विश्व में हर चीज़ के अपने फायदे और नुकसान होते हैं। समाज की प्रगति और लोगों के जीवन स्तर में सुधार से पर्यावरण प्रदूषण होना स्वाभाविक है। अपशिष्ट जल भी एक ऐसी ही समस्या है। पेट्रोकेमिकल्स, वस्त्र, कागज निर्माण, कीटनाशक, फार्मास्यूटिकल्स, धातु विज्ञान और खाद्य उत्पादन जैसे उद्योगों के तीव्र विकास के साथ, विश्व स्तर पर अपशिष्ट जल का कुल उत्सर्जन काफी बढ़ गया है। इसके अलावा, अपशिष्ट जल में अक्सर उच्च सांद्रता, उच्च विषाक्तता, उच्च लवणता और उच्च रंगीन घटक होते हैं, जिससे इसका अपघटन और उपचार करना कठिन हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर जल प्रदूषण होता है।
प्रतिदिन उत्पन्न होने वाले भारी मात्रा में औद्योगिक अपशिष्ट जल से निपटने के लिए, लोगों ने भौतिक, रासायनिक और जैविक तरीकों के संयोजन के साथ-साथ विद्युत, ध्वनि, प्रकाश और चुंबकत्व जैसी शक्तियों का उपयोग करते हुए विभिन्न विधियों को अपनाया है। यह लेख इस समस्या के समाधान हेतु विद्युत रासायनिक जल उपचार प्रौद्योगिकी में "विद्युत" के उपयोग का सारांश प्रस्तुत करता है।
विद्युत रासायनिक जल उपचार प्रौद्योगिकी से तात्पर्य किसी विशेष विद्युत रासायनिक रिएक्टर में इलेक्ट्रोड या लागू विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में विशिष्ट विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं, विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं या भौतिक प्रक्रियाओं के माध्यम से अपशिष्ट जल में प्रदूषकों को विघटित करने की प्रक्रिया से है। विद्युत रासायनिक प्रणालियाँ और उपकरण अपेक्षाकृत सरल होते हैं, कम जगह घेरते हैं, संचालन और रखरखाव की लागत कम होती है, द्वितीयक प्रदूषण को प्रभावी ढंग से रोकते हैं, प्रतिक्रियाओं पर उच्च नियंत्रण प्रदान करते हैं और औद्योगिक स्वचालन के लिए अनुकूल होते हैं, इसलिए इन्हें "पर्यावरण के अनुकूल" प्रौद्योगिकी कहा जाता है।
विद्युत रासायनिक जल उपचार प्रौद्योगिकी में इलेक्ट्रोकोएगुलेशन-इलेक्ट्रोफ्लोटेशन, इलेक्ट्रोडायलाइसिस, इलेक्ट्रोएडसॉर्प्शन, इलेक्ट्रो-फेंटन और इलेक्ट्रोकैटलिटिक एडवांस्ड ऑक्सीडेशन जैसी विभिन्न तकनीकें शामिल हैं। ये तकनीकें विविध हैं और प्रत्येक के अपने उपयुक्त अनुप्रयोग और क्षेत्र हैं।
इलेक्ट्रोकोएगुलेशन-इलेक्ट्रोफ्लोटेशन
दरअसल, इलेक्ट्रोकोएगुलेशन ही इलेक्ट्रोफ्लोटेशन है, क्योंकि जमाव की प्रक्रिया फ्लोटेशन के साथ-साथ होती है। इसलिए, इसे सामूहिक रूप से "इलेक्ट्रोकोएगुलेशन-इलेक्ट्रोफ्लोटेशन" कहा जा सकता है।
इस विधि में बाहरी विद्युत वोल्टेज लगाया जाता है, जिससे एनोड पर घुलनशील धनायन उत्पन्न होते हैं। ये धनायन कोलाइडल प्रदूषकों पर जमाव प्रभाव डालते हैं। साथ ही, वोल्टेज के प्रभाव से कैथोड पर पर्याप्त मात्रा में हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है, जो जमा हुए पदार्थ को सतह पर आने में मदद करती है। इस प्रकार, विद्युत जमाव प्रक्रिया द्वारा एनोड जमाव और कैथोड प्लवन के माध्यम से प्रदूषकों का पृथक्करण और जल का शुद्धिकरण किया जाता है।
घुलनशील एनोड के रूप में धातु (आमतौर पर एल्यूमीनियम या लोहा) का उपयोग करते हुए, विद्युत अपघटन के दौरान उत्पन्न Al³⁺ या Fe³⁺ आयन विद्युत सक्रिय संकोष के रूप में कार्य करते हैं। ये संकोष कोलाइडल दोहरी परत को संपीड़ित करके, उसे अस्थिर करके, और कोलाइडल कणों को आपस में जोड़कर और उन्हें पकड़कर कार्य करते हैं:
Al -3e→ Al3+ या Fe -3e→ Fe3+
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ या 4Fe2+ + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH-
एक ओर, निर्मित विद्युतसक्रिय संक्षारण पदार्थ M(OH)n को घुलनशील बहुलक हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स कहा जाता है और यह अपशिष्ट जल में कोलाइडल निलंबन (तेल की महीन बूंदें और यांत्रिक अशुद्धियाँ) को तेजी से और प्रभावी ढंग से जमा करने के लिए एक फ्लोकुलेंट के रूप में कार्य करता है, साथ ही उन्हें जोड़कर बड़े समूह बनाता है, जिससे पृथक्करण प्रक्रिया में तेजी आती है। दूसरी ओर, एल्यूमीनियम या लौह लवण जैसे इलेक्ट्रोलाइट्स के प्रभाव में कोलाइड्स संपीड़ित होते हैं, जिससे कूलम्बिक प्रभाव या संक्षारण पदार्थों के अधिशोषण के माध्यम से संक्षारण होता है।
यद्यपि विद्युत-सक्रिय संक्षारक पदार्थों की विद्युत रासायनिक सक्रियता (जीवनकाल) केवल कुछ मिनटों की होती है, फिर भी वे दोहरी परत विभव को काफी हद तक प्रभावित करते हैं, जिससे वे कोलाइडल कणों या निलंबित कणों पर प्रबल संक्षारण प्रभाव डालते हैं। परिणामस्वरूप, उनकी अधिशोषण क्षमता और सक्रियता एल्यूमीनियम लवण अभिकर्मकों को मिलाने वाली रासायनिक विधियों की तुलना में कहीं अधिक होती है, और इनकी मात्रा कम होती है तथा लागत भी कम होती है। विद्युत संक्षारण पर्यावरणीय परिस्थितियों, जल तापमान या जैविक अशुद्धियों से अप्रभावित रहता है, और यह एल्यूमीनियम लवणों और जल हाइड्रॉक्साइडों के साथ कोई दुष्प्रभाव नहीं डालता है। इसलिए, अपशिष्ट जल के उपचार के लिए इसका पीएच मान व्यापक है।
इसके अतिरिक्त, कैथोड सतह पर छोटे-छोटे बुलबुले निकलने से कोलाइड्स के टकराव और पृथक्करण की प्रक्रिया तेज हो जाती है। एनोड सतह पर प्रत्यक्ष विद्युत ऑक्सीकरण और Cl- का सक्रिय क्लोरीन में अप्रत्यक्ष विद्युत ऑक्सीकरण, पानी में घुलनशील कार्बनिक पदार्थों और अपचायक अकार्बनिक पदार्थों पर प्रबल ऑक्सीकरण क्षमता रखते हैं। कैथोड से उत्पन्न नव निर्मित हाइड्रोजन और एनोड से उत्पन्न ऑक्सीजन में प्रबल रेडॉक्स क्षमता होती है।
परिणामस्वरूप, विद्युत रासायनिक रिएक्टर के अंदर होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएं अत्यंत जटिल होती हैं। रिएक्टर में, विद्युत जमाव, विद्युत प्लवन और विद्युत ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं, जो जमाव, प्लवन और ऑक्सीकरण के माध्यम से पानी में घुले हुए कोलाइड्स और निलंबित प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से रूपांतरित और हटा देती हैं।
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पोस्ट करने का समय: 8 सितंबर 2023
