹ سے منسلک سینسرز دو سیکنڈ کے وقفے سے ہر روز فعال کاربن کی سطح اور پانی کی صاف ستھرائی کی نگرانی کر رہے ہیں۔ جمع کیے گئے ڈیٹا کو اسمارٹ نظام میں فیڈ کیا جاتا ہے جو یہ طے کرتا ہے کہ کتنا کاربن شامل کیا جائے، اس طرح چیزوں کو ہموار رکھتے ہوئے جبکہ ذرات کے چپکنے کو تقریباً 18 سے 22 فیصد تک کم کر دیا گیا ہے، جیسا کہ فلٹریشن سائنس ریویو کی حالیہ تحقیق 2024 میں بیان کیا گیا ہے۔ امریکا کے درمیان میں کہیں واقع ایک سہولت میں صاف کرنے کے چکروں کی ضرورت تقریباً ایک تہائی کم ہو گئی کیونکہ یہ سینسر کاربن کی سطح کو اس حد تک مستحکم رکھتے تھے کہ فلٹرز کو تیزی سے بلاک ہونے سے روک دیا گیا۔

جاندار لوڈ کے ڈیٹا کی بنیاد پر مطابقت پذیر بیک واش کی طرف صنعتی شفٹ

ملک بھر میں واقع پانی کے علاج کے پلانٹ تدریجاً واپس دھونے کے فلٹرز کے معاملے میں اپنی حکمت عملی تبدیل کر رہے ہیں۔ سخت شیڈولز پر عمل کرنے کے بجائے، بہت سے سہولیات ایسے نظام اختیار کر رہی ہیں جو پانی میں موجود حقیقی حالت کے مطابق ایڈجسٹ ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، گزشتہ سال کئی بلدیاتی پلانٹس پر کیے گئے ایک تجربے میں پانی کی فراہمی میں موجود زندہ جرثوموں کی نگرانی کے لیے خصوصی اے ٹی پی سینسرز کا استعمال کیا گیا۔ نتائج کافی متاثر کن تھے - ان پلانٹس نے اپنے فلٹرز کو عام سے تقریباً 30 فیصد زیادہ وقت تک چلاتے رکھا قبل اس کے کہ انہیں صاف کرنے کی ضرورت پڑی۔ البتہ، سینسرز کو وقتاً فوقتاً مناسب طریقے سے کیلیبریٹ رکھنے کے بارے میں کچھ سوالات اب بھی باقی ہیں۔ اس کے باوجود، ویٹر ریسرچ فاؤنڈیشن کے حالیہ سروے کے مطابق، تقریباً 8 میں سے 10 یوٹیلیٹی کمپنیاں واپس دھونے کے سائیکلوں کو وقت کے بجائے پانی میں حقیقی صورتحال کے مطابق ایڈجسٹ کرنے پر زیادہ توجہ دینا شروع کر چکی ہیں۔ آج کے دور میں پانی کے علاج کے طریقہ کار میں یہ ایک نمایاں تبدیلی کی عکاسی کرتا ہے۔

اکثر پوچھے جانے والے سوالات کا سیکشن

پینے کے پانی کی صفائی کاربن کا کیا بنیادی کام ہے؟

پینے کے پانی کی صفائی کے لیے کاربن، خاص طور پر فعال کاربن، کو پانی سے آلودہ کاربن، کلورین کے ذیلی مصنوعات اور ان عناصر کو ہٹانے کے لیے تیار کیا گیا ہے جو ناپسندیدہ ذائقہ یا بدبو کا سبب بنتے ہیں۔

پانی کی فلٹریشن سسٹم میں فلٹر واشنگ کی بار بار ضرورت پر فعال کاربن کا کیا اثر ہوتا ہے؟

فعال کاربن فلٹریشن کارکردگی کو بہتر بنا کر آلی ملوث کنندہ کو روک کر فلٹرز پر مکینیکل دباؤ کو کم کر دیتا ہے اور فلٹر واشنگ کی بار بار ضرورت کو کم کر کے دیکھ بھال اور آپریشنل کارکردگی کو بہتر بنا دیتا ہے۔

پانی کے علاج کے نظام میں زیادہ کاربن لوڈنگ کے ساتھ کچھ تشویش کی باتیں کیا ہیں؟

زیادہ کاربن لوڈنگ فلٹر چلنے کو طول دے سکتی ہے لیکن اس سے کچھ خطرات بھی ہو سکتے ہیں جیسے تقسیم سسٹم میں حیاتیاتی دوبارہ اضافہ اور آخری پانی کے نمونوں میں اینڈوٹوکسین کی موجودگی کا زیادہ امکان۔

ذکیہ سینسرز فلٹر واشنگ کی بار بار ضرورت کو کم کرنے میں کس طرح مدد کرتے ہیں؟

ذہین سینسر کاربن کی سطح اور پانی کی صفائی کی نگرانی کرتے ہیں تاکہ حقیقی وقت میں کاربن خوراک میں اضافہ کو مربوط کیا جا سکے۔ یہ فلٹریشن کی کارکردگی کو برقرار رکھنے میں مدد کرتا ہے، ذرات کے جمنے اور مسلسل بیک واش کی ضرورت کو کم کرتا ہے۔