Electrical resistance heating
الیکٹریکل ریزسٹنس ہیٹنگ (ای آر ایچ) ماحولیاتی تدارک کا ایک گہرا طریقہ ہے جو مٹی اور زیر زمین پانی کو گرم کرنے اور آلودگیوں کو بخارات میں بدلنے کے لیے موجودہ بجلی کے بہاؤ کا استعمال کرتا ہے۔ برقی کرنٹ زیر زمین الیکٹروڈ عناصر کے درمیان ایک ہدف شدہ مٹی کے حجم سے گزرتا ہے۔ مٹی میں موجود برقی بہاؤ کے خلاف مزاحمت گرمی کی تشکیل کا سبب بنتی ہے جس کے نتیجے میں درجہ حرارت میں اس وقت تک اضافہ ہوتا ہے جب تک کہ گہرائی میں پانی کے ابلتے مقام تک نہ پہنچ جائے۔ اس درجہ حرارت تک پہنچنے کے بعد، مزید توانائی کا ان پٹ ایک مرحلے کی تبدیلی کا سبب بنتا ہے، جس سے بھاپ بنتی ہے اور غیر مستحکم آلودگیوں کو دور کیا جاتا ہے۔ ای آر ایچ عام طور پر زیادہ لاگت مؤثر ہوتا ہے جب آلودہ ذرائع کے علاقوں کے علاج کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ الیکٹریکل ریزسٹنس ہیٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال ماحولیاتی بحالی کی صنعت آلودہ مٹی اور زیر زمین پانی کے علاج کے لیے کرتی ہے۔ ای آر ایچ زمین میں الیکٹروڈ کی تعمیر، الیکٹروڈ پر متبادل کرنٹ (اے سی) بجلی کا اطلاق اور زیر زمین کو ایسے درجہ حرارت پر گرم کرنے پر مشتمل ہوتا ہے جو آلودگیوں کے بخارات کو فروغ دیتے ہیں۔ اتار چڑھاؤ والے آلودگیوں کو زیر زمین بخارات کی بازیابی کے نظام کے ذریعے پکڑا جاتا ہے اور بازیافت شدہ ہوا اور بھاپ کے ساتھ سطح تک پہنچایا جاتا ہے۔ مٹی کے بخارات کو نکالنے کی طرح، ہوا، بھاپ اور اتار چڑھاؤ والے آلودگیوں کو پھر پانی، ہوا اور آلودگیوں کو الگ کرنے کے لیے سطح پر ٹریٹ کیا جاتا ہے۔ مختلف ندیوں کا علاج مقامی قواعد و ضوابط اور آلودگیوں کی مقدار پر منحصر ہے۔ کچھ کم اتار چڑھاؤ والے نامیاتی آلودگیوں میں مختصر ہائیڈرولائسیس نصف زندگی ہوتی ہے۔ 1,1,2، 2-ٹیٹراکلورو ایتھین اور 1,1,1-ٹرائکلورو ایتھین، ہائیڈرولائسیس علاج کی بنیادی شکل ہو سکتی ہے۔ جیسا کہ زیر زمین کو گرم کیا جاتا ہے آلودہ کی ہائیڈرولائسیس نصف زندگی کم ہو جائے گی جیسا کہ آرہینیئس مساوات میں بیان کیا گیا ہے۔ اس کے نتیجے میں آلودگیوں کا تیزی سے انحطاط ہوتا ہے۔ ہائیڈرولیسس ضمنی مصنوع کو روایتی ای آر ایچ کے ذریعے ٹھیک کیا جا سکتا ہے، تاہم بنیادی آلودہ مادے کی زیادہ تر مقدار کو بازیافت نہیں کیا جائے گا بلکہ یہ ضمنی مصنوع میں تبدیل ہو جائے گا۔ ای آر ایچ کے لیے بنیادی طور پر دو برقی بوجھ کے انتظامات ہیں: تین مرحلے اور چھ مرحلے۔ تھری فیز ہیٹنگ ایک بار بار مثلث یا ڈیلٹا پیٹرن میں الیکٹروڈ پر مشتمل ہوتی ہے۔ ملحقہ الیکٹروڈ ایک مختلف برقی مرحلے کے ہوتے ہیں لہذا ان کے درمیان بجلی چلتی ہے جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ آلودہ علاقے کو سبز شکل سے دکھایا گیا ہے جبکہ الیکٹروڈ کو نمبر والے حلقوں سے دکھایا گیا ہے۔ چھ فیز ہیٹنگ ایک ہیکساگونل پیٹرن میں چھ الیکٹروڈ پر مشتمل ہوتی ہے جس میں صف کے مرکز میں ایک غیر جانبدار الیکٹروڈ ہوتا ہے۔ چھ مرحلے کی صفوں کو نیچے شکل 2 میں نیلے رنگ میں بیان کیا گیا ہے۔ ایک بار پھر آلودہ علاقے کو سبز شکل سے دکھایا گیا ہے جبکہ الیکٹروڈ کو نمبر والے حلقوں سے دکھایا گیا ہے۔ چھ فیز ہیٹنگ پیٹرن میں ہاٹ اسپاٹ اور کولڈ اسپاٹ ہو سکتے ہیں جو ان مراحل پر منحصر ہوتے ہیں جو ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں۔ اس وجہ سے، چھ فیز ہیٹنگ عام طور پر چھوٹے سرکلر علاقوں پر بہترین کام کرتی ہے جن کا قطر 65 فٹ سے کم ہوتا ہے۔ ای آر ایچ عام طور پر اتار چڑھاؤ والے نامیاتی مرکبات (وی او سی) پر سب سے زیادہ موثر ہوتا ہے۔ کلورینیٹڈ مرکبات پرکلوریویتھیلین، ٹرائکلورویتھیلین، اور سی آئی ایس-یا ٹرانس-1,2-ڈائکلورویتھیلین آلودہ ہوتے ہیں جن کا ای آر ایچ سے آسانی سے علاج کیا جاتا ہے۔ میز ان آلودگیوں کو دکھاتی ہے جن کا ان کے متعلقہ ابلتے ہوئے نکات کے ساتھ ای آر ایچ سے علاج کیا جا سکتا ہے۔ کم اتار چڑھاؤ والے آلودگیوں جیسے زائلین یا ڈیزل کو بھی ای آر ایچ سے ٹھیک کیا جا سکتا ہے لیکن اتار چڑھاؤ کم ہونے کے ساتھ توانائی کی ضروریات میں اضافہ ہوتا ہے۔ الیکٹروڈ کے فاصلے اور آپریٹنگ ٹائم کو مطلوبہ صفائی کے وقت کے ساتھ مجموعی تدارک کی لاگت کو متوازن کرنے کے لیے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ ایک عام تدارک 15 سے 20 فٹ کے فاصلے پر الیکٹروڈ پر مشتمل ہو سکتا ہے جس میں کام کرنے کا وقت عام طور پر ایک سال سے بھی کم ہوتا ہے۔ ای آر ایچ ریمیڈیشن سسٹم کا ڈیزائن اور لاگت کئی عوامل پر منحصر ہوتی ہے، بنیادی طور پر مٹی/زیر زمین پانی کی مقدار، آلودگی کی قسم، اور علاج کے اہداف۔ ہدف مرکبات کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات ان قوانین کے تحت چلتی ہیں جو گرم علاج کو زیادہ تر روایتی طریقوں سے زیادہ فائدہ مند بناتے ہیں۔ زیر زمین کو گرم کرنے اور آلودگیوں کو غیر مستحکم کرنے کے لیے درکار برقی توانائی کا استعمال مجموعی تدارک کی لاگت کا 5 سے 40 فیصد ہو سکتا ہے۔ ایسے کئی قوانین ہیں جو ای آر ایچ ریمیڈیشن کو کنٹرول کرتے ہیں۔ ڈالٹن کا قانون نسبتا اگھلنشیل آلودہ مادے کے ابلتے مقام کو کنٹرول کرتا ہے۔ راؤلٹ کا قانون باہمی طور پر گھلنشیل شریک آلودگیوں کے ابلتے نقطہ کو کنٹرول کرتا ہے اور ہنری کا قانون بخارات کے مرحلے میں آلودگیوں اور مائع مرحلے میں آلودگیوں کے تناسب کو کنٹرول کرتا ہے۔ ڈالٹن کا قانون باہمی طور پر اگھلنشیل مرکبات کے لیے، ڈالٹن کا قانون کہتا ہے کہ غیر آبی مرحلے کے مائع (این اے پی ایل) کا جزوی دباؤ اس کے بخارات کے دباؤ کے برابر ہوتا ہے، اور یہ کہ پانی کے ساتھ رابطے میں این اے پی ایل اس وقت ابلے گا جب پانی کا بخارات کا دباؤ اور وی او سی کا بخارات کا دباؤ ماحول کے دباؤ کے برابر ہوگا۔ جب ایک وی او سی-اسٹیم بلبلہ بنتا ہے تو بلبلے کی ساخت مرکب کے متعلقہ بخارات کے دباؤ کے متناسب ہوتی ہے۔ راؤلٹ کا قانون باہمی طور پر گھلنشیل مرکبات کے لیے، راؤلٹ کا قانون کہتا ہے کہ کسی مرکب کا جزوی دباؤ اس کے بخارات کے دباؤ گنا اس کے مول کے حصے کے برابر ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ باہمی طور پر گھلنشیل آلودگیاں اس کے مقابلے میں آہستہ آہستہ اتار چڑھاؤ کریں گی اگر صرف ایک مرکب موجود ہو۔ ہنری کا قانون ہنری کا قانون کسی مرکب کے بخارات کے مرحلے میں ہوا میں شامل ہونے یا پانی میں تحلیل ہونے کے رجحان کو بیان کرتا ہے۔ ہنری کا قانون مستقل، جسے بعض اوقات گتانک کہا جاتا ہے، ہر مرکب کے لیے مخصوص ہوتا ہے اور نظام کے درجہ حرارت پر منحصر ہوتا ہے۔ کنڈینسر سے باہر نکلنے پر آلودگیوں کی مقدار کی پیش گوئی کرنے کے لیے مستقل استعمال کیا جاتا ہے کہ بخارات کے مرحلے (یا مائع مرحلے میں منتقل) میں کیا باقی رہے گا۔ ای آر ایچ میں حالیہ اختراعات پچھلے پانچ سالوں میں اہم ای آر ایچ تکنیکی ترقی ہوئی ہیں۔ توجہ کے تین شعبے رہے ہیں: بیڈروک ریمیڈیشن، 1,4-ڈائی آکسین اور دیگر ابھرتے ہوئے آلودگیاں، اور دیگر ریمیڈیئل یا قدرتی عمل کو بڑھانے کے لیے کم درجہ حرارت کی حرارت کو کنٹرول کیا۔ بیڈروک ٹریٹمنٹ ای آر ایچ کا استعمال 15 سال سے زیادہ عرصے سے ویڈوز اور سنترپت دونوں علاقوں میں غیر مستحکم مٹی کے علاج کے لیے کیا جا رہا ہے۔ حالیہ پیش رفت اور نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ای آر ایچ بیڈ راک کے لیے ایک موثر علاج کا طریقہ ہو سکتا ہے۔ ای آر ایچ سائٹ پر، بنیادی برقی کرنٹ کا راستہ مٹی یا چٹان کے دانے سے ملحقہ پانی کی پتلی پرت پر ہوتا ہے۔ سوراخ کے حجم میں پانی کے ذریعے تھوڑا سا کرنٹ لے جایا جاتا ہے۔ یہ سوراخ سیال نہیں ہے جو برقی چالکتا پر حاوی ہے۔ یہ اناج کو گیلا کرنے والا سیال ہے جو برقی چالکتا پر حاوی ہے۔ تلچھٹ والی چٹان میں عام طور پر موجودہ بہاؤ کے لیے درکار پانی کی پتلی پرت ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ای آر ایچ کو مؤثر طریقے سے تلچھٹ کی چٹان کے علاج کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس میں عام طور پر اہم بنیادی سوراخ ہوتا ہے۔ 1, 4-ڈائی آکسین 1,4-ڈائی آکسین حال ہی میں شناخت شدہ تشویش کا باعث ہے۔ 1, 4-ڈائی آکسین کے لیے ریگولیٹری معیار مسلسل تبدیل ہو رہا ہے کیونکہ اس آلودہ مادے کے بارے میں مزید معلومات حاصل کی گئی ہیں۔ 1, 4-ڈائی آکسین میں پانی میں زیادہ گھلنشیلتا اور کم ہنری کا قانون مستقل ہوتا ہے جو تدارک سے وابستہ پیچیدہ چیلنجوں کو پیش کرنے کے لیے یکجا ہوتا ہے۔ ماحول کے حالات میں، 1,4-ڈائی آکسین کی جسمانی خصوصیات اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ ہوا کو ہٹانا ایک موثر علاج کا طریقہ کار نہیں ہے۔ حالیہ ای آر ایچ علاج کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ای آر ایچ علاج کے لیے سازگار حالات پیدا کرتا ہے۔ ای آر ایچ ریمیڈیشن میں بھاپ کو ہٹانا شامل ہے، جس کی تاریخی طور پر 1,4-ڈائی آکسین کے لیے تحقیقات نہیں کی گئی تھی۔ ای آر ایچ سائٹس پر، بھاپ کو ہٹانے کا مشاہدہ کیا گیا تاکہ بعد میں علاج کے لیے 1,4-ڈائی آکسین کو مؤثر طریقے سے بخارات کے مرحلے میں منتقل کیا جا سکے۔ 99.8% زمینی پانی میں 1,4-ڈائی آکسین کے ارتکاز میں کمی (یا اس سے زیادہ) کو حالیہ ERH ریمیڈیشن پر دستاویزی شکل دی گئی ہے۔ مندرجہ بالا گریڈ ٹریٹمنٹ اسٹریمز کی نگرانی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ زیر زمین سے ہٹائے جانے کے بعد 1,4-ڈائی آکسین کا 95 فیصد بخارات کے بہاؤ میں رہ گیا ہے۔ مزید برآں، دانے دار فعال کاربن 1,4-ڈائی آکسین بخارات کے علاج کا ایک موثر طریقہ ثابت ہوا ہے۔ زیادہ تر ای آر ایچ سائٹس پر کنٹرولڈ لو ٹیمپریچر ہیٹنگ وولٹیلائزیشن ہٹانے کا بنیادی طریقہ کار ہے۔ تاہم، ای آر ایچ کا استعمال دیگر عمل کو بڑھانے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے، جن میں سے کچھ قدرتی طور پر ہوتے ہیں، تاکہ پلیوم کے علاج کی لاگت کو کم کیا جا سکے۔ ای آر ایچ کا استعمال علاج کے عمل والے منصوبوں کے لیے کنٹرول شدہ کم درجہ حرارت کی حرارت فراہم کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے جن میں بھاپ کو ہٹانا شامل نہیں ہوتا ہے۔ "کم درجہ حرارت کی حرارت" سے مراد زیر زمین درجہ حرارت کو نشانہ بنانا ہے جو پانی کے ابلتے نقطہ سے کم ہے۔ کم درجہ حرارت والے ای آر ایچ کی مثالوں میں حرارت میں اضافہ شدہ حیاتیاتی علاج، تحلیل شدہ گیسوں کی گھلنشیلتا سے اوپر کے درجہ حرارت پر زیر زمین کو گرم کرنا تاکہ وی او سی کو ہٹایا جا سکے (خاص طور پر کاربن ڈائی آکسائیڈ کا اخراج)، سیٹو کیمیائی آکسیکرن میں گرمی میں اضافہ (خاص طور پر پرسلفیٹ ایکٹیویشن کے لیے)، اور گرمی میں اضافہ شدہ کمی (جیسے لوہے کے اتپریرک رد عمل کے ساتھ) شامل ہیں۔ ای آر ایچ کم درجہ حرارت والی حرارت کو ذیلی ابالنے والے درجہ حرارت پر کلورینیٹڈ الکینوں کو ان سیٹو ہائیڈرولائز کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے جہاں ہائیڈرولائسیس کے دوران خارج ہونے والا ہائیڈروکلورک ایسڈ زیر زمین کاربونیٹس اور بائی کاربونیٹس کے ساتھ مزید رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ وی او سیز کو زیر زمین اتارنے کے لیے کاربن ڈائی آکسائیڈ پیدا کیا جا سکے۔ کم درجہ حرارت کو گرم کرنے کے ساتھ ساتھ بائیو ریمیڈیشن، کیمیائی آکسیڈیشن، یا ڈیکلورینشن کا استعمال کرنے سے رد عمل کی شرح میں اضافہ ہوگا۔ یہ ماحول کے درجہ حرارت پر تدارک کے مقابلے میں ان تدارک کے عمل کے لیے درکار وقت کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، کم درجہ حرارت کے آپشن میں بازیافت شدہ بخارات کے لیے اوپر کے درجے کے علاج کے نظام کے استعمال کی ضرورت نہیں ہے، کیونکہ ابلتے ہوئے درجہ حرارت تک نہیں پہنچ پائے گا۔ اس کا مطلب ہے کہ کم اعلی درجے کا بنیادی ڈھانچہ اور کم مجموعی لاگت۔ جب گرمی کو ملٹی فیز نکالنے کے ساتھ ملایا جاتا ہے، تو بلند درجہ حرارت بازیافت شدہ سیالوں کی چپچپا اور سطح کے تناؤ کو کم کرے گا جس سے ہٹانا تیز اور آسان ہو جاتا ہے۔ یہ ای آر ایچ کی ترقی کا اصل مقصد ہے-تیل کی بازیابی کو بڑھانا (اوپر دیکھیں)۔ کمزوریاں ای آر ایچ کی کمزوریوں میں چھوٹی جگہوں پر گرمی کے نقصانات شامل ہیں۔ علاج کے حجم جن کی سطح کا رقبہ بڑا ہوتا ہے لیکن گہرائی کے لحاظ سے پتلے ہوتے ہیں ان میں گرمی کا نمایاں نقصان ہوتا ہے جو ای آر ایچ کو کم موثر بناتا ہے۔ موثر ای آر ایچ علاج کے لیے کم از کم علاج کا وقفہ تقریبا 10 عمودی فٹ ہے۔ تیل یا چکنائی جیسے شریک آلودگیاں علاج کو مزید مشکل بناتی ہیں۔ تیل اور چکنائی راؤلٹ کے قانون کے اثر کا سبب بنتی ہے جس میں آلودگیوں کو دور کرنے کے لیے زیادہ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ زیر زمین میں پیٹ یا اعلی نامیاتی کاربن ترجیحی طور پر وین ڈیر والز قوتوں کی وجہ سے VOCs کو جذب کرے گا۔ یہ ترجیحی جذب زیر زمین سے وی او سی کو ہٹانے کے لیے درکار توانائی کی مقدار میں اضافہ کرے گا۔ ایندھن کی جگہوں کا ای آر ایچ کے ذریعے کم عام طور پر علاج کیا جاتا ہے کیونکہ دیگر کم مہنگی ریمیڈیشن ٹیکنالوجیز دستیاب ہیں اور اس وجہ سے کہ ایندھن کی جگہیں عام طور پر پتلی ہوتی ہیں (جس کے نتیجے میں گرمی میں نمایاں نقصان ہوتا ہے)۔ لینڈ فلز کے اندر سائٹس بھی مشکل ہیں کیونکہ دھاتی ملبہ برقی کرنٹ کے راستوں کو مسخ کر سکتا ہے۔ ای آر ایچ قدرتی مٹی یا چٹان میں زیادہ یکساں ہے۔ طاقت ای آر ایچ مٹی کی تمام اقسام اور تلچھٹ کی چٹان کے لیے موزوں ہے۔ ای آر ایچ ویڈوز اور سنترپت دونوں علاقوں میں بھی مؤثر ہے۔ بعض لیتھولوجیز تشویش کی آلودگی کے لیے قابل اعتماد ہٹانے/تباہی کے راستے کو روک کر علاج کے روایتی طریقوں کو محدود کر سکتی ہیں۔ کیونکہ بجلی کسی بھی لیتھولوجی کے ذریعے سفر کر سکتی ہے اور کرتی ہے جس میں کچھ پانی ہوتا ہے، ERH کسی بھی مٹی کی قسم میں موثر ہو سکتا ہے۔ حرارتی عمل کے دوران بھاپ کے ابھرتے ہوئے بلبلوں کی تشکیل سے، ای آر ایچ ایک کیریئر گیس پیدا کرتا ہے جو کسی بھی قسم کی مٹی کے اوپر اور باہر کی آلودگی کو منتقل کرتا ہے۔ ای آر ایچ زیر زمین کو خشک کرنے کے قابل نہیں ہے۔ زیر زمین کو بجلی منتقل کرنے کے لیے زیر زمین میں پانی موجود ہونا چاہیے۔ زیر زمین خشک ہونے سے پہلے چالکتا ختم ہو جائے گی۔ ای آر ایچ عام طور پر فعال عمارتوں یا مینوفیکچرنگ سہولیات کے تحت لاگو ہوتا ہے۔ الیکٹروڈ کو باڑ والے علاقے میں گریڈ کے اوپر یا گریڈ سے نیچے نصب کیا جا سکتا ہے تاکہ علاج کے علاقے تک غیر محدود سطح تک رسائی کی اجازت دی جا سکے۔ اگرچہ بنیادی طور پر آلودہ ذرائع کے علاقوں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، ای آر ایچ کا استعمال پینے کے پانی کے لیے زیادہ سے زیادہ آلودہ سطح، ایم سی ایل جیسے کم تدارک کے اہداف کو حاصل کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ ای آر ایچ علاج کے بعد، بلند زیر زمین درجہ حرارت مہینوں یا سالوں کی مدت میں آہستہ آہستہ ٹھنڈا ہو جائے گا اور ماحول میں واپس آ جائے گا۔ بلند درجہ حرارت والی یہ مدت تدارک کے عمل کا ایک اہم حصہ ہے۔ بلند درجہ حرارت بائیو ریمیڈیشن، ہائیڈرولیسس اور آئرن ریڈکٹو ڈیہالوجنیشن میں اضافہ کرے گا۔ حوالہ جات بیرونی روابط سی ایل یو-ان ریمیڈیشن ٹیکنالوجی کا جائزہ سٹیزن گائیڈ ٹو ان سیٹو تھرمل ٹریٹمنٹ ای پی اے سی ایل یو-ان ٹیکنالوجی خبریں اور رجحانات: برقی مزاحمت حرارتی حل سی ای سی ماخذ کے علاقے کو مشکل سے ہٹانا-موسم گرما 2014 برقی مزاحمت سیڈیمینٹری راک میں اتار چڑھاؤ والے نامیاتی مرکبات کو گرم کرنا-ریمیڈیشن جرنل، سرمائی 2014 برقی مزاحمت حرارتی کا استعمال کرتے ہوئے 1,4-ڈائی آکسین کے سیٹو ریمیڈیشن میں-ریمیڈیشن جرنل، بہار 2015 ای پی اے سی ایل یو-ان ٹیکنالوجی خبریں اور رجحانات: آغاز بے-ساؤتھ ٹیکوما چینل میں بہتر صفائی کی کارکردگی کے لیے اسٹریٹجک سیمپلنگ اور انکولی علاج کا نفاذ-سرمائی 2015 ای پی اے سی ایل یو-ان ٹیکنالوجی خبریں اور ٹری