कोकिंग अपशिष्ट जल में मौजूद COD को क्यों विघटित करना कठिन है?

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कोकिंग अपशिष्ट जल में मौजूद COD को क्यों विघटित करना कठिन है? वर्तमान में, कोकिंग अपशिष्ट जल के शोधन में COD को ही सबसे बड़ी चुनौती माना जा रहा है। उद्योग के विशेषज्ञों को पता है कि कोकिंग अपशिष्ट जल में कई ऐसे पदार्थ होते हैं जो बहु-चक्रीय एवं लंबी श्रृंखला वाले होते हैं, एवं इनका अपघटन बहुत कठिन होता है। कई विश्वविद्यालयों एवं अनुसंधान केंद्रों द्वारा प्रयोग किए गए, जिससे पता चला कि चाहे जैव-रासायनिक प्रक्रिया को कितना भी लंबा किया जाए, शेष बचे COD के मान में कोई कमी नहीं आती। तो फिर COD की व्याख्या करना इतना कठिन क्यों है? सबसे पहले, कोकिंग अपशिष्ट जल में मौजूद COD की संरचना को देखते हैं। जानकारी के अनुसार, कोकिंग अपशिष्ट जल में मौजूद COD मुख्य रूप से कार्बनिक घटकों, अकार्बनिक घटकों एवं अवक्षेपित पदार्थों से मिलकर बना होता है। कोकिंग अपशिष्ट जल में मौजूद COD की संरचना का अध्ययन करने हेतु, अनशान कोक नैन इंस्टीट्यूट, हार्बिन इंजीनियरिंग इंस्टीट्यूट आदि संस्थानों ने अनशान स्टील केमिकल्स प्लांट से आने वाले जैव-रासायनिक अपशिष्ट जल का विश्लेषण किया। इस विश्लेषण में कोकिंग अपशिष्ट जल में मौजूद प्रमुख अकार्बनिक एवं कार्बनिक पदार्थों की मात्रा, तथा उनके COD मानों का निर्धारण किया गया। साथ ही, अपशिष्ट जल में मौजूद अवक्षेपों की संरचना एवं उनके COD मानो COD का निर्धारण पोटैशियम डाइक्रोमेट विधि से किया जाता है। अनुसंधान से पता चला है कि कोकिंग अपशिष्ट जल में COD का योगदान देने वाले अकार्बनिक घटकों में SCN-, CN-, S2-, NO2- आदि शामिल हैं; जिनमें से SCN- ही COD के अकार्बनिक घटकों का मुख्य घटक है। इसी बीच, अन्शान जियाओनाई इंस्टीट्यूट, हाजियान इंस्टीट्यूट आदि संस्थानों ने अन्शान गांग रसायन उद्योग के जैव-रासायनिक अपशिष्ट जल का विश्लेषण किया। विश्लेषण से पता चला कि जैव-रासायनिक अपशिष्ट जल में मौजूद प्रमुख कार्बनिक घटकों में से COD की मात्रा, कुल कोकिंग अपशिष्ट जल में मौजूद COD की मात्रा का लगभग 70% है। इन कार्बनिक घटकों में फेनॉल यौगिक, हेटरोसाइक्लिक यौगिक एवं नेप्थालीन जैसे पदार्थ शामिल हैं; जिनमें से फेनॉल का COD, कुल COD की मात्रा का लगभग 30% है। जल में मौजूद प्रमुख कार्बनिक घटकों में से COD, कुल मात्रा का लगभग 20% हिस्सा है। इनमें नैप्थालीन एवं बहु-वलयीय अरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों का COD सबसे अधिक है; ये दोनों घटक मिलकर कुल मात्रा का 10% से अधिक हिस्सा बनाते हैं। अवक्षेपणीय पदार्थों में मुख्य रूप से कोयले की धूल, कोक की धूल, एवं पानी में घुलने वाले न होने वाले तेल आ COD को बनाने वाले तीन प्रकार के पदार्थों में, मुख्य रूप से कार्बनिक घटक एवं अकार्बनिक घटक ही होते हैं। “लंबी श्रृंखला वाले अणुओं को कैसे टूटने में मदद की जाए, यह एक कठिन समस्या है। बहु-वलयीय एरोमैटिक यौगिकों एवं मिश्र-वलयीय एरोमैटिक यौगिकों की संख्या बहुत अधिक है; ऐसे वलय ही अणुओं के विघटन में बाधा डालने का मुख्य कार सूक्ष्मजीव, एंजाइमों की मदद से किसी चक्र को खोल सकते हैं। अब हम ऐसी विधि खोज रहे हैं जो न केवल प्रभावी हो, बल्कि कम लागत वाली भी हो… यही तो एक महत्वपूर्ण समाधान है। ”पेकिंग विश्वविद्यालय के पर्यावरण विज्ञान एवं इंजीनियरिंग संकाय के प्रोफेसर वेन डोंगहुई ने ऐसा ही क कोकिंग अपशिष्ट जल में पूर्व-संसाधना प्रक्रिया इतनी महत्वपूर्ण क्यों है? कोकिंग अपशिष्ट जल के पूर्व-शोधन हेतु उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं में अमोनिया निकालना, साइनाइड हटाना, तेल हटाना आदि शामिल हैं। तो, इन प्रक्रियाओं का क्या उद्देश्य है? “जैव-रासायनिक उपचार हेतु कुछ शर्तें आवश्यक हैं। उदाहरण के लिए, कोकिंग अपशिष्ट जल में तेल, सल्फाइड आदि पदार्थ होते हैं; इसलिए इस जल को पहले कुछ प्री-ट्रीटमेंट प्रक्रियाओं से गुजारना आवश्यक है – जैसे तेल अलग करना, सल्फाइड हटाना, अमोनिया निकालना आदि। विशेष रूप से अमोनिया निकालना बहुत आवश्यक है; अन्यथा बाद में इस जल का उपचार करना असंभव हो जाता है। ”सैंड ग्रुप के ली तियानजेंग ने ‘शुईवांग’ पत्रिका के पत्रकारों से कहा, “आम तौर पर कोकिंग अपशिष्ट जल में अमोनिया एवं नाइट्रोजन की मात्रा 2000, 3000 से अधिक होती है। ब्लोटिंग, क्षार मिलाने जैसी विधियों के द्वारा अमोनिया की मात्रा को 100 से कम किया जा सकता है। कुछ कंपनियाँ क्षार मिलाने से हिचकिचाती हैं, लेकिन बाद की प्रक्रियाओं में फिर भी क्षार मिलाना आवश्यक होता है। वास्तव में, इस बात को समझने के बाद ही पूर्व-प्रसंस्करण में क्षार मिलाने से बेहतर परिणाम प्राप्त होते हैं।” पूर्व-संसाधना, जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं के सुचारू रूप से संचालन हेतु की जाती है। ” वेन डोंगहुई ने कहा, “जैव-रासायनिक उपचार तकनीकें मानकों को पूरा कर सकती हैं; लेकिन इन्हें अन्य भौतिक-रासायनिक उपचार विधियों के साथ ही उपयोग में लाना आवश्यक है। पूर्व-उपचार प्रक्रिया अत्यंत आवश्यक है। कुछ पदार्थों का पुनर्उपयोग भी संभव है। यदि पूर्व-उपचार ठीक से नहीं किया जाता, तो इसका बाद की द्वितीयक उपचार प्रक्रियाओं पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है।” पूर्व-संसाधन उपचार प्रक्रियाओं में मुख्य रूप से अमोनिया वाष्पीकरण एवं तेल हटाना शामिल है; जिसमें अमोनिया वाष्प ” जैव-सुदृढीकरण तकनीकों पर अनुसंधान क्यों इतना लोकप्रिय है? विशेषज्ञों के अनुसार, सामान्य जैविक अपशिष्ट शोधन प्रक्रिया में आमतौर पर उन पदार्थों पर ही ध्यान दिया जाता है, जिन्हें आसानी से विघटित किया जा सकता है। इन पदार्थों को विघटित करने में मुख्य भूमिका सूक्ष्मजीवों की होती है; ऐसे सूक्ष्मजीव प्राकृतिक वातावरण, घरेलू अपशिष्ट जल एवं मिट्टी में पाए जाते हैं। लेकिन यदि अपशिष्ट जल में बहुत सारे विषाक्त/हानिकारक पदार्थ हों, तो न केवल सूक्ष्मजीव उन्हें विघटित नहीं कर पाएंगे, बल्कि ये पदार्थ सूक्ष्मजीवों के लिए हानिकारक भी साबित हो सकते हैं। विषाक्त पदार्थ सूक्ष्मजीवों को मार देते हैं; ऐसी स्थिति में जैविक विधियों का उपयोग करके अपशिष्ट जल को सीधे शोधित करना बहुत कठिन हो जाता है। विरोधाभास यही है – सबसे किफायती एवं प्रभावी विधि तो जैव-रासायनिक उपचार है; जबकि भौतिक-रासायनिक उपचार की लागत बहुत अधिक होती है। ； लेकिन, कोकिंग अपशिष्ट जल के मामले में जल की गुणवत्ता बहुत ही जटिल होती है; इसमें कई विषाक्त पदार्थ मौजूद होते हैं, जो जैव-रासायनिक उपचार प्रक्रियाओं पर नकारात्मक प्रभाव डालते हैं। इसलिए, कोकिंग अपशिष्ट जल के उपचार हेतु जैव-रासायनिक विधियों का उपयोग करने हेतु सूक्ष्मजीवों संबंधी कई ऐसे क्षेत्र हैं जिन पर अध्ययन की आवश्यकता है। तो, अनुसंधान से जुड़े कार्य कौन-कौन से हैं? पहली बात यह है कि, प्रक्रिया-संबंधी दृष्टिकोण से, प्रक्रिया-पैरामीटरों एवं प्रक्रिया-शर्तों में बदलाव करके कुछ हद तक अपशिष्ट जल को नष्ट किया जा सकता है। लेकिन वास्तविक परिस्थितियों में, केवल प्रक्रिया में बदलाव करने से ही सीमित परिणाम ही प्राप्त होते हैं; मानकों के अनुरूप अपशिष्ट जल को छोड़ना कठिन हो जाता है। इसके अलावा, अपशिष्ट जल में अभी भी विषाक्त एवं हानिकारक पदार्थ मौजूद रहते हैं, जो जल-स्रोतों में जाते रहते हैं। दूसरा बात यह है कि, दसियों वर्षों के विकास के बाद, सूक्ष्मजीवों से संबंधित अनुसंधानों में काफी गतिविधि है; और इस क्षेत्र में सबसे अधिक अनुसंधान टूटने वाले बैक्टीरियों से संबं विघटनकारी बैक्टीरिया प्राप्त करने की पारंपरिक विधि यह है कि कोकिंग अपशिष्ट जल या कोकिंग अपशिष्ट जल से प्रदूषित कचरे से, ऐसे बैक्टीरिया या सूक्ष्मजीवों का चयन किया जाता है जो इस वातावरण में टिक सकें; फिर इन्हें उचित संयोजनों के माध्यम से आवश्यक बैक्टीरियल एजेंटों में परिवर्तित किय लेकिन वर्तमान में प्रकृति से अलग किए जा सकने वाले बैक्टीरिया बहुत ही कम हैं; प्रकृति में मौजूद सूक्ष्मजीवों में से केवल 0.1% ही ऐसे हैं जिन्हें अलग करके उगाया जा सकता है। ； दूसरी समस्या यह है कि प्रयोगशाला में, अल्पकालिक रूप से तो इन जीवाणुओं का प्रभाव बहुत अच्छा होता है; लेकिन वास्तविक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में कई बदलाव हो जाते हैं। वास्तविक अपशिष्ट जल में विषाक्त/हानिकारक पदार्थों के अलावा उच्च मात्रा में अमोनिया भी होता है। इसके अलावा, जल की मात्रा एवं गुणवत्ता भी अस्थिर रहती है। ये सभी कारक सूक्ष्मजीवों के वास्तविक उपयोग पर बहुत बड़ा प्रभाव डालते हैं। अब तक, ऐसा कोई प्रभावी जीवाणु नहीं मिला है, जिसका उपयोग कोकिंग अपशिष्ट जल में किया जा सके। इसके अलावा, विशेषज्ञों ने भी इस संस्थान को लेकर चिंता व्यक्त की है। “शोधन संयंत्रों के प्रबंधन को तुरंत मजबूत करने की आवश्यकता है। हम अक्सर कुछ कोकिंग संयंत्रों से सीवेज एकत्र करने जाते हैं, और हमें वहाँ भी प्रबंधन संबंधी कई समस्याएँ दिखाई देती हैं। उदाहरण के लिए, उत्पादन प्रक्रिया में लगातार परिवर्तन होते रहते हैं, और ऐसे बदलते पानी की गुणवत्ता जैविक शोधन विधियों के लिए बहुत ही हानिकारक होती है। यदि आने वाले पानी की गुणवत्ता में लगातार परिवर्तन होता रहे, तो सीवेज शोधन संयंत्र भी कुछ नहीं कर सकते। इसके कारण सीवेज में मौजूद कचरा अर्ध-मृत अवस्था में रह जाता है, जिससे शोधन की दक्षता पर बहुत ही बुरा प्रभाव पड़ता है। इसलिए मेरी सलाह है कि उत्पादन प्रक्रिया एवं प्रबंधन को यथासंभव अधिक स्थिर एवं सुव्यवस्थित बनाया जाए,” वेन डोंगहुई ने कहा।