हाइड्रोजन सल्फाइड युक्त रासायनिक अपशिष्ट जल के शोधन हेतु तकनीकी विधिय

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1. हाइड्रोजन सल्फाइड के स्रोत एवं अस्तित्व का रूप: हाइड्रोजन सल्फाइड एक रंगहीन गैस है; इसमें सड़े हुए अंडों जैसी गंध होती है। यह पानी, इथेनॉल एवं ग्लिसरीन में घुल सकती है। हमारी कंपनी में हाइड्रोजन सल्फाइड युक्त सीवेज का मुख्य स्रोत आसवन उपकरण एवं कच्चे तेल के टैंक हैं; कच्चे तेल के टैंकों से होने वाला सीवेज तो केवल एक छोटा हिस्सा ही है। प्रकृति में, हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फेटों के अपचयन से बनता है। इसके लिए आमतौर पर दो तरीके होते हैं – एक है “समानीकरणीय सल्फेट अपचयन अभिक्रिया”, और दूसरा है “विभेदी सल्फेट अपचयन अभिक्रिया”。 जलीय विलयन में, हाइड्रोजन सल्फाइड H2S, HS− एवं S2− इन तीन अलग-अलग रूपों में मौजूद रहता है। इसके अस्तित्व का रूप, जल के pH मान पर निर्भर है। जब pH मान 6-6.8 होता है, तो 75-90% सल्फाइड, H2S के रूप में मौजूद होते हैं। ； pH=7 पर, सल्फाइड लगभग समान मात्रा में H2S एवं HS- में विघटित हो जाता है; S2- की मात्रा तो महज दस लाखवाँ हिस्सा ही होती है। जब pH 8 होता है, तो सल्फर मुख्य रूप से S2- अवस्था में ही मौजूद रहता है। द्वितीय, हाइड्रोजन सल्फाइड के कारण तेल शोधन प्रक्रिया में चार प्रकार के अपशिष्ट उत्पन्न होते हैं – लवणयुक्त अपशिष्ट, सल्फरयुक्त अपशिष्ट, तेलयुक्त अपशिष्ट, एवं क्षारीय अपशिष्ट। इनमें से सल्फरयुक्त अपशिष्ट सबसे अधिक हानिकारक होता है, एवं इसका निपटान भी सबसे कठिन होता है। 1. हाइड्रोजन सल्फाइड, पानी में लोहे के साथ, रासायनिक ऑक्सीकरण के कारण उत्पन्न होने वाले Fe2+ आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके FeS एवं Fe(OH)2 बनाता है। यही कारण है जिससे लोहे की पाइपें जंग खाने लगती हैं। इस प्रक्रिया को “लोहे का अवायवीय क्षय” कहा जाता है। 2. पानी में मौजूद सल्फाइड, मनुष्यों एवं जानवरों/पौधों के स्वास्थ्य पर भी प्रभाव डालते हैं। जानकारी के अनुसार, पीने योग्य पानी में हाइड्रोजन सल्फाइड की सांद्रता भले ही 0.07 मिलीग्राम/मी³ जितनी कम हो, फिर भी यह पानी के स्वाद को प्रभावित कर सकती है। चूँकि हाइड्रोजन सल्फाइड, साइनाइड के समान ही विषाक्त पदार्थ है; इसलिए जब पानी में हाइड्रोजन सल्फाइड की सांद्रता 0.15 मिलीग्राम/मी³ तक पहुँच जाती है, तो यह पानी में रहने वाली मछलियों के विकास को प्रभावित करता है। 3. सीवेज में मौजूद हाइड्रोजन सल्फाइड वायुमंडल में फैल जाता है। वायुमंडल में हाइड्रोजन सल्फाइड की अधिकतम अनुमेय सांद्रता 10 मिलीग्राम/मी³ (7 पीपीएम) है; जबकि सीवेज शोधन संयंत्रों की कुछ इकाइयों में हाइड्रोजन सल्फाइड की सांद्रता कभी-कभी कई दर्जन से लेकर कई सौ पीपीएम तक हो जाती है। जब सांद्रता ≥760 मिलीग्राम/मी³ (502 पीपीएम) होती है, तो व्यक्ति को जल्दी ही गंभीर विषाक्तता हो जाती है, जिससे श्वसन तंत्र काम करना बंद कर देता है एवं व्यक्ति की मृत्यु हो जाती है। ； जब सांद्रता 300–760 मिलीग्राम/मी³ (198–502 पीपीएम) के बीच होती है, तो इससे फेफड़ों में पानी भरना, ब्रोंकाइटिस एवं निमोनिया, सिरदर्द, चक्कर आना, मतली, उल्टी, एवं मूत्र त्याग में कठिनाई जैसी समस्याएँ हो सकती हैं। ； जब सांद्रता 10–300 मिलीग्राम/मी³ (6.6–198 पीपीएम) होती है, तो आँखों में तीव्र जलन के लक्षण दिखाई दे सकते हैं; जबकि लंबे समय तक इसके संपर्क में रहने से फेफड़ों में जलोदर हो सकता है। यी जिंगशुई वेबसाइट द्वारा सल्फरयुक्त अपशिष्ट जल के उपचार हेतु उपयोग की जाने वाली तकनीकों का सारांश निम्नलिखित है:
III. हाइड्रोजन सल्फाइड के निपटान हेतु विधियाँ
1. बंद प्रणाली में संग्रहण एवं निपटान विधि – हाइड्रोजन सल्फाइड के उत्सर्जन होने वाले स्थानों पर बंद प्रणालियाँ लगाई जा सकती हैं; इन प्रणालियों के माध्यम से हाइड्रोजन सल्फाइड को संग्रहीत करके उसका निपटान किया ज लेकिन इस विधि के लिए बंद सुविधाओं की आवश्यकता होती है; कहीं से भी रिसाव नहीं होना चाहिए। इसके अलावा, बंद सुविधाओं में मौजूद उपकरणों का सामान्य रूप से संचालन, रखरखाव एवं मरम्मत भी संभव नहीं होता। हमारे वर्कशॉप में सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट में हाइड्रोजन सल्फाइड गैस को एकत्र करने हेतु जल-संग्रहण टैंक, बफर टैंक, ऑइल-सेपरेशन टैंक एवं एरोसोलाइजेशन टैंक जैसी बंद सुविधाओं की आवश्यकता है। ऐसी स्थिति में, न केवल प्रारंभिक निवेश बहुत अधिक हो जाता है, बल्कि उपरोक्त इकाइयों का दैनिक संचालन भी संभव नहीं रह जाता, जिससे अपशिष्ट जल शोधन प्रणाली का सामान्य संचालन प्रभावित होता है। भले ही सल्फाइड ऑफ हाइड्रोजन गैस को बंद प्रणालियों में एकत्र किया जा सकता है, लेकिन इस गैस के निपटान हेतु निम्नलिखित तरीके ही उपलब्ध हैं: पहला तरीका है इस गैस को किसी खुले स्थान पर सीधे वायुमंडल में छोड़ देना। ऐसा करने से न केवल वायुमंडल प्रदूषित होता है, बल्कि लोगों को विषाक्तता का खतरा भी होता है। ； दूसरा तरीका है, क्षारीय घोल का उपयोग करके सल्फाइड ऑफ हाइड्रोजन गैस को अवशोषित करना। लेकिन ऐसे में अलग से क्षारीय धोने वाली उपकरणों की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, क्षारीय धोने वाले उपकरण भी सल्फाइड ऑफ हाइड्रोजन गैस को 100% अवशोषित नहीं कर पाते; इसलिए शेष गैस वायुमंडल में ही ； तीसरा तरीका है भारी धातुओं के लवणों का उपयोग करके अवक्षेपण करना, लेकिन इसकी लागत बहुत अधिक होती है; साथ ही इससे भारी धातुओं से प्रदूषण भी होता ह ； चौथा उपाय है, सल्फर पुनर्प्राप्ति उपकरणों का उपयोग करके सल्फाइड ऑक्साइड को शुद्ध सल्फर में बदलना। लेकिन इसके लिए आवश्यक निवेश एवं रखरखाव लागत बहुत अधिक होती है; इसलिए यह छोटे उपकरणों के लिए उपयुक्त नहीं है। संक्षेप में, हाइड्रोजन सल्फाइड को बंद प्रणालियों में एकत्र करके निपटाने की विधि, हमारे कंपनी के अपशिष्ट जल शोधन संयंत्रों में हाइड्रोजन सल्फाइड की अत्यधिक मात्रा की समस्या को हल करने हेतु उपयुक्त नहीं 2. सहायक वायु-झिल्ली विधि: इस विधि में “सहायक वायु-झिल्ली तकनीक” का उपयोग किया जाता है; इसे “झिल्ली-माध्यम से विघटन-रासायनिक अवशोषण तकनीक” भी कहा जाता है। pH को 5 से कम रखने पर, 95% से अधिक H2S पानी में मुक्त अवस्था में ही रहता है। ऐसी स्थिति में, अपशिष्ट जल को पॉलीप्रोपीलीन से बनी हाइड्रोफोबिक माइक्रोपोरस फाइबर मेम्ब्रेन से होकर गुजारा जाता है; जबकि दूसरी ओर पतले सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल (pH > 11) का प्रवाह होता है। इस तरह, हाइड्रोजन सल्फाइड मेम्ब्रेन के माध्यम से अपरिवर्तनीय रूप से अवशोषित हो जाता है। यदि अपशिष्ट जल का pH मान शुरू से अंत तक 5 पर, या यहाँ तक कि 4 से भी कम रहे, तो 95% या यहाँ तक कि 99% हाइड्रोजन सल्फाइड को हटाया जा सकता है, एवं यह पदार्थ अवशोषण चरण में कई गुना अधिक मात्रा में एकत्र हो जाता है। क्षारयुक्त सोडियम सल्फाइड वाले जलीय घोलों को विभिन्न उत्पादन स्थलों से एक ही जगह पर एकत्र किया जाता है; वहाँ इसमें अम्ल मिलाकर गैसीकरण किया जाता है, जिससे उच्च सांद्रता वाला हाइड्रोजन सल्फाइड प्राप्त होता है। इसके बाद क्राउस विधि का उपयोग करके शुद्ध सल्फर तैयार किया जाता है। इसके लिए गैसीकरण उपकरणों एवं सल्फर पुनर्प्राप्ति उपकरणों की आवश्यकता होती है; इसके लिए कम से कम 150-200 लाख रुपये का निवेश आवश्यक है, एवं नियमित रखरखाव हेतु भी अधिक लागत आती है। 3. स्ट्रिपिंग-रिकवरी विधि द्वारा सीवेज शुद्धीकरण के दौरान हाइड्रोजन सल्फाइड का मुख्य स्रोत, आसवन उपकरणों से उत्पन्न होने वाला अपशिष्ट जल है; इसे उपकरणों के क्षेत्र में ही स्ट्रिपिंग एवं क्षारीय धोने की प्रक्रिया द्वारा शुद्ध किय सल्फर युक्त सीवेज को पहले सीवेज स्ट्रिपिंग उपकरण के माध्यम से स्ट्रिप किया जाता है; इस प्रक्रिया में सीवेज से हाइड्रोजन सल्फाइड निकालकर अल्कली शुद्धिकरण प्रणाली में भेज दिया जाता है। अल्कली शुद्धिकरण के बाद शेष रहने वाला हाइड्रोजन सल्फाइड ऊष्मा उत्पन्न करने हेतु भट्ठी में जलाया जाता है। चूँकि इसकी मात्रा बहुत कम होती है, इसलिए यह भट्ठी के दहन प्रक्रम पर कोई प्रभाव न ； सीवेज में शेष रहने वाला हाइड्रोजन सल्फाइड, सीवेज शोधन संयंत्रों में भेजा जा सकता है; इससे सीवेज शोधन संयंत्रों में हाइड्रोजन सल्फाइड की सांद्रता में काफी कमी आ जाती है। प्रक्रिया इस प्रकार है: डिस्टिलेशन उपकरणों के क्षेत्र में पहले से ही एक क्षारीय धोने वाली प्रणाली मौजूद है; सल्फाइड ऑफ हाइड्रोजन के पुनर्प्राप्ति हेतु केवल एक अतिरिक्त स्ट्रिपिंग प्रणाली ही आवश्यक है। इस विकल्प को अपनाने की सलाह दी जाती है। पुनः प्रकाशित करते समय स्रोत अवश्य उल्लेख करें: यी जिंगशुई न