सेंट्रीफ्यूज एक्सट्रैक्टर, फेनोल युक्त अपशिष्ट जल के उपचार हेतु तांबा-लेपित लोहे के घोल एवं H2O2 का उपयोग

फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल, एक अत्यंत हानिकारक औद्योगिक अपशिष्ट जल है। यह मुख्य रूप से लकड़ी के डिस्टिलेशन, कीटनाशकों, रेजिन, प्लास्टिक, रंगों, ढलाई की प्रक्रियाओं, कागज निर्माण इकाइयों, पेंट उत्पादन इकाइयों, सिंथेटिक अमोनिया उत्पादन इकाइयों आदि से निकलने वाले अपशिष्ट जल से उत्पन्न होता है। यह जल स्रोतों एवं जलीय जीवों के लिए बहुत ही हानिकारक है। इसलिए, फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के उत्पन्न होने, एवं पहले से मौजूद फेनॉल युक्त औद्योगिक अपशिष्ट जल के निपटान हेतु प्रभावी उपाय किए जाने आवश्यक हैं; साथ ही, इस तरह के अपशिष्ट जल के निकास पर भी सख्त नियंत्रण

अब तक, शोधकर्ताओं द्वारा इस समस्या के समाधान हेतु कई प्रभावी विधियाँ सुझाई गई हैं; जैसे कि एक्टिवेटेड कार्बन द्वारा अवशोषण, जैविक विधियाँ, रासायनिक विधियाँ आदि। लेकिन इन सभी विधियों में चक्र-समय कम होना, पुनर्उत्पादन में कठिनाई, एवं संचालन लागत अधिक होने जैसी कमियाँ हैं। इनमें से, फेंटन विधि ऐसी ही एक उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रिया है; इसमें Fe2+ एवं H2O2 का उपयोग करके हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न किए जाते हैं, ताकि कठिनता से विघटित होने वाले कार्बनिक पदार्थों का निपटान किया जा सके। इस विधि के फायदे हैं – यह सरल, तेज़, एवं फ्लोकुलेशन प्रक्रिया में सहायक है। लेकिन इसके कुछ नुकसान भी हैं – जैसे कि ऑक्सीकारक H2O2 का उपयोग दक्षतापूर्वक नहीं हो पाता, ऑक्सीकरण की दक्षता कम होती है, एवं इसकी प्रक्रिया में अधिक लागत आती है। इस उद्देश्य हेतु, हाल के वर्षों में “लोहे के टुकड़ों का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा से प्रदूषण हटाने की विधि” का व्यापक रूप से अध्ययन एवं उपयोग किया गया है। इसे “आंतरिक विद्युत विघटन विधि” भी कहा जाता है। इस विधि में लोहे के टुकड़ों एवं एक्टिवेटेड कार्बन का उपयोग करके एक प्राथमिक विद्युत ऊर्जा स्रोत बनाया जाता है; प्रदूषकों के सकारात्मक एवं नकारात्मक ध्रुवों पर रासायनिक अभिक्रियाओं के माध्यम से, साथ ही विद्युत ऊर्जा के उपयोग, भौतिक अवशोषण एवं फ्लोकुलेशन जैसी प्रक्र

इस विधि में ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती, इसकी प्रसंस्करण लागत कम होती है; इसके अलावा, इसमें उपयोग होने वाला लोहे का कचरा ज्यादातर औद्योगिक अपशिष्ट से ही प्राप्त होता है। इस प्रकार यह विधि “अपशिष्ट से ही अपशिष्ट का निवारण” करने ह इस आधार पर, इस अध्ययन में प्राथमिक विद्युत ऊर्जा संबंधी सिद्धांतों के अनुसार, फेंटन प्रणाली में प्रयोग होने वाले FeSO4 के स्थान पर तांबे से लेपित लोहे के कणों का उपयोग करके फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल को अपघटित करने का प्रयास किया गया। साथ ही, COD हटाने की दर पर विभिन्न कारकों के प्रभाव, एवं वास्तविक फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के शोधन हेतु इस विधि की प्रभावशीलता का भी अध्ययन किया गया। सबसे पहले, लोहे के टुकड़ों को गर्म सोडियम कार्बोनेट घोल में 5 मिनट तक उबाला जाता है, ताकि उनसे तेल एवं अन्य अशुद्धियाँ दूर हो जाएँ। इसके बाद उन्हें पानी से धोकर लगभग तटस्थ स्थिति में लाया जाता है। फिर थोड़ा पतला सल्फ्यूरिक एसिड मिलाकर 3 मिनट तक ऐसे ही रखा जाता है; उसके बाद फिर से प इसके बाद, पूर्व-प्रसंस्कृत लोहे के टुकड़ों में कॉपर सल्फेट घोल मिलाया जाता है। 2 मिनट तक मिश्रण को हिलाने के बाद, लोहे की सतह पर पतली परत का कॉपर जम जाता है। अब इसे धोकर, छानकर सुखा लिया जाता है, ताकि इसका उपयोग किया जा सके।

टियानयी एक्सट्रैक्शन CWL-M प्रकार के सेंट्रीफ्यूजल एक्सट्रैक्शन मशीनों का उपयोग, तांबा-लेपित लोहे के घोल एवं हाइड्रोजन पेरॉक्साइड का उपयोग करके फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के शोधन हेतु किया जाता है। फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के शोधन हेतु सर्वोत्तम संचालन स्थितियाँ इस प्रकार हैं – 30% हाइड्रोजन पेरॉक्साइड, 12 मिली/लीटर; तांबा-लेपित लोहे का घोल, 5 मिली/लीटर; pH मान 4 से 6 के बीच; तथा सामान्य तापमान पर 45 मिनट तक अभिक्रिया करना। अभिक्रिया के बाद COD का अपशिष्ट अनुपात 96% तक कम हो जाता है। इसके अलावा, इन इष्टतम परिस्थितियों में फेनॉल युक्त रंगाई-छपाई संबंधी अपशिष्ट जल का उपचार करने पर, इसका CODCr मान 5827 मिलीग्राम/लीटर से घटकर 419 मिलीग्राम/लीटर हो गया; जबकि इसकी रंगत 2000 से घटकर 30 हो गई। यह मान **उत्सर्जन मानकों** के अनुरूप है। (2) तुलनात्मक प्रयोगों से पता चला कि तांबा-लेपित लोहे का घोल, अभिक्रिया हेतु आवश्यक Fe2+ आयन प्रदान करने के साथ-साथ, फेंटन अभिक्रिया को भी बढ़ावा देने में सहायक है। इससे पता चलता है कि तांबा-लेपित लोहे के घोल का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में करना, फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के निपटान हेतु एक प्रभावी विधि है।

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अपशिष्ट जल में फेनॉल की मात्रा मानक स्तर पर है, लेकिन इसमें तांबे के आयन मौजूद हैं। अपशिष्ट जल निकासी संबंधी मानकों के अनुसार, तांबे के आयनों की मात्रा कितनी होनी चाहिए?