『“साप्ताहिक विषय” – फेनॉलयुक्त अपशिष्ट जल के उपचार हेतु प्रमुख विधियाँ कौन-सी हैं? (2015.9)

फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के निपटान हेतु सबसे प्रभावी तरीका है प्रदूषण के स्रोतों पर नियंत्रण रखना। इसके लिए उचित उत्पादन प्रक्रियाओं का चयन करना, प्रदूषण-मुक्त प्रक्रियाओं एवं कैटालिस्टों का उपयोग करना, तथा प्रदूषण-मुक्त रसायनों का उपयोग करके अपशिष्ट जल की मात्रा को कम करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, वर्तमान में एमिनोफेन के उत्पादन हेतु मुख्य रूप से आयरन-रिडक्शन विधि का उपयोग किया जाता है। 1 टन तैयार उत्पाद बनाने हेतु 44 टन अपशिष्ट जल उत्पन्न होता है; इससे प्रदूषण बहुत अधिक होता है। हाल के वर्षों में, अमीनोफेनोल उत्पादन हेतु *** उत्प्रेरकों का उपयोग करने वाली नई विधियाँ विकसित की गई हैं। 1 टन उत्पाद बनाने हेतु केवल 10 टन ही फेनोलयुक्त अपशिष्ट जल उत्पन्न होता है; इससे प्रदूषण में कमी आती है। दूसरा, प्रभावी संचालन स्थितियों एवं उत्पादन उपकरणों का उपयोग करके, फेनॉल युक्त यौगिकों के उत्पादन हेतु ऐसी प्रणालियों का विकास किया जाना चाहिए, जिससे पर्यावरण में प्रदूषकों का उत्सर्जन यथासंभव कम हो सके, एवं “शून्य उत्सर्जन” वाला स्वच्छ उत्पादन संभव हो सके। तीसरा, उद्यमों के प्रबंधन को मजबूत करना है; फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल का प्रभावी ढंग से निपटारा करना, उसका पुनर्उपयोग करना एवं उसका बहुउद्देशीय उपयोग करन फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल की संरचना, अम्लता/क्षारता एवं सांद्रता में भिन्नता होने के कारण, इसके उपचार हेतु भी अलग-अलग विधियाँ आवश्यक होती हैं। वर्तमान में, औद्योगिक क्षेत्र में फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के उपचार हेतु आमतौर पर भौतिक-रासायनिक विधियाँ, रासायनिक विधियाँ एवं जैव-रासायनिक विधियाँ जैसी तीन मुख्य विधियों का उ मुख्य रूप से, सबसे आम विधियों का ही वर्णन किया गया है। 1. भौतिकीकरण विधि – भौतिकीकरण विधि, अपशिष्ट जल को भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से संसाधित करके उसमें मौजूद प्रदूषक पदार्थों को हटाने की विधि है। चूँकि इस विधि का उपयोग काफी व्यापक रूप से किया जाता है, इसलिए हाल के वर्षों में इसका विकास तेजी इसकी मुख्य विधियों में अवशोषण, निष्कर्षण, विपरीत अपवाह, विद्युत-अपवाह, तरल-झिल्ली, गैस-निष्कर्षण, अतिसूक्ष्म-छानन आदि शामिल हैं। 1.1 अवशोषण विधि – फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के शोधन हेतु अवशोषण विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है अवशोषण विधि में, छिद्रयुक्त ठोस पदार्थों का उपयोग अवशोषक के रूप में किया जाता है; जैसे कि एक्टिवेटेड कार्बन, सिलिका, एक्टिवेटेड एल्यूमिना, एक्सचेंज रेजिन, सल्फोनेटेड कोयला आदि। इन अवशोषकों की सतह (ठोस अवस्था) के द्वारा ही अपशिष्ट जल में मौजूद फेनॉल जैसे प्रदूषकों को अवशोषित किया जाता है। अवशोषक एवं फेनॉल यौगिकों के बीच के आकर्षण बलों के आधार पर, अवशोषण की प्रक्रिया भौतिक अवशोषण, रासायनिक अवशोषण एवं विनिमय अवशोषण के रूप में होती है। फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के शोधन प्रक्रिया में, मुख्य रूप से भौतिक अवशोषण ही होता है; कभी-कभी यह कई अवशोषण प्रक्रियाओं के संयुक्त परिणाम के रूप में भी होता है। अच्छी अवशोषण क्षमता, उच्च अवशोषण क्षमता, आसानी से पुनर्उपयोग में लाया जा सकना, एवं लंबे समय तक टिकने की क्षमता वाले अवशोषकों का उपयोग करना ही पृथक्करण प्रक्रिया को सफल बनाने हेतु आवश्यक ह 1.2 निष्कर्षण विधि
फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के निपटारे हेतु दो विधियाँ हैं। पहली विधि में, उच्च वितरण गुणांक वाली निष्कर्षण विधियों का उपयोग किया जाता है; इसमें विशेष निष्कर्षण प्रक्रियाओं एवं उपकरणों का उपयोग करके, फेनॉल युक्त यौगिकों की कार्बनिक एवं जलीय घटकों में भिन्न घुलनशीलता, एवं दोनों घटकों के आपस में अघुलनशील होने के सिद्धांत का उपयोग करके फेनॉल को अलग किया जाता है। दूसरी विधि में, संयोजन अभिक्रियाओं के सिद्धांत का उपयोग करके, एक ही निष्कर्षण प्रक्रिया द्वारा अपशिष्ट जल में मौजूद फेनॉल की मात्रा को **अपव्यय मानकों** से कम किया जाता है। 1.3 तरल-झिल्ली विधि: तरल-झिल्ली विधि, हाल के वर्षों में विकसित हुई एक नई प्रकार की अपशिष्ट जल शोधन तकनीक है। फेनॉल को हटाने हेतु इस विधि में “वॉटर-इन-ऑयल-इन-वॉटर” (W/O/W) प्रणाली का उपयोग किया जाता है। तरल झिल्ली, विलायक (जैसे के केरोसीन) एवं सरफेक्टेंटों से मिलकर बनती है। यह प्रक्रिया, अलग की जाने वाली सामग्री (फेनॉल) को एक ही समय में निष्कर्षण एवं पुनः-निष्कर्षण की प्रक्रिया से गुजारकर, तरल-झिल्ली के माध्यम से ही अलग करने एवं संकेंद्रित करने संबंधी है। तरल झिल्ली द्वारा फेनॉल हटाने की प्रक्रिया इस प्रकार है: एमल्शन को मिश्रण करके कई छोट-छोटे एमल्शन बूँदें बनाई जाती हैं, जो फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल में फैल जाती हैं। इस स्थिति में, आंतरिक घटक NaOH का जलीय विलयन है, जबकि बाहरी घटक फेनोल युक्त अपशिष्ट जल है। तरल झिल्ली के अंदर का जलीय घटक, बाहरी घटक से अलग रहता है। अपशिष्ट जल में मौजूद फीन, तरल परत के माध्यम से आंतरिक जलीय घटक में प्रवेश कर जाता है। वहाँ यह एक कमजोर अम्ल के रूप में NaOH के साथ अभिक्रिया करके फीनोसोडियम बनाता है। फीनोसोडियम तेल में घुलता नहीं है; इसलिए यह जलीय घटक में ही फैल जाता है। इस प्रकार यह बाहरी जलीय घटक में वापस नहीं जा पाता, और इस तरह अपशिष्ट जल को अलग करने का उद्देश्य पूरा हो जाता है। तरल-झिल्ली विधि में प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया गया है – फ्लोटेशन, संपर्क निर्माण, इसके फायदे हैं – सरल प्रक्रिया, उच्च दक्षता, अधिक चयनात्मकता, उच्च पृथक्करण क्षमता; एवं एमल्शन को विघटित करने के बाद उसका पुनः उपयोग किया जा सकता है। फ्लूइड मेम्ब्रेन विधि, उच्च एवं निम्न सांद्रता वाले फेनोल-युक्त अपशिष्ट जल के शोधन हेतु उपयुक्त है। इस विधि से फेनोल को 99.9% तक हटाया जा सकता है; ऐसी रिपोर्टें भी हैं जिनमें 10–47 ग्राम/लीटर तक की सांद्रता वाले फेनोल-युक्त जल के शोध पिछले कुछ वर्षों में, देश-विदेश में फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के उपचार हेतु तरल-झिल्ली विधि संबंधी अनुसंधानों में काफी प्रगति हुई है। 1990 के दशक की शुरुआत में, हमारे देश में 50 टन/दिन क्षमता वाले, उच्च सांद्रता वाले फेनॉलयुक्त अपशिष्ट जल के शोधन हेतु औद्योगिक उपकरण विकसित किए गए। इन उपकरणों का उपयोग प्लास्टिक उद्योगों, पेट्रोकेमिकल उद्योगों आदि में उत्पन्न होने वाले फेनॉलयुक्त अपशिष हाल के वर्षों में, ट्रांसफर जेट की सर्वोत्तम गति चुनने, अपशिष्ट जल एवं इमल्शन के प्रवाह को नियंत्रित करके उनका अलगीकरण करने, एवं तरल-झिल्ली विधि के द्वारा अपशिष्ट जल में मौजूद फेनॉल की मात्रा को 0.5×10-6 से भी कम करने जैसी तकनीकें विकसित की गई हैं। लेकिन चूँकि तरल-झिल्ली विधि को लागू करने हेतु उच्च स्तर की तकनीकी कुशलता की आवश्यकता होती है, एवं तरल-झिल्लियों की स्थिरता संबंधी समस्याएँ अभी तक पूरी तरह हल नहीं हुई हैं; इसलिए औद्योगिक क्षेत्र में इस नई तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग अभी तक संभव नहीं हो पाया है। रिपोर्टों के अनुसार, तरल परतों की स्थिरता से जुड़ी समस्याओं का हल हो चुका है; इस तकनीक का व्यापक उपयोग जल्द ही संभव हो जाएगा। 2. रासायनिक विधि: रासायनिक उपचार विधि में, पदार्थों के बीच होने वाली रासायनिक अभिक्रियाओं का उपयोग करके तेल-रसायन उद्योग से उत्पन्न अपशिष्ट जल का शोधन किया जाता है। यह एक अत्यंत प्रभावी एवं भविष्योन्मुखी विधि है। रासायनिक विधियों में, अम्ल-क्षारीय विधि, अवक्षेपण विधि, ऑक्सीकरण विधि, अपचयन विधि, विद्युत-अपघटन विधि, प्रकाश-उत्प्रेरण विधि आदि प्रयोग में आती हैं। 2.1 अवक्षेपण विधि: अपशिष्ट जल में रासायनिक पदार्थ मिलाए जाते हैं; इससे फीनॉल के साथ अवक्षेप बनता है। यह विधि सरल एवं किफायती है; लेकिन इसके उपयोग के बाद अपशिष्ट जल में फेनॉल की मात्रा अधिक रह जाती है। यदि इसे अन्य विधियों के साथ उपयोग में लाया जाए, तो परिणाम और बेहतर होंगे। हाल ही में विकसित की गई सह-पॉलीकंडेन्सेशन विधि, रासायनिक अवक्षेपण विधियों में फेनॉल हटाने हेतु एक प्रभावी तरीका है। उच्च सांद्रता वाले फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल में फॉर्मल्डिहाइड मिलाकर, एसिडिक या क्षारीय उत्प्रेरकों की उपस्थिति में फेनॉल एवं फॉर्मल्डिहाइड के आनुपात को समायोजित करके, अपशिष्ट जल में मौजूद फेनॉल को कम आणविक वजन वाले थर्मोप्लास्टिक या थर्मोसेटिक रेजिन में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को ही “फेनॉल-फॉर्मल्डिहाइड प रेजिन को अलग करने के बाद, अपशिष्ट जल में फिर से यूरिया मिलाकर द्विचरणीय अभिक्रिया की जाती है। इस प्रक्रिया के बाद बचने वाला अवशेष हानिरहित होता है; इसे फेंका जा सकता है या जल प्रसंस्करण से पहले, अपशिष्ट जल में फीन की सांद्रता 30,000 मिलीग्राम/लीटर से भी अधिक हो सकती है। प्रसंस्करण के बाद अपशिष्ट जल को सेडिमेंटेशन/फिल्टरेशन टैंक में डाला जाता है; जब नमूनों की जाँच में वह उपयुक्त पाया जाता है, तब ही उसे निकाला जा सकता है। इसके बाद टैंक में मौजूद अवशेषों को हटा दिया जाता है। फेनॉल-अल्डिहाइड-यूरिया पद्धति का उपयोग करते समय, अपशिष्ट जल में फेनॉल:अल्डिहाइड:यूरिया का अनुपात 1:3:1 एवं pH मान 9.7-10.0 रखा जाता है। इसके बाद इसे गर्म करके अम्लीय रेजिन बनाया जाता है, एवं फॉर्मल्डिहाइड का उपयोग करके अपशिष्ट जल में मौजूद फेनॉल की मात्रा को (10-50)×10-6 तक कम किया जाता है। इसके बाद जैविक उपचार या पतला करने की प्रक्रिया द्वारा इसे निकासी हेतु उपयुक्त मानकों तक लाया जाता है। एक और विधि है “अम्लीय विधि”, जिसमें फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल में लवण-अम्ल का उपयोग करके संघनन अभिक्रिया की जाती है; इससे रेजिन प्राप्त होता है, एवं फेनॉल की मात्रा मूल 3% से घटकर दस लाखवें हिस्से तक आ जाती है। 2.2 ऑक्सीजन विधि: अपशिष्ट जल में Cl2, ClO2, O3, H2O, KmnO4 आदि जैसे ऑक्सीकारकों को मिलाया जाता है; इससे फेनॉल ऑक्सीकृत होकर विघटित हो जाता है, साथ ही जल में मौजूद अपचयकारी पदार्थ भी ऑक्सीकृत हो जाते हैं। रासायनिक ऑक्सीकारकों के संसाधन कम हैं, एवं इनकी कीमतें भी अधिक हैं इसका उपयोग आमतौर पर कम सांद्रता वाले फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल के शोधन हेतु क 2.3 विद्युत-अपघटन विधि: अपशिष्ट जल में उचित मात्रा में इलेक्ट्रोलाइट मिलाया जाता है। विद्युत-अपघटन प्रक्रिया के दौरान, जटिल ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से फेनॉल को शुद्ध किया जाता है। इसकी विशेषता यह है कि इसमें ऑक्सीकारक, अपचयकारक जैसी रासायनिक सामग्रियों की आवश्यकता नहीं होती; इससे बाद की प्रक्रियाओं से बचा जा सकता है। ； दूसरी बात यह है कि, प्रति इकाई आयतन में इस उपकरण की संसाधन करने की क्षमता ब ； इसके अलावा, धारा एवं वोल्टेज में होने वाले परिवर्तनों का उपयोग करके अभिक्रिया की गति एवं प्रकार को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है; इसका संचालन भी बहुत ही सरल है। लेकिन विद्युत-अपघटन विधि का उपयोग केवल कम सांद्रता वाले फेनॉल-युक्त अपशिष्ट जल के गहन शोधन हेतु ही किया जा सकता है। इस विधि में ऊर्जा की खपत एवं शोधन हेतु आने वाली लागत अधिक होती है; साथ ही इससे कुछ दुष्प्र 2.4 प्रकाश-उत्प्रेरित विधि: यह विधि, फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल को संसाधित करने हेतु देश में ही विकसित की गई एक नई तकनीक है। इस विधि की विशेषता यह है कि यह उच्च सांद्रता वाले फेनॉल युक्त अपशिष्ट जल को भी संसाधित कर सकती है। ； विघटन की गति तेज है, कोई द्वितीयक प्रदूषण नहीं होता ； उत्प्रेरक सस्ते एवं आसानी से उपलब्ध होते हैं। ； इसे पुनः उपयोग में लाया जा सकता है; इसकी संचालन लागत कम है। ； इस विधि में उपकरण सरल होते हैं, निवेश कम लगता है, एवं परिणाम भी अच्छे होते हैं। फोटोकैटलिटिक विधि का उपयोग मुख्य रूप से को-पॉलिमराइजेशन विधि से प्राप्त रेजिन के बाद शेष रहने वाले कम सांद्रता वाले फेनॉलयुक्त अपशिष्ट जल के उपचार हेतु किया जाता है। इसमें फोटोकैटलिस्ट मिलाया जाता है, फिर उसे पराबैंगनी रोशनी या सूर्य की रोशनी से उजागर किया जाता है; इसके बाद इसे 600°C तक गर्म किया जाता है एवं हवा मिलाई जाती है। दो घंटे बाद नमूना लेकर उसकी जाँच की जाती है। जब फेनॉल की मात्रा निर्धारित मानकों तक पहुँच जाती है, तब ही इस प्रक्रिया को रोक दिया उत्प्रेरकों को पुनः प्राप्त करके दोबारा उपयोग में लाया जा सकता है।

विलायक निष्कर्षण विधि, अर्थात् विलायक का उपयोग करके फेनॉल हटाने की विधि, औद्योगिक क्षेत्र में फेनॉल हटाने हेतु अक्सर उपयोग में आ स्टीम डिफेनोलीकरण विधि, डिफेनोल हटाने हेतु प्रयोग में आने वाली पुरानी विधियों में से एक है। इसका संचालन आसान है, एवं यह ऐसे अपशिष्ट जल के उपचार हेतु उपयुक्त है, जिसमें मुख्य र अवशोषण विधि में सबसे अधिक उपयोग एक्टिवेटेड कार्बन अवशोषण के रूप म आयन विनिमय विधि में, आयन विनिमय एजेंटों का उपयोग फीन को हटाने हेतु किया जाता है; कम-क्षारीय ऋणात्मक आयन विनिमय रेजिन, फीन को अवशोषित करके उसे पुनः प्राप्त करने में सबसे प्रभावी होता है। रासायनिक अवक्षेपण विधि में, रासायनिक पदार्थों का उपयोग करके अपशिष्ट जल में मौजूद फीन को अवक्षेपित किया जाता है, ताकि उसे अलग किया जा सके। जैविक विधियों द्वारा भी उन फेनॉल-युक्त अपशिष्ट जलों की सांद्रता कम ही रह जाती है; ऐसे जलों में फेनॉल की मात्रा प्रति लीटर में कुछ दस से सैकड़ों मिलीग्राम ही होती है। ऐसे जलों को शुद्ध करने की आवश्यकता होती है, ताकि उन्हें निकाला जा सके या पुनः उपयोग में लाया जा सके।

1. विलायक निष्कर्षण विधि – विलायक निष्कर्षण द्वारा फेनॉल हटाने की विधि, औद्योगिक क्षेत्र में फेनॉल हटाने हेतु अक्सर उपयोग में आने वाली विधि है। विलायक निष्कर्षण द्वारा फेनॉल हटाने की दो मुख्य विधियाँ हैं – भौतिक निष्कर्षण विधि, एवं संयोजन अभिक्रिया द्वारा फेनॉल हटाने की विधि। भौतिक निष्कर्षण विधि में, फेनॉल को निष्कर्षित करने हेतु मुख्य रूप से बेंजीन, हेवी बेंजीन, हेवी सॉल्वेंट ऑयल, एसिटेट ऑफ इथिल, आइसोप्रोपाइल ईथर आदि का उपयोग किया जाता है। ये पदार्थ फेनॉल के लिए उच्च संतुलन वितरण गुणांक D प्रदान करते हैं। कॉम्प्लेक्सेशन एक्सट्रैक्टंट, आम तौर पर कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट, सह-विलायक एवं पतला करने वाले पदार्थों से मिलकर बनता है कॉम्प्लेक्सेशन एक्सट्रैक्शन प्रक्रिया में, सह-विलायकों एवं पतले करने वाले पदार्थों की भूमिका बहुत ही महत्वपूर्ण होती है। आमतौर पर उपयोग में आने वाले सह-घोलकों में ऑक्टेनॉल, मिथाइल आइसोब्यूटिल केटोन, ब्यूटिरेट एसिड, डाइआइसोप्रोपाइल ईथर, क्लोरोफॉर्म आदि शामिल हैं। आमतौर पर उपयोग में आने वाले पतला करने वाले पदार्थों में वसा-हाइड्रोकार्बन (नॉर्मल हेक्सेन, केरोसीन आदि) एवं एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (बेंजीन, टोलुइन, डाइबेंजीन आदि) शामिल ह 2. वाष्पीकरण द्वारा फेनॉल हटाने की विधि, यह एक पुरानी विधि है; इसका संचालन आसान है, एवं यह ऐसे अपशिष्ट जल के उपचार हेतु उपयुक्त है, जिसमें मुख्य रूप से वाष्पशील फेनॉल होता है। 3. अवशोषण विधि – इसमें सबसे अधिक उपयोग एक्टिवेटेड कार्बन के द्वारा अवशोषण हेतु किया 4. आयन विनिमय विधि: फेनॉल को हटाने हेतु आयन विनिमय एजेंटों का उपयोग किया जाता है। कम-क्षारीय ऋणात्मक आयन विनिमय रेजिन, फेनॉल को अवशोषित करने एवं उसे पुनः प्राप्त करने में सबसे प्रभावी होता है। 5. रासायनिक अवक्षेपण विधि – रासायनिक पदार्थों का उपयोग करके अपशिष्ट जल में मौजूद फीन को अवक्षेप के रूप में अलग किया जाता है, ताकि उसे पुनः प्राप्त किया जा सके।
6. जैविक विधि – ऐसे अपशिष्ट जल, जिनमें फीन की मात्रा कम है एवं जिनका पुनर्उपयोग संभव नहीं है; या ऐसे जल, जिनमें प्रति लीटर में दस से सैकड़ों मिलीग्राम फीन है, को शुद्ध करने के बाद ही निकाला या पुनः उपयोग में लाया जा सकता है।

मुझे भी यह चाहिए। कृपया अधिक विस्तार से जवाब दें… सब कुछ तो एक जैसा ही है: L:L:L