नैनो-फिल्ट्रेशन से प्राप्त होने वाले संकेंद्रित द्रव के लिए कौन-सी प्रभावी उपचार विधियाँ हैं?

1. पुनर्भरण: पुनर्भरण का अर्थ है, कचरा-डंपिंग स्थल को कचरे को भराव सामग्री के रूप में उपयोग करने वाले एक जैविक फिल्टर के रूप में इस्तेमाल करना। वापस भरे गए संकेंद्रित द्रव के, कचरा-भंडारण स्तर से ऊपर से नीचे बहने के दौरान, उसमें मौजूद कार्बनिक प्रदूषक कचरे में मौजूद सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित हो जाते हैं। रीचार्जिंग प्रक्रिया के लिए, रीचार्ज की मात्रा, रीचार्ज की आवृत्ति, एवं रीचार्ज में मौजूद प्रदूषकों की सांद्रता – ये ही रीचार्जिंग प्रक्रिया के नियंत्रण हेतु सबसे महत्वपूर्ण 3 पैरामीटर हैं। 1986 से जर्मनी, रिवर्स ऑसमोसिस द्वारा प्राप्त संघनित तरल पदार्थों को डंपिंग साइटों में ही वापस भर रहा है। अनुभव से पता चला है कि, संबंधित डंपिंग साइटों की विशेषताओं को ध्यान में रखकर ऐसी प्रणालियों का उपयोग करने पर, डंपिंग साइटों से निकलने वाले अपशिष्ट जल में मौजूद प्रमुख प्रदूषकों की मात्रा में कोई उल्लेखनीय परिवर्तन नहीं होता। जियांग बाओजुन, ली जुनशेंग आदि ने चोंगकिंग के चांगशेंगकियाओ कचरा-डंपिंग स्थल से प्राप्त अपशिष्ट तरल पदार्थ को DTRO विधि से फिल्टर करके उसका सांद्रीकृत रूप तैयार किया, एवं उसका उपयोग पुनः भूमिगत जल में डालने हेतु किया। परिणामों से पता चला कि ऐसे सांद्रीकृत तरल पदार्थ को पुनः भूमिगत जल में डालना तकनीकी रूप से संभव है; इस विधि से COD एवं NH₃ जैसे पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है। हालाँकि, भूमिगत जल में डाले जाने वाले तरल पदार्थ की मात्रा, COD को हटाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। हालाँकि, पुनः जलप्रवाह से भूजल प्रदूषण की संभावना बढ़ जाती है; जलप्रवाह के कारण शॉर्ट-सर्किट बन सकता है, जिससे भूमिगत जल में नमी की मात्रा बढ़ जाती है। संकेंद्रित तरल पदार्थ को सीधे वापस भरने से भी कचरा-डंपिंग स्थलों में नमक की मात्रा बढ़ सकती है। 2. उन्नत ऑक्सीकरण तकनीकें: सुन शिंगचाओ एवं वू तियानबाओ ने नैफ्रोसिसिस प्रक्रिया द्वारा प्राप्त सांद्र घोल को ओज़ोन के उपयोग से ऑक्सीकृत करने का अध्य जर्मनी के बर्लिन स्थित रुहलेबेन सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट में तैयार होने वाले तीसरे चरण के अपशिष्ट जल को नैनोफिल्ट्रेशन के माध्यम से शोधित किया जाता है। इस प्रक्रिया के बाद प्राप्त होने वाले घनीकृत द्रव को ओजोन से ऑक्सीकृत किया जाता है। परिणामस्वरूप, ओजोन ऑक्सीकरण द्वारा घनीकृत द्रव में मौजूद बेंजीन वाले यौगिकों एवं रंगीन यौगिकों को प्रभावी ढंग से नष्ट किया जा सकता है; लेकिन कुल कार्बनिक पदार्थों की मात्रा को कम करने की गति धीमी होती है। प्रारंभिक अध्ययनों से पता चला है कि 52 मिलीग्राम/लीटर की मात्रा में ओज़ोन का उपयोग करने से, संकेंद्रित तरल पदार्थों की जैव-अपघटनीयता में सुधार होता है। झांग लोंग, ली ऐमिंग एवं अन्य लोगों ने कंक्रीटीकरण-अवक्षेपण, रेजिन-अवशोषण, एवं Fen~n ऑक्सीकरण जैसी प्रक्रियाओं के द्वारा कचरे से उत्पन्न तरल पदार्थों के शोधन हेतु इन प्रक्रियाओं की प्रभावकारिता का अध्ययन किया। एमबीआर द्वारा प्राप्त जल को नैनोफिल्ट्रेशन से गुजारने के बाद, नैनोफिल्टरेशन प्रक्रिया में प्राप्त तरल को कोएग्युलेशन-सेडिमेंटेशन, रेजिन अवशोषण एवं फेनॉन ऑक्सीकरण जैसी प्रक्रियाओं से गुजारने पर, उस तरल में मौजूद COD की मात्रा 125 मिलीग्राम/लीटर तक कम हो जाती है; इस प्रकार COD हटाने की दर 98.1% हो जाती है। यदि Fen~n ऑक्सीकरण प्रक्रिया का उपयोग न किया जाए, तो COD को 42 मिलीग्राम/लीटर तक घटाया जा सकता है; ऐसी स्थिति में COD का निष्कासन दर 94.8% होती है। 40 टन/दिन की क्षमता वाली मेम्ब्रेन फिल्टरेशन प्रणाली हेतु आवश्यक निवेश लगभग 10.34 लाख रुपये है, जबकि संचालन लागत लगभग 17.4 रुपये/टन है। कोएग्युलेशन-सेडिमेंटेशन प्रक्रिया से उत्पन्न होने वाली कचरा-मिट्टी को निकटवर्ती डंपिंग साइटों पर ले जाकर वहाँ ही 3. वाष्पीकरण: कचरे से निकलने वाले तरल पदार्थों के शोधन एवं उनके संघनन हेतु वाष्पीकरण का उपयोग लगातार बढ़ रहा है। वर्तमान में इसके लिए डुबकी देकर दहन करना, नकारात्मक दबाव में वाष्पीकरण, एवं यांत्रिक संपीडन द्वारा वाष्पीकरण जैसी विधियों का उपयोग किया जा रहा है। युए डोंगबेई, लियू जियानगोंग आदि ने अपशिष्ट से प्राप्त तरल पदार्थ को RO विधि से संसाधित करने के बाद, उसके संवहनीय घटकों पर प्रयोगशाला में अध्ययन किया। परिणामों से पता चला कि अम्लीय परिस्थितियों में, मूल घोल का pH जितना अधिक होता है, तो कंडेन्सेट में NH₃-N की सांद्रता उतनी ही अधिक होती है, एवं COD का मान कम हो जाता है। ； कार्बनिक पदार्थों का वाष्पीकरण मुख्य रूप से वाष्पीकरण की शुरुआती अवस्था में होता है, जबकि NH₃ का वाष्पीकरण मुख्य रूप से वाष्पीकरण की अंतिम अवस्था में होता है। डुबकी-जलने वाले वाष्पीकरण (SCE) तकनीक, ऐसी ही एक वाष्पीकरण प्रक्रिया है, जिसमें कोई स्थिर ऊष्मा-संचरण सतह नहीं होती। ईंधन एवं हवा को दहन कक्ष में भेजा जाता है; जहाँ वे तरल पदार्थ की सतह के ठीक ऊपर या उसके नीचे पूरी तरह जल जाते हैं। इसके बाद, उच्च तापमान वाली गर्म गैसों को सीधे तरल पदार्थ में छोड़ा जाता है, ताकि तरल पदार्थ गर्म हो सके। उच्च तापमान वाली धुआँ-गैसें तरल पदार्थ में प्रवेश करने के बाद छोटे-छोटे बुलबुलों के रूप में ऊपर उठती हैं। चूँकि धुआँ-गैसें एवं तरल पदार्थ के बीच मिश्रण एवं हलचल बहुत अधिक होती है, इसलिए ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया मजबूत हो जाती है। इस प्रकार, उत्सर्जित होने से पहले धुआँ-गैसों का तापमान तरल पदार्थ के तापमान के बराबर हो जाता है; ऊष्मा स्थानांतरण की दक्षता 95% से भी अधिक हो सकती है। युए डोंगबेई, शू यूडोंग आदि ने किसी स्वच्छता-अपशिष्ट भंडारण स्थल से प्राप्त फिल्ट्रेटेड तरल पदार्थों को संसाधित करने हेतु “इमर्ज्ड बर्निंग एवं वाष्पीकरण तकनीक” (SCE) का उपयोग किया। यह प्रणाली अक्टूबर 2004 से कार्यरत है, एवं इसका संचालन स्थिर रहा है; साथ ही इसका परिणाम भी बेहतरीन रहा है। सिस्टम, RO संकेंद्रित तरल को 10 गुना तक संकेंद्रित कर सकता है। इस परियोजना की डिज़ाइन क्षमता 20 मीटर/दिन है; इसके लिए 1.5 मिलियन युआन का निवेश किया गया है, एवं प्रसंस्करण हेतु लागत 3.21 मीटर/दिन है। SCE प्रणाली का सबसे बड़ा नुकसान यह है कि इसमें NH₃-N को हटाने की क्षमता कम होती है; लेकिन कार्बनिक पदार्थों को तो स्थिर स्तर पर ही रखा जा सकता है। चूँकि डुबकी-जलने वाली विघटन प्रक्रिया, सामान्य दबाव एवं उच्च तापमान पर होती है; इसलिए फिल्टर किए गए घोल में क्लोराइड आयनों की मात्रा बहुत अधिक होती है। 70°C से अधिक तापमान पर क्लोराइड आयन, धातु सामग्रियों पर बहुत ही तीव्र क्षयकारी प्रभाव डालते हैं। साथ ही, इसमें मौजूद जल वाष्प के रूप में बाहर निकल जाता है, जिससे ऊर्जा का नुकसान भी अधिक होता है। हाल के वर्षों में, यांत्रिक संपीडन वाष्पीकरण (MVC) तकनीक का उपयोग कचरे से उत्पन्न तरल पदार्थों के शोधन हेतु किया जाने लगा है। MVC विधि में कचरे से उत्पन्न होने वाले तरल पदार्थों को वाष्पीकृत करने हेतु, उत्पन्न होने वाली भाप को यांत्रिक रूप से संपीड़ित किया जाता है; इससे भाप का तापमान बढ़ जाता है, और यह तापीय ऊर्जा के रूप में कार्य करती है। इस तरह मूल तरल पदार्थ वाष्पीकृत होकर नई भाप उत्पन्न करता है। इस नई भाप को भी संपीड़ित करके उसका तापमान और बढ़ाया जाता है। ऐसे ही चक्र जारी रहता है। इस प्रक्रिया में मूल उच्च तापमान वाली भाप आसवित जल में बदल जाती है। आसवित जल को बाहर निकालने से पहले, उसमें मौजूद अतिरिक्त ऊष्मा को आने वाले जल में स्थानांतरित कर दिया जाता है। इ MVC वाष्पीकरण प्रक्रिया के द्वारा, फिल्ट्रेटेड तरल पदार्थ को मूल तरल पदार्थ के आयतन का 3% से 10% ही रह जाने तक संकेंद्रित किया जा सकता है; जबकि शुद्ध पानी का उत्सर्जन दर 95% से भी अधिक हो सकती है। चाओझोउ शहर के शीगांग कचरा-डंपिंग स्थल से निकलने वाले घुलनशील तरल पदार्थों के उपचार हेतु MVC वाष्पीकरण तकनीक का उपयोग किया जाता है; वाष्पीकरण के बाद बनने वाले सांद्र तरल पदार्थ की मात्रा लगभग 10% होती है। MVC की उच्च दक्षता को ध्यान में रखते हुए, झिल्ली-फिल्ट्रेशन विधि से प्राप्त घनीभूत तरल पदार्थों के शोधन हेतु MVC तकनीक का उपयोग किया जा सकता है। गुआंगझोउ शेंगबाओलोंग एनवायरनमेंटल प्रोटेक्शन टेक्नोलॉजी कंपनी, गुआंगझोउ में स्थित कचरे से प्राप्त RO-घनीभूत तरल पदार्थों को MVC विधि से वाष्पीकृत करेगी; इस प्रक्रिया में TDS स्तर 25% तक पहुँच जाएगा। इसके बाद ऐसे ठोस पदार्थों को गैस के उपयोग से सुखाया जाएगा, जिससे ठोस पदार्थों में नमी की मात्रा 3% से कम रह जाएगी। 4. झिल्ली विसरण: झिल्ली विसरण, एक ऐसी झिल्ली-आधारित पृथक्करण प्रक्रिया है, जिसमें जल-विरोधी सूक्ष्म छिद्रों वाली झिल्लियों का उपयोग किया जाता है; ऊर्जा के रूप में झिल्ली के दोनों ओर के वाष्प दबावों का अंतर ही कार्य करता है। जब विभिन्न तापमानों वाले जल-घोलों को ऐसी झिल्लियों द्वारा अलग किया जाता है, तो झिल्ली की जल-विरोधी प्रकृति के कारण दोनों ओर के जल-घोल झिल्ली के छिद्रों से दूसरी ओर नहीं जा पाते। लेकिन चूँकि गर्म ओर के जल-घोल में वाष्प दबाव, ठंडी ओर की तुलना में अधिक होता है, इसलिए वाष्प झिल्ली के छिद्रों से गर्म ओर से ठंडी ओर जाकर वहाँ ठंडी हो जाती है। वीएमडी (VMD), झिल्ली प्रौद्योगिकी एवं पारंपरिक आसवन तकनीकों का संयोजन है; यह एक नवीन प्रकार की झिल्ली-आधारित अलगाव प्रक्रिया है। इसके फायदों में कम तापमान पर कार्य करने की क्षमता, सरल उपकरण, अकार्बनिक लवणों एवं बड़े आकार के अणुओं जैसे वाष्पशील पदार्थों को 100% तक रोकने की क्षमता, एवं उच्च सांद्रता वाले घोलों के उपचार हेतु उपयोगी होना शामिल है। लियू डोंग एवं उनके सहयोगियों ने, पेट्रोकेमिकल उद्योगों से आने वाले अपशिष्ट जल को RO प्रक्रिया द्वारा शोधन करने के बाद उत्पन्न होने वाले घने तरल पदार्थ के लिए, हाइड्रोफोबिक पॉलीविनाइल फ्लुओराइड आधारित होलोफाइबर मेम्ब्रेनों का उपयोग करके VMD प्रक्रिया के परिणामों से पता चला कि 75℃ एवं 0.096 MPa वैक्यूम दबाव की स्थितियों में, VMD प्रक्रिया में शुरुआती फ्लक्स 33 L/(m·h) था। जब VMD प्रक्रिया को रासायनिक फ्लोकुलेशन विधि के साथ उपयोग में लाया गया, तो RO प्रक्रिया द्वारा तरल को 10 गुना संघनित करने पर भी VMD प्रक्रिया में फ्लक्स 16 L/(m·h) ही बना रहा। ·ह) ऊपर बताए गए अनुसार, जल की विद्युत-चालकता 4–7 माइक्रोसीमेंस/सेमी के स्तर पर स्थिर रहती है; जबकि लवण-निष्कासन दर 99.99% से अधिक रहती है। सामान्य आसवन की तुलना में, मेम्ब्रेन आसवन में आसवन की दक्षता अधिक होती है; आसवित तरल भी अधिक शुद्ध होता है। इसके अलावा, मेम्ब्रेन आसवन में घोल को उबालने की आवश्यकता नहीं होती, बस मेम्ब्रेन के दोनों ओर उचित दबाव-ांतर बनाए रखना ही पर्याप्त है। हालाँकि, झिल्ली की लागत अधिक है, आसवन की दर कम है; तापमान एवं सांद्रता संबंधी कारकों के कारण इसकी कार्यप्रणाली अस्थिर रहती है। मेम्ब्रेन डिस्टिलेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें चरण-परिवर्तन होता है; ऊष्मा मुख्य रूप से ऊष्मा-संचरण के माध्यम से ही स्थानांतरित होती है, इसलिए इसकी दक्षता कम होती है (आमतौर पर लगभग 30% ही)। हालाँकि, अभी तक कचरे से उत्पन्न तरल पदार्थों के संवहन हेतु मेम्ब्रेन डिस्टिलेशन के उपयोग संबंधी कोई रिपोर्ट उपलब्ध नहीं है।