लोहा और इस्पात उद्योग के तेजी से विकास ने बड़ी मात्रा में मुश्किल से इलाज करने वाले औद्योगिक अपशिष्ट जल का उत्पादन किया है, विशेष रूप से कोकिंग अपशिष्ट जल, जिसमें बड़ी मात्रा में विषाक्त, हानिकारक और मुश्किल से खराब होने वाले उच्च सांद्रता वाले कार्बनिक पदार्थ होते हैं। इसमें जटिल संरचना और पानी की गुणवत्ता और मात्रा में बड़े बदलाव की विशेषताएं हैं। कोकिंग अपशिष्ट जल का उपचार लोगों की चिंता का कारण बनता जा रहा है। पर ध्यान दें। वर्तमान में, कोकिंग अपशिष्ट जल का उपचार मुख्य रूप से पारंपरिक जैविक उपचार विधियों, flocculation और जमावट विधियों, और सोखना विधियों है। कोकिंग अपशिष्ट जल में खराब बायोडिग्रेडेबिलिटी होती है और जैव रासायनिक उपचार से पहले इसे बड़ी मात्रा में पतला करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, जैव रासायनिक अपशिष्ट सीओडी (रासायनिक ऑक्सीजन की मांग) और अमोनिया नाइट्रोजन सामग्री को एक ही समय में मानक को पूरा करना मुश्किल है, इसे और अधिक इलाज की आवश्यकता है। हालांकि, कुछ उन्नत उपचार तकनीकों में उच्च प्रसंस्करण लागत होती है, और कुछ जहरीले और हानिकारक पदार्थों को पूरी तरह से नीचा दिखाना मुश्किल होता है, और वे माध्यमिक प्रदूषण के लिए प्रवण होते हैं। कोकिंग अपशिष्ट जल उपचार की वर्तमान स्थिति के आधार पर, कुशल और पर्यावरण के अनुकूल उपचार प्रौद्योगिकियों का अध्ययन करना बहुत आवश्यक है।
उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रिया (एओपी) कार्बनिक प्रदूषक अणुओं पर हमला करने के लिए प्रतिक्रिया प्रणाली में उत्पन्न अत्यंत सक्रिय हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स (ओएच) का उपयोग करती है, और अंततः कार्बनिक प्रदूषकों को सीओ 2, एच 2 ओ और अन्य गैर विषैले में ऑक्सीकरण करती है। अनुकूल और कुशल अपशिष्ट जल उपचार प्रौद्योगिकी। वर्तमान में, उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकियों में मुख्य रूप से रासायनिक ऑक्सीकरण, फोटोकैमिकल ऑक्सीकरण, फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण, गीला उत्प्रेरक ऑक्सीकरण आदि शामिल हैं। क्योंकि एओपी में मजबूत ऑक्सीकरण और परिचालन स्थितियों के आसान नियंत्रण के फायदे हैं, इसलिए उन्होंने हाल के वर्षों में अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित किया है।
रासायनिक ऑक्सीकरण
यह विधि रासायनिक ऑक्सीडेंट का उपयोग तरल या गैसीय अकार्बनिक या कार्बनिक पदार्थों को थोड़े जहरीले या गैर विषैले पदार्थों में बदलने या उन्हें आसानी से अलग करने योग्य रूपों में बदलने के लिए करती है। जल उपचार के क्षेत्र में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले ऑक्सीडेंट ओजोन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पोटेशियम परमैंगनेट और इसी तरह के होते हैं। फिनोल अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रिया में, ओजोन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अनुप्रयोग सबसे आम है।
वर्तमान में दुनिया के कई देशों ने ओजोन का उपयोग कीटाणुशोधन के लिए किया है, विशेष रूप से यूरोप में, ओजोन का उपयोग जल संयंत्रों में जल उपचार में किया जाता है। ओजोन ऑक्सीकरण प्रणाली में ठोस उत्प्रेरक जोड़ें, जैसे कि एक बड़े सतह क्षेत्र के साथ सक्रिय कार्बन। ओजोन और सक्रिय कार्बन एक ही समय में उत्प्रेरक भूमिका निभाने के लिए उपयोग किए जाते हैं और ओजोन ऑक्सीकरण के बाद छोटे अणु उत्पादों को अवशोषित कर सकते हैं। दोनों संयुक्त रूप से विलयन में OH- को बढ़ाते हैं। अधिक हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न करने के लिए इसका सहक्रियात्मक प्रभाव होता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक मजबूत ऑक्सीडेंट है। क्षारीय घोल में इसकी तेज ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया होती है और यह अशुद्धता आयनों को प्रतिक्रिया समाधान में नहीं लाएगा। इसलिए, यह विभिन्न प्रकार के कार्बनिक या अकार्बनिक प्रदूषकों के उपचार में अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है। औद्योगिक अपशिष्ट जल में सीओडी को हटाने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग लंबे समय से किया जा रहा है। यद्यपि अपशिष्ट जल के उपचार के लिए रासायनिक ऑक्सीकरण का उपयोग करने की कीमत सामान्य भौतिक और जैविक विधियों की तुलना में अधिक है, इस पद्धति का अन्य उपचार विधियों, जैसे कि विषाक्त के साथ अपूरणीय प्रभाव पड़ता है। खतरनाक या गैर-बायोडिग्रेडेबल अपशिष्ट जल का पूर्व-पाचन, उच्च-सांद्रता/निम्न-प्रवाह अपशिष्ट जल का पूर्व-उपचार, आदि। उच्च-सांद्रता स्थिर दुर्दम्य यौगिकों को नीचा दिखाने के लिए अकेले हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग करने का प्रभाव अच्छा नहीं है। संक्रमण धातु लवण का उपयोग करके इसे बेहतर बनाया जा सकता है। सक्रिय करने के लिए लौह लवण का उपयोग करना सबसे आम तरीका है।
फेंटन [जीजी] #39; की अभिकर्मक विधि।
फेंटन अभिकर्मक, जो एक निश्चित अनुपात में मिश्रित घुलनशील लौह नमक और हाइड्रोजन पेरोक्साइड से बना होता है, कई कार्बनिक अणुओं को ऑक्सीकरण कर सकता है, और सिस्टम को उच्च तापमान और उच्च दबाव की आवश्यकता नहीं होती है। अभिकर्मक में Fe2+ हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को आरंभ और बढ़ावा दे सकता है, जिससे हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न होता है। कुछ जहरीले और हानिकारक पदार्थ जैसे फिनोल, क्लोरोफेनोल, क्लोरोबेंजीन और नाइट्रोफेनॉल को भी फेंटन [जीजी] #39; के अभिकर्मक और फेंटन जैसे अभिकर्मक द्वारा ऑक्सीकृत किया जा सकता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड और ओजोन के संयोजन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पराबैंगनी के संयोजन को फेंटन जैसी तकनीक कहा जाता है, और इसका सिद्धांत मूल रूप से फेंटन तकनीक के समान है।
▶प्रकाश रासायनिक ऑक्सीकरण
यह विधि प्रकाश की क्रिया के तहत की जाने वाली एक रासायनिक प्रतिक्रिया है। इसे एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित करने के लिए अणुओं की आवश्यकता होती है और एक आणविक उत्तेजित अवस्था का उत्पादन करने के लिए उत्साहित होते हैं, और फिर रासायनिक रूप से एक अन्य स्थिर अवस्था में बदल जाते हैं, या एक मध्यवर्ती उत्पाद बन जाते हैं जो एक थर्मल प्रतिक्रिया शुरू करता है। साधारण पराबैंगनी प्रकाश विकिरण का अपघटन प्रभाव कमजोर होता है। पराबैंगनी प्रकाश ऑक्सीकरण विधि में उचित मात्रा में ऑक्सीडेंट (जैसे H2O2, O3, आदि) को शामिल करके, अपशिष्ट जल उपचार प्रभाव को काफी अनुकूलित किया जा सकता है और गिरावट दर को तेज किया जा सकता है। कार्बनिक पदार्थों के फोटोडिग्रेडेशन के दो तरीके हैं: प्रत्यक्ष फोटोडिग्रेडेशन और अप्रत्यक्ष फोटोडिग्रेडेशन। पूर्व प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने के बाद आसपास के वातावरण में पदार्थों के साथ कार्बनिक पदार्थ के अणुओं की सीधी प्रतिक्रिया को संदर्भित करता है; उत्तरार्द्ध कार्बनिक वातावरण में मौजूद कुछ पदार्थों को संदर्भित करता है प्रकाश ऊर्जा को उत्तेजित अवस्था में अवशोषित करने और फिर कार्बनिक पदार्थों और प्रदूषकों की प्रतिक्रिया को प्रेरित करने की प्रक्रिया। इनमें कार्बनिक पदार्थों का अप्रत्यक्ष प्रकाश क्षरण अधिक महत्वपूर्ण है।
प्रकाश रासायनिक ऑक्सीकरण विधि में उपयोग की जा सकने वाली तरंग दैर्ध्य रेंज 200nm ~ 700nm है, अर्थात पराबैंगनी प्रकाश और दृश्य प्रकाश की सीमा। फोटोकैमिकल ऑक्सीकरण में वायु प्रदूषण नियंत्रण और अपशिष्ट जल उपचार में अनुप्रयोग हैं। इसे ऑक्सीडेंट के प्रकार के अनुसार UV/O3, UV/H2O2, UV/Fenton और अन्य प्रणालियों में विभाजित किया जा सकता है। प्रणाली के बावजूद, फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं आमतौर पर हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न करके जीवों को नीचा दिखाती हैं।
उदाहरण के लिए, यूवी / ओ 3 प्रणाली में, तरल चरण ओजोन पराबैंगनी विकिरण के तहत हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स का उत्पादन करने के लिए विघटित हो जाएगा, और पराबैंगनी अवशोषण दर अधिकतम 253.7 एनएम तक पहुंच जाती है, जो अधिकांश कार्बनिक पदार्थों को सीओ 2 और पानी में ऑक्सीकरण कर सकती है, और इसका उपयोग किया जाता है औद्योगिक अपशिष्ट जल में लोहे का उपचार करने के लिए। साइनेट, कार्बनिक यौगिक, नाइट्रोजन-आधारित एसिड, अल्कोहल, कीटनाशक, नाइट्रोजन, सल्फर या फास्फोरस युक्त कार्बनिक यौगिक, और क्लोरीनयुक्त कार्बनिक और अन्य प्रदूषक।
▶फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण
इस विधि में, एक फोटोकैटलिस्ट (जिसे फोटोकैटलिस्ट भी कहा जाता है) एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश स्रोत के विकिरण के तहत एक उत्प्रेरक प्रभाव पैदा करता है, जिससे आसपास के पानी के अणु और ऑक्सीजन अत्यधिक सक्रिय रूप से सक्रिय हो जाते हैं ·OH- और ·O2 मुक्त आयन समूह। फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण तकनीक TiO2, ZnO, WO3, CdS, ZnS, SnO2 और Fe3O4 जैसे उत्प्रेरक का उपयोग करती है।
TiO2 सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला उत्प्रेरक है। फोटोकैटलिटिक प्रतिक्रिया में, TiO2 की फोटोकैटलिटिक गतिविधि मुख्य रूप से क्रिस्टल चरण, अनाज के आकार और विशिष्ट सतह क्षेत्र से प्रभावित होती है। जब क्रिस्टल चरण निर्धारित किया जाता है, तो क्रिस्टल अनाज का आकार और विशिष्ट सतह क्षेत्र TiO2 के फोटोकैटलिसिस में महत्वपूर्ण कारक बन जाते हैं। कण आकार जितना छोटा होगा, फोटोजेनरेटेड इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों का प्रसार समय उतना ही कम होगा, और विशिष्ट सतह क्षेत्र जितना बड़ा होगा, पानी में प्रदूषण को अवशोषित करने के लिए उतना ही प्रभावी होगा। फोटोकैटलिटिक प्रदर्शन में सुधार करने वाला पदार्थ। जब उत्प्रेरक कण आकार नैनोमीटर स्तर तक पहुंच जाता है, तो यह प्रकाश अवशोषण दर और उपयोग दर में सुधार के लिए क्वांटम प्रभाव भी उत्पन्न कर सकता है, जो वर्तमान उत्प्रेरक अनुसंधान की एक महत्वपूर्ण दिशा है।
फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण में गैर-विषाक्तता और सरल परिचालन स्थितियों की विशेषताएं हैं। पराबैंगनी प्रकाश, नकली सूरज की रोशनी और सूरज की रोशनी का उपयोग प्रकाश स्रोतों के रूप में किया जा सकता है, और प्राकृतिक परिस्थितियों (जैसे हवा) को उत्प्रेरक प्रमोटर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इसमें उच्च गतिविधि, अच्छी स्थिरता है और यह कार्बनिक बना सकता है प्रदूषक पूरी तरह से खराब हो जाते हैं और कोई माध्यमिक प्रदूषण नहीं होता है। हाल के वर्षों में, विभिन्न प्रदूषकों को नीचा दिखाने के लिए प्राकृतिक प्रकाश का पूर्ण उपयोग करने के लिए, लोगों ने उत्प्रेरक गतिविधि में सुधार लाने और उत्तेजना प्रकाश की तरंग दैर्ध्य रेंज का विस्तार करने में बहुत काम किया है, जिसे उत्प्रेरक के सतह संशोधन के रूप में भी जाना जाता है। TiO2 का ट्रांजिशन मेटल डोपिंग कीमती धातुओं को जमा करके नए संशोधित ऊर्जा स्तर बना सकता है, जिससे इसकी फोटोरिस्पॉन्स रेंज का विस्तार होता है। फोटोसेंसिटाइजेशन जैसे संशोधन उपचार फोटोकैटलिटिक प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं।
फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण के अनुप्रयोग क्षेत्रों में मुख्य रूप से डाई अपशिष्ट जल का उपचार, उच्च सांद्रता वाले कार्बनिक अपशिष्ट जल, और पीने के पानी के उन्नत उपचार चरण में मुश्किल से कम होने वाले सूक्ष्म प्रदूषकों को हटाना शामिल है। सामान्य परिस्थितियों में, TiO2 फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण केवल पराबैंगनी प्रकाश की तरंग दैर्ध्य रेंज में किया जा सकता है, जो फोटोकैटलिटिक तकनीक के लोकप्रियकरण और अनुप्रयोग को सीमित करता है। इसके अलावा, फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण रिएक्टरों का विकास अभी भी अपरिपक्व है, और बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण प्राप्त करना मुश्किल है।
▶गीला ऑक्सीकरण
यह विधि एक उन्नत ऑक्सीकरण विधि है जो उच्च तापमान और उच्च दबाव के तहत अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों को कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकरण करने के लिए ऑक्सीडेंट का उपयोग करती है, जिससे प्रदूषकों को हटा दिया जाता है। विधि में विस्तृत अनुप्रयोग रेंज, उच्च उपचार दक्षता, कुछ माध्यमिक प्रदूषण, तेजी से ऑक्सीकरण दर, और पुनर्प्राप्त करने योग्य ऊर्जा और उपयोगी सामग्री की विशेषताएं हैं। जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका में, इस प्रकार की विधि इंजीनियरिंग में लागू की गई है, अत्याधुनिक तकनीक है, और इसमें विकास की व्यापक संभावनाएं हैं। हालाँकि, इस विधि में भी एक समस्या है, अर्थात्, गीले ऑक्सीकरण को आमतौर पर उच्च तापमान और उच्च दबाव की स्थिति में करने की आवश्यकता होती है। मध्यवर्ती उत्पाद अक्सर कार्बनिक अम्ल होता है, जिसके लिए उच्च उपकरण सामग्री, महंगे उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है, और यह केवल छोटे प्रवाह और उच्च सांद्रता वाले अपशिष्ट जल के लिए उपयुक्त है ...
गीली ऑक्सीकरण विधियों में दो प्रकार शामिल हैं: उप-क्रिटिकल जल ऑक्सीकरण और सुपरक्रिटिकल जल ऑक्सीकरण। सुपरक्रिटिकल वाटर ऑक्सीडेशन तकनीक एक नई और उच्च दक्षता वाली अपशिष्ट उपचार तकनीक को संदर्भित करती है जिसमें सुपरक्रिटिकल परिस्थितियों में कार्बनिक प्रदूषकों के उपचार के लिए पानी का ऑक्सीकरण किया जाता है। एक निश्चित तापमान और दबाव में, लगभग सभी कार्बनिक पदार्थ थोड़े समय में पूरी तरह से ऑक्सीकृत और विघटित हो सकते हैं, जो अपशिष्ट जल उपचार के समय को बहुत कम कर देता है। उपचार उपकरण पूरी तरह से संलग्न है, जो अंतरिक्ष बचाता है और कोई माध्यमिक प्रदूषण नहीं है।
सुपरक्रिटिकल पानी में, नमक की घुलनशीलता काफी कम हो जाती है, जबकि कार्बनिक पदार्थों की घुलनशीलता काफी बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, बेंजीन, हेक्सेन, N2, O2, आदि पानी के साथ पूरी तरह से गलत हो सकते हैं, जिससे घनत्व, चिपचिपाहट और प्रसार गुणांक में परिवर्तन हो सकता है। घनत्व में वृद्धि के साथ प्रसार गुणांक कम हो जाता है। क्योंकि गीला ऑक्सीकरण तकनीक उच्च तापमान और दबाव का उपयोग करती है, पानी का घनत्व कम हो जाता है, प्रसार गुणांक बड़ा हो जाता है, और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की गति तेजी से बढ़ जाती है।
गीले ऑक्सीकरण के अनुप्रयोग क्षेत्रों में मुख्य रूप से कीटनाशक अपशिष्ट जल उपचार, फिनोल अपशिष्ट जल उपचार, छपाई और रंगाई अपशिष्ट जल और कीचड़ उपचार आदि शामिल हैं। उपर्युक्त अपशिष्ट जल को गीला ऑक्सीकरण द्वारा उपचारित करने के बाद, विषाक्तता बहुत कम हो जाती है, और जैवअवक्रमण में भी सुधार होता है। जैव रासायनिक उपचार की सहायता से अपशिष्ट जल का निर्वहन प्राप्त किया जा सकता है।
उन्नत ऑक्सीकरण तकनीक कार्बनिक प्रदूषकों को कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में खनिज कर सकती है। यह एक पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रिया है, लेकिन प्रदूषकों को नीचा दिखाने पर उच्च प्रसंस्करण लागत एक [जीजी] quot;अड़चन [जीजी] उद्धरण है; इसके प्रचार को प्रतिबंधित करना। चीन में [जीजी] # 39; की उन्नत ऑक्सीकरण तकनीक, कुछ को छोड़कर, जैसे कि फेंटन विधि और ओजोन ऑक्सीकरण तकनीक, जिसे वास्तविक जल उपचार में लागू किया गया है, बाकी ज्यादातर प्रयोगशाला अनुसंधान या छोटे पैमाने पर परीक्षण चरण में हैं। केवल उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी के उच्च निवेश और उपचार लागत, गंभीर उपकरण जंग और उपचारित पानी की एक छोटी मात्रा के नुकसान को हल करके, वास्तविक उद्योग में इसके आवेदन को तेज किया जा सकता है। उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी की विकास दिशा को संक्षेप में निम्नानुसार किया जा सकता है:
एक यह है कि कुछ प्रौद्योगिकियां जैसे कि फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण तकनीक और ओजोन ऑक्सीकरण तकनीक अपशिष्ट जल की जैव निम्नीकरण क्षमता में सुधार कर सकती हैं, लेकिन अलग से कोकिंग अपशिष्ट जल का उपचार करना मुश्किल और महंगा है। कोकिंग अपशिष्ट जल की जैविक विषाक्तता को कम करने और बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करने के लिए इसे जैव रासायनिक प्रौद्योगिकी के साथ जोड़ा जा सकता है। , और फिर उपचार के लिए कम खपत और उच्च दक्षता वाली जैव रासायनिक विधियों का उपयोग करें।
दूसरा, वेट कैटेलिटिक ऑक्सीडेशन और सुपरक्रिटिकल वाटर ऑक्सीडेशन जैसी तकनीकों में उच्च उपकरण आवश्यकताएं और उच्च प्रसंस्करण लागत होती है। रिएक्टर सामग्री और कम लागत वाले उत्प्रेरक के लिए विशेष अनुसंधान और विकास किया जा सकता है। कोकिंग अपशिष्ट जल के उपचार में, शेष अमोनिया जैसे अपशिष्ट जल को अन्य अपशिष्ट जल के साथ मिश्रित नहीं किया जाना चाहिए, अपशिष्ट जल की मात्रा में वृद्धि करनी चाहिए, और फिर उपचार के लिए उपर्युक्त उन्नत ऑक्सीडेंट का उपयोग करना चाहिए।
तीसरा एक रिएक्टर को एक साधारण संरचना, उच्च दक्षता, प्राकृतिक प्रकाश और दीर्घकालिक स्थिर संचालन के साथ डिजाइन करना है, फोटोकैमिकल ऑक्सीकरण और फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी की उपचार दक्षता में सुधार करना है, और इसे जमावट, सोखना और अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ जोड़ना है।