रेजिनेशन-सेडिमेंटेशन, इंटीग्रेटेड ऑक्सीकरण टैंक प्रक्रियाओं का उपयोग रेयोन अपशिष्ट जल के शोध

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1. अपशिष्ट जल की गुणवत्ता एवं मात्रा – “ईज़ी वॉटर नेटवर्क” परियोजना: एक विदेशी कंपनी, जो सिम्युलेटेड रेशम/पॉलिएस्टर कपड़े बनाने वाली टेक्सटाइल एवं डाईंग इकाई है, उसके उत्पादन प्रक्रिया से निकलने वाले अपशिष्ट जल में टेक्सटाइल अपशिष्ट जल, क्षार-घटाने हेतु उपयोग होने वाला जल, शुद्धिकरण हेतु उपयोग होने वाला जल, डाईंग हेतु उपयोग होने वाला जल, एवं अन्य उद्देश्यों हेतु उपय इसके अलावा, छात्रावासों, कैंटीनों, स्नानागारों, कार्यालय भवनों आदि से भी घरेलू अपशिष्ट जल आता है। विभिन्न अपशिष्ट जलों की गुणवत्ता एवं मात्रा संबंधी जानकारी तालिका 1 तालिका 1: अपशिष्ट जल की मात्रा एवं गुणवत्ता
| अपशिष्ट जल का नाम | CODcr (मिलीग्राम/लीटर) | pH | जल की मात्रा (मी³/दिन) |
|-------------------|--------------------------|----|----------------------|
| अल्कली-कम करने वाला अपशिष्ट जल | 10,000–40,000 | >14 | 100 |
| शोधन हेतु उपयोग में आने वाला अपशिष्ट जल | 1,000–1,600 | 9–11 | 144 |
| रंगाई/संसाधन हेतु उपयोग में आने वाला अपशिष्ट जल | 700–1,300 | 5–6 | 853 |
| वस्त्र उद्योग से उत्पन्न अपशिष्ट जल | 60–95 | 6–8 | 657 |
| अन्य उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाला अपशिष्ट जल | 600–1,000 | 6–9 | 308 |
| घरेलू अपशिष्ट जल | 300–400 | 6–8 | 105 |

2. अपशिष्ट जल शोधन प्रक्रियाएँ
अल्कली-कम करने वाले अपशिष्ट जल में CODCr की मात्रा, कुल अपशिष्ट जल उत्सर्जन का बहुत बड़ा हिस्सा होती है। इसलिए, ऐसे अपशिष्ट जल को अलग करके एसिड जोड़कर फिल्टर करने की प्रक्रिया उचित मानी जाती है। लेकिन इस प्रक्रिया में एसिड की मात्रा अधिक होती है, संचालन जटिल होता है, एवं इसकी लागत भी अधिक होती है। चूँकि इसमें पानी की मात्रा कम है, इसलिए इसे अन्य अपशिष्ट जलों के साथ मिलाकर ही निपटाने का विचार किया गया है। रंगाई-सिंचाई से उत्पन्न अपशिष्ट जल के निपटारे हेतु, भौतिकीय एवं जैव-रासायनिक विधियों का संयुक्त उपयोग एक सामान्य एवं प्रचलित तरीका है [1]। कोएग्युलेशन अवसादन की विशेषता यह है कि यह रंग हटाने एवं तरल में मौजूद अवक्षेपों को हटाने में प्रभावी है; साथ ही, इसमें उपयोग किया जाने वाला कोएग्युलेंट pH मान को नियंत्रित करने में भी सहायक होता है। जैव-रासायनिक विधि, घुलनशील कार्बनिक पदार्थों को हटाने में अत्यधिक प्रभावी है। इस परियोजना में, चूँकि अपशिष्ट जल में मौजूद प्रमुख प्रदूषक, pH 6–9 के स्तर पर अघुलनशील होते हैं; इनमें टेरेफ्थालिक एसिड एवं विभिन्न प्रकार के रंजक भी शामिल हैं। इसलिए, अपशिष्ट जल को पहले कोएग्युलेशन/अवक्षेपण प्रक्रिया से गुजारा जाता है। इससे कार्बनिक प्रदूषकों एवं रंगद्रव्यों को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है, साथ ही pH मान को भी नियंत्रित किया जा सकता है। इससे अपशिष्ट जल के जैव-रासायनिक गुणों में सुधार होता है, जिससे आगे की जैव-रासायनिक उपचार प्रक्रियाओं के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ उत्पन्न होती हैं। जैव-रासायनिक विधि में ऑक्सीकरण गड्ढा प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है; यह उस टेक्सटाइल रंगाई से उत्पन्न अपशिष्ट जल की विशेषताओं, एवं निकलने वाले जल की उच्च गुणवत्ता की आव ? अपशिष्ट जल शोधन प्रक्रिया का विवरण चित्र 1 में दिया गया है। 3. मुख्य संरचनाएँ एवं डिज़ाइन पैरामीटर
3.1 जलसंग्रहण टैंक
जलसंग्रहण टैंक के आयाम 5.6 मीटर × 2.5 मीटर हैं; HRT = 20 मिनट है। टैंक के नीचे दो FLYGT पंप लगे हैं। सबमर्सिबल पंप में तरल स्तर को स्वचालित रूप से नियंत्रित करने हेतु उपकरण होता है; इससे सबमर्सिबल पंप की सुरक्षा होती है, एवं इनलेट में आने वाले जल प्रवाह में होने व 3.2 समानीकरण टैंक: समानीकरण टैंक का आकार 14.7 मीटर × 5.2 मीटर है; इसकी प्रभावी जल-गहराई 4.1 मीटर है। जल को समान रूप देने हेतु 2.5 घंटे का समय आवश्यक है। जल-सतह पर दो फ्लोटिंग जेट मिक्सर लगे हैं, जो जल को मिलाने में सहायता करते हैं। चूँकि ऑक्सीकरण गड्ढों में झटकों को सहन करने की क्षमता अधिक होती है, इसलिए होमोजेनाइजेशन टैंक में HRT कम होता है। 3.3 न्यूट्रलाइजेशन टैंक: न्यूट्रलाइजेशन टैंक का आकार 2.5 मीटर × 2.1 मीटर है; इसकी प्रभावी जल-गहराई 2.5 मीटर है, एवं अभिक्रिया हेतु आवश्यक समय 6 मिनट है। न्यूट्रलाइजेशन टैंक में पॉलीमराइज्ड आयरन सल्फेट एवं थोड़ा सा गाढ़ा सल्फ्यूरिक एसिड मिलाया जाता है; इससे pH मान को नियंत्रित किया जाता है, एवं त्वरित कोएगुलेशन प्रक्रिया भी होती है। न्यूट्रलाइजेशन टैंक में यांत्रिक मिक्सर होता है; साथ ही, कोएगुलेंट डालने हेतु एक प्रणाली, एवं pH को स्वचालित/मैन्युअल रूप से नियंत्रित करने हेतु एक प्रणाली भी होती है। pH मान को 7 से 9 के बीच रखें। इसके अलावा, एसिड संग्रहण हेतु एवं कोएग्युलेंट संग्रहण हेतु भी टैंक हैं; दोनों टैंकों में यूपीवीसी प्लेटों का उपयोग करके संरक्षण व्यवस्था की गई है। इन टैंकों की क्रमशः क्षमता 2.5 मीटर³ एवं 8 मीटर³ है। 3.4 कंक्रीटीकरण एवं अवक्षेपण टैंक: कंक्रीटीकरण हेतु उपयोग में आने वाले टैंकों में घूर्णन-प्रवाह वाले कक्ष होते हैं; ऐसे टैंक चौकोर आकार के होते हैं, एवं इनमें ऊपर एवं नीचे छिद्र होते हैं। ऐसे टैंक दो श्रृंखलाओं में विभाजित होते है कुल प्रतिक्रिया समय 20 मिनट है। 　　प्रत्येक रिएक्शन टैंक के साथ एक सेडिमेंटेशन टैंक होता है; इसका प्रकार “मल्टी-बास्केट फ्लो-थ्रू सेडिमेंटेशन टैंक” है। HRT = 2.5 घंटे, सतही भार = 1.4 मी³/(मी²·घंटा), एवं इसके आयाम 14.7 मीटर × 3.2 मीटर हैं। रिएक्शन टैंकों एवं सेडिमेंटेशन टैंकों में मौजूद कीचड़ को सुखाने हेतु विशेष स्थलों 3.5 प्रथम एवं द्वितीय स्तर के एकीकृत ऑक्सीकरण टंक
एकीकृत ऑक्सीकरण टंक, इस प्रक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है; यही इस प्रक्रिया की मुख्य विशेषता भी है। इंटीग्रेटेड ऑक्सीकरण टंकी, एरेशन, कीचड़-पानी के अलगीकरण एवं स्लज के पुनर्प्रवाह जैसी सुविधाओं को एक ही उपकरण में समाहित करता है; इसलिए अलग से सेकंडरी सेटलमेंट टंकी बनाने की आवश इसकी मुख्य विशेषताएँ हैं: ① प्रक्रिया सरल है; कचरा स्वचालित रूप से वापस आ जाता है, एवं आवश्यक उपकरणों की संख ； ②झटकों को सहन करने की क्षमता है; संचालन स्थिर एवं विश्वसनीय है; रखरखाव एवं प्रबंधन आसान है। ； ③सीवेज को स्थिर रूप दिया जा सकता है; शेष सीवेज की मात्रा बहुत कम होती है। ； ④बुनियादी ढाँचे एवं संचालन संबंधी लाग ； ⑤ठोस-तरल अलगाव की क्षमता, सामान्य द्विस्थिरीकरण टैंकों की तुलना में अध इस परियोजना में उपयोग किया गया एकीकृत ऑक्सीकरण टैंक, अमेरिकी कंपनी EIMCO का “कैरोसेल ऑक्सीकरण टैंक” है; इसके अलावा इसमें तरल एवं ठोस पदार्थों को अलग करने हेतु विशेष उपकरण भी शामिल हैं। ठोस पदार्थों को अलग करने वाले उपकरण के निचले हिस्से में समान दूरी पर व्यवस्थित किए गए त्रिकोणाकार आकार के खंभे हैं; ऐसी व्यवस्था से मिश्रित तरल पदार्थों का समान रूप से प्रवाह हो पाता है, एवं तलछट भी जल्दी ही वापस आ जाता है। प्रथम एवं द्वितीय स्तर के इंटीग्रेटेड ऑक्सीकरण टैंकों में HRT क्रमशः 15.5 घंटे एवं 14.7 घंटे है; SRT 30 दिनों से अधिक है। कार्बनिक स्लज का भार क्रमशः 0.15 kgBOD/(kgMLSS·दिन) एवं 0.05 kgBOD/(kgMLSS·दिन) है। टैंकों की गहराई क्रमशः 3.6 मीटर एवं 3.4 मीटर है; चौड़ाई दोनों ही टैंकों में 6.0 मीटर है। टैंकों के सीधे हिस्सों की लंबाई 43 मीटर है, जबकि दोनों सिरों पर मौजूद अर्धवृत्ताकार भागों की त्रिज्या भी 6.0 मीटर है। घन-तरल अलगावकर्ता उपकरणों में HRT क्रमशः 1.9 घंटे एवं 1.7 घंटे है; सतही भार दोनों ही मामलों में 1.4 m³/(m²·घंटा) है। इन उपकरणों के आयाम क्रमशः लंबाई 15 मीटर, चौड़ाई 6 मीटर हैं, जबकि गहराई क्रमशः 2.6 मीटर एवं 2.4 मीटर है। प्रथम स्तरीय एकीकृत ऑक्सीकरण टंकी में स्थित घन-तरल अलगाव उपकरण से निकलने वाले जल को, टंकी के किनारे 3 मीटर की दूरी पर 4 ऐसे छिद्रों के माध्यम से सीधे द्वितीय स्तरीय एकीकृत ऑक्सीकरण टंकी में भेजा जाता है; जहाँ द्वितीय स्तरीय टंकी में स्थित घन-तरल अलगाव उपकरण से निकलने वाले जल को 3 मीटर की दूरी पर स्थित 4 जल संग्रहण नालियों के माध्यम से बाहर निकाला जाता है। इन नालियों से जल निकलने की दर 0.8 लीटर/मीटर·सेकंड है। एरेशन उपकरण, अमेरिकी कंपनी EIMCO द्वारा निर्मित “इनवर्टेड ऑम्ब्रेला टाइप” सुस्त-गति वाले सरफेस एरेटर हैं। प्रत्येक स्तर पर ऐसा एक उपकरण है; ये उपकरण नाली के एक छोर पर स्थित हैं। मोटरों की शक्ति 73.5 किलोवाट है, जबकि ऑक्सीजन उत्पन्न करने हेतु आवश्यक ऊर्जा 2.1 किलोग्राम O2/(किलोवाट·घंटा) है। 　　शेष सीवेज को ऑक्सीकरण गड्ढों से बाहर निकाला जाता है; प्रत्येक ऑक्सीकरण गड्ढे में एक पंप होता है, जिसके द्वारा सीवेज को सुखाने हेतु उस स्थल तक पहुँचाया जाता है। वास्तविक संचालन के दौरान, चूँकि ऑक्सीकरण गड्ढा “विलंबित वेंटिलेशन” चरण में होता है, इसलिए वहाँ मौजूद सीवेज लगभग स्थिर हो जाता है; शेष सीवेज की मात्रा बहुत कम होती है। आम तौर पर, एक साल में केवल एक बार ही सीवेज निकाला जाता है। 3.6 सुखाने हेतु क्षेत्र – सुखाने हेतु कुल 10 क्षेत्र हैं; इनका उपयोग बारी-बारी से किया जाता है। प्रत्येक क्षेत्र का आकार 10 मीटर × 5 मीटर है। इन क्षेत्रों में रेत एवं पत्थरों से बने फिल्टरिंग सामग्री भी हैं। सूखे हुए स्लर्ज को बाहर भेजकर निपटाया जाता है, जबकि इनफिल्ट्रेटेड पानी को वापस संग्रहण टैंक में 3.7 नियंत्रण कक्ष एवं परीक्षण कक्ष – नियंत्रण कक्ष का आकार 3.3 मीटर × 3.3 मीटर है। अपशिष्ट जल संयंत्र की प्रयोगशाला, उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाली प्रयोगशाला के साथ ही 4. वास्तविक संचालन परिणाम: तालिका 2 में, डीबगिंग के दौरान एवं सिस्टम के समापन समय पर प्राप्त आंकड़ों का विवरण दिया गया है। इस सिस्टम द्वारा प्रसंस्कृत पानी की मात्रा आम तौर पर 2000–2500 मीटर³/दिन होती है। तालिका 2: अपशिष्ट जल शोधन प्रणाली में इनलेट एवं आउटलेट जल की गुणवत्ता
नमूना लेने की तारीख, CODcr (मिलीग्राम/लीटर), रंगत (गुना), pH

26 अगस्त, 1997: 1389, 8094.23, 3012591.71, 1.37, 7.6
27 अगस्त, 1997: 2362, 9196.13, 762094.71, 2.57, 7.3
28 अगस्त, 1997: 1203, 9791.92, 861594.81, 1.67, 7.7
17 सितंबर, 1998: 2068, 6896.74, 831596.91, 2.57, 7.5
18 सितंबर, 1998: 1939, 8495.74, 031596.31, 1.87, 7.6
19 सितंबर, 1998: 2169, 7896.43, 701296.81, 2.07, 7.3

तालिका 2 से पता चलता है कि इनलेट जल में CODCr की सांद्रता में काफी उतार-चढ़ाव है; लेकिन आउटलेट जल की गुणवत्ता हमेशा मानकों के अनुरूप ही रहती है। इस उपचार प्रक्रिया का मूल्यांकन 17 सितंबर, 1998 को स्थानीय पर्यावरण संरक्षण विभाग द्वारा किया गया। मूल्यांकन के परिणामस्वरूप, निकलने वाले जल के सभी मापदंड “सीवेज उत्सर्जन मानक” (GB8978–88) के प्रथम श्रेणी के मानकों के अनुरूप पाए गए। 5. प्रमुख तकनीकी-आर्थिक संकेतक
इस उपचार प्रक्रिया संबंधी तकनीकी-आर्थिक संकेतकों की तुलना, देश की अन्य समान कंपनियों द्वारा अपनाई गई अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रियाओं के संकेतकों से, तालिका 3 में दी गई है। तालिका 3: प्रमुख तकनीकी-आर्थिक संकेतकों की तुलना
प्रक्रिया: औद्योगिक अपशिष्ट जल का शोधन
परियोजनाएँ: जियासिंग टोंगशियांग क्वुनहे गैस-तरल कपड़ा उद्योग, शांतोउ शिनचांग कपड़ा-रंगाई उद्योग
जल की मात्रा (टन/दिन): 3000, 2000, 800
परियोजना लागत (युआन/टन): 432.6, 313.44, 40
पानी के उपयोग हेतु लागत (युआन/टन): 1442, 1567, 5500
बिजली लागत (युआन/टन): 0.53, 0.62, 0.44
रसायनों की लागत (युआन/टन): 0.51, 0.92, 0.9
भूमि का उपयोग (मी²/टन): 0.85, 0.61
अपशिष्ट जल के मानक: GB8978-SS श्रेणी 1, GB8978-SS श्रेणी 1, GB8978-SS श्रेणी 2

तालिका 3 से पता चलता है कि इस शोधन प्रक्रिया में प्रति टन जल पर होने वाला निवेश एवं संचालन लागत (बिजली, रसायनों की लागत) दोनों ही कम हैं। यी जिंगशुई वेबसाइट से लिया गया।