XJY सीवेज कीचड़ को बायोसॉलिड्स में बदलना: अपशिष्ट जल उपचार और उससे आगे के माध्यम से एक यात्रा

XJY कीचड़ उपचार का परिचय

1950 से पहले, संयुक्त राज्य अमेरिका में अधिकांश समुदाय अपने अपशिष्ट जल, या सीवेज को बहुत कम उपचार के साथ नदियों और नालों में बहा देते थे। जैसे-जैसे शहरी आबादी बढ़ी, नालों और नदियों की अपशिष्ट जल को संभालने की प्राकृतिक क्षमता खत्म हो गई और कई क्षेत्रों में पानी की गुणवत्ता खराब हो गई। पानी की गुणवत्ता में गिरावट के बारे में चिंताओं के जवाब में, संयुक्त राज्य भर में हजारों समुदायों ने 1950 और 1960 के दशक के दौरान अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों का निर्माण किया। इसके परिणामस्वरूप धारा और नदी जल की गुणवत्ता में काफी सुधार हुआ, लेकिन इससे निपटने के लिए एक और सामग्री तैयार हुई: सीवेज कीचड़। उपचार संयंत्र में प्रवेश करने वाले अपशिष्ट जल प्रवाह का लगभग 99% पुनर्जीवन जल के रूप में छोड़ा जाता है। शेष ठोस पदार्थों का पतला निलंबन है जिसे उपचार प्रक्रिया द्वारा पकड़ लिया गया है। इन अपशिष्ट जल उपचार ठोसों को आमतौर पर सीवेज कीचड़ के रूप में जाना जाता है।

"सीवेज कीचड़" या "बायोसॉलिड्स" - नाम में क्या रखा है?

"बायोसॉलिड्स" शब्द हाल ही में अपशिष्ट जल उपचार उद्योग द्वारा पेश किया गया है। उद्योग बायोसॉलिड्स को सीवेज कीचड़ के रूप में परिभाषित करता है जिसका स्थिरीकरण और रोगज़नक़ में कमी के लिए पर्याप्त उपचार किया गया है, और जो भूमि पर लगाने के लिए पर्याप्त उच्च गुणवत्ता वाला है। इस शब्द का उद्देश्य उच्च गुणवत्ता वाले, उपचारित सीवेज कीचड़ को कच्चे सीवेज कीचड़ से और सीवेज कीचड़ से अलग करना है जिसमें बड़ी मात्रा में पर्यावरण प्रदूषक होते हैं। शब्द "बायोसॉलिड्स" इस बात पर जोर देकर सीवेज कीचड़ को औद्योगिक कीचड़ से अलग करने में मदद करता है कि पहला एक जैविक प्रक्रिया द्वारा उत्पादित होता है। कुछ लोगों द्वारा सीवेज कीचड़ की वास्तविक प्रकृति को छिपाने के प्रयास के रूप में इस शब्द की आलोचना की गई है, जिससे इस सामग्री का भूमि अनुप्रयोग आम जनता के लिए कम आपत्तिजनक हो गया है। यद्यपि "बायोसॉलिड्स" निस्संदेह "सीवेज कीचड़" या बस "कीचड़" के समान नकारात्मक छवियाँ उत्पन्न नहीं करता है, यह एक वैध और कार्यात्मक शब्द है जब इसे ऊपर वर्णित भेद करने के लिए सही ढंग से उपयोग किया जाता है। इस दस्तावेज़ में, "सीवेज कीचड़" का उपयोग आम तौर पर अपशिष्ट जल उपचार ठोस पदार्थों को संदर्भित करने के लिए किया जाएगा, और "बायोसॉलिड्स" का उपयोग विशेष रूप से उस सामग्री को संदर्भित करने के लिए किया जाएगा जो भूमि अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है।

चित्र 6कीचड़ मल

नगरपालिका XJY सीवेज कीचड़ का उत्पादन

नगरपालिका अपशिष्ट जल, या सीवेज, उस पानी को संदर्भित करता है जिसका उपयोग शहरी और उपनगरीय क्षेत्र के घरों या व्यवसायों में कपड़े धोने, स्नान करने और शौचालयों को फ्लश करने के लिए किया जाता है। नगर निगम के अपशिष्ट जल में औद्योगिक स्रोतों का पानी भी शामिल हो सकता है। औद्योगिक प्रक्रियाओं से उत्पन्न रसायनों या प्रदूषकों को हटाने के लिए, नगरपालिका अपशिष्ट जल प्रणालियों में औद्योगिक योगदानकर्ताओं को सीवरेज प्रणाली में प्रवाहित होने से पहले अपने अपशिष्ट जल का उपचार करना चाहिए। अपशिष्ट जल को सैनिटरी सीवरेज प्रणाली के माध्यम से एक केंद्रीकृत अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र (कभी-कभी सार्वजनिक स्वामित्व वाले उपचार कार्य, या पीओटीडब्ल्यू भी कहा जाता है) तक पहुंचाया जाता है। POTW में, सीवेज उपचार चरणों की एक श्रृंखला से गुजरता है जो पोषक तत्वों और ठोस पदार्थों को हटाने, कार्बनिक पदार्थों को तोड़ने और पानी में रोगजनकों (रोग पैदा करने वाले जीवों) को नष्ट करने के लिए भौतिक, जैविक और रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग करता है। पुनर्जीवित पानी को नदियों और नालों में छोड़ दिया जाता है, या भूमि के बड़े क्षेत्रों पर छिड़काव किया जा सकता है।

चित्र 7 नगरपालिका सीवेज कीचड़

कच्चे सीवेज के प्रारंभिक उपचार में छड़ें, बोतलें, कागज और चिथड़े जैसी बड़ी वस्तुओं को हटाने के लिए स्क्रीनिंग शामिल होती है, और ग्रिट हटाने का चरण होता है, जिसके दौरान अकार्बनिक ठोस (रेत, ग्रिट, सिंडर) तेजी से पानी से बाहर निकलते हैं। उपचार के इस चरण में हटाई गई स्क्रीनिंग और गंदगी आम तौर पर भूमि से भरी होती है और सीवेज कीचड़ का हिस्सा नहीं बनती है।

प्राथमिक उपचार में गुरुत्वाकर्षण अवसादन और प्लवनशीलता प्रक्रियाएं शामिल होती हैं जो इस चरण में प्रवेश करने वाले लगभग आधे ठोस पदार्थ को हटा देती हैं। उपचार के इस चरण के दौरान जमा होने वाला ठोस पदार्थ (कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों) नीचे से निकाला जाता है और प्राथमिक कीचड़ का निर्माण करता है। अधिकांश पीओटीडब्ल्यू में, प्राथमिक उपचार के दौरान पानी की सतह से निकाली गई तैरती सामग्री (तेल, ग्रीस, लकड़ी और वनस्पति पदार्थ) को अलग से निपटाया जाता है और प्राथमिक कीचड़ का हिस्सा नहीं बनता है।

द्वितीयक उपचार एक सावधानीपूर्वक नियंत्रित और त्वरित जैविक प्रक्रिया है जिसमें प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले सूक्ष्मजीवों का उपयोग अपशिष्ट जल में निलंबित और घुले हुए कार्बनिक पदार्थों को नष्ट करने (टूटने या पचाने) के लिए किया जाता है। यह सामग्री कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाती है जो वायुमंडल में छोड़ी जाती है और माइक्रोबियल कोशिका द्रव्यमान में बदल जाती है।

द्वितीयक अवसादन बेसिनों में, माइक्रोबियल कोशिका द्रव्यमान नीचे तक बस जाता है और हटा दिया जाता है। यह मुख्यतः कार्बनिक पदार्थ द्वितीयक कीचड़ कहलाता है।

कुछ उपचार संयंत्रों में पौधों के पोषक तत्वों (नाइट्रोजन और फास्फोरस), निलंबित ठोस पदार्थों, या अपशिष्ट जल में जैविक ऑक्सीजन की मांग को और कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए तृतीयक उपचार चरण भी शामिल हैं। रासायनिक रूप से अवक्षेपित फास्फोरस और निस्पंदन से तृतीयक कीचड़ उत्पन्न होता है।

अंत में, रोगजनक सूक्ष्मजीवों को नष्ट करने के लिए पानी कीटाणुशोधन उपचार से गुजरता है। फिर पुनर्जीवित पानी को किसी धारा या नदी में छोड़ दिया जाता है या भूमि के बड़े क्षेत्रों पर छिड़काव किया जा सकता है।

नगरपालिका सीवेज कीचड़ के लिए XJY उपचार विधियाँ

प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक कीचड़ को आम तौर पर संयोजित किया जाता है, और परिणामी मिश्रण, जिसमें 1 से 4% तक ठोस होते हैं, को "कच्चा" सीवेज कीचड़ कहा जाता है। इसकी रोगज़नक़ सामग्री और इसकी अस्थिर, विघटित प्रकृति के कारण, कच्चा सीवेज कीचड़ एक संभावित स्वास्थ्य और पर्यावरणीय खतरा है; हालाँकि, अब सीवेज कीचड़ को स्थिर करने, इसकी रोगज़नक़ सामग्री को कम करने और इसकी ठोस सामग्री को बढ़ाने के लिए कई उपचार प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। सीवेज कीचड़ में रोगज़नक़ स्तर को स्थिर करने और कम करने के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली कुछ प्रक्रियाओं को तालिका 1 में सूचीबद्ध और संक्षेप में वर्णित किया गया है।

सीवेज कीचड़ में क्या है?

सीवेज कीचड़ अकार्बनिक और कार्बनिक दोनों सामग्रियों, कुछ पौधों के पोषक तत्वों की बड़ी सांद्रता, कई ट्रेस तत्वों और कार्बनिक रसायनों की बहुत कम सांद्रता और कुछ रोगजनकों से बना है। सीवेज कीचड़ की संरचना अपशिष्ट जल की संरचना और उपयोग की जाने वाली उपचार प्रक्रियाओं के आधार पर काफी भिन्न होती है। तालिका 2 पौधों के पोषक तत्वों और सीवेज कीचड़ में पाए जाने वाले कुछ ट्रेस तत्वों की औसत और 95वीं प्रतिशतक सांद्रता देती है। ये आंकड़े 1996 और 1997 के दौरान पेंसिल्वेनिया में उत्पादित सीवेज कीचड़ के व्यापक सर्वेक्षण से हैं।

सीवेज कीचड़ से निपटने के लिए विकल्प

सीवेज कीचड़ को या तो लाभकारी रूप से उपयोग किए जाने वाले जैविक और पोषक संसाधन के रूप में या निपटान किए जाने वाले अपशिष्ट पदार्थ के रूप में देखा जा सकता है। 1991 से पहले, पेंसिल्वेनिया सहित बड़ी मात्रा में सीवेज कीचड़ का निपटान समुद्र में डंप करके किया जाता था। समुद्र के पानी में पोषक तत्वों की अधिकता की चिंता के कारण इस प्रथा पर प्रतिबंध लगा दिया गया। वर्तमान में, पेंसिल्वेनिया में उत्पादित लगभग सभी सीवेज कीचड़ का उपचार किया जा चुका है और यह बायोसॉलिड्स के रूप में वर्गीकृत करने के लिए पर्याप्त उच्च गुणवत्ता वाला है। इस सामग्री के आधे से भी कम हिस्से का निपटारा लैंडफिलिंग या भस्मीकरण द्वारा किया जाता है, जबकि शेष बायोसॉलिड को कृषि, खदान सुधार, भूनिर्माण, या बागवानी में उपयोग करके मिट्टी में पुनर्चक्रित किया जाता है। इनमें से प्रत्येक विकल्प के साथ आर्थिक और पर्यावरणीय लाभ, समस्याएं और जोखिम जुड़े हुए हैं।

लैंडफिल निपटान

प्रबंधन और सामग्री प्रबंधन के दृष्टिकोण से, लैंडफिलिंग शायद सबसे सरल समाधान है। आर्थिक दृष्टिकोण से, लैंडफिलिंग वर्तमान में अन्य विकल्पों की तुलना में अनुकूल है। हालाँकि, यह निस्संदेह बदल जाएगा, क्योंकि लैंडफिल स्थान अधिक सीमित हो जाएगा और टिपिंग शुल्क (अपशिष्ट-डंपिंग लागत) में वृद्धि होगी। पर्यावरणीय दृष्टिकोण से, लैंडफिलिंग कीचड़ को एक ही स्थान पर केंद्रित करके किसी भी कीचड़-जनित प्रदूषकों या रोगजनकों को छोड़ने से रोकता है। यदि लैंडफिल का ठीक से निर्माण और रखरखाव किया जाता है, तो पर्यावरणीय जोखिम न्यूनतम होते हैं।

हालाँकि, सीवेज कीचड़ के लैंडफिल निपटान से जुड़े जोखिम भी हैं। जैविक अपशिष्ट लैंडफिल में अवायवीय अपघटन से गुजरते हैं, जिससे मीथेन गैस उत्पन्न होती है जिसे वायुमंडल में छोड़ा जा सकता है। मीथेन एक ग्रीनहाउस गैस है जिसे ग्लोबल वार्मिंग में शामिल किया गया है। लैंडफिल से निकलने वाली अन्य गैसें अप्रिय गंध पैदा कर सकती हैं। सीवेज कीचड़ द्वारा लैंडफिल में बड़ी मात्रा में पोषक तत्व मिलाने से स्थानीय पर्यावरण के लिए खतरा पैदा होता है। यदि लैंडफिल लाइनर या लीचेट संग्रह प्रणाली की विफलता होती है, तो ये पोषक तत्व स्थानीय भूजल और सतही जल को दूषित कर सकते हैं। लैंडफिलिंग सीवेज कीचड़ मूल्यवान लैंडफिल स्थान भी ले लेता है और कीचड़ में कार्बनिक पदार्थों और पौधों के पोषक तत्वों के संभावित लाभों को खो देता है।

चित्र 8लैंडफिल निपटान

भस्मीकरण निपटान

सीवेज कीचड़ को जलाने से निपटान की जाने वाली सामग्री की मात्रा कम हो जाती है, रोगजनकों को पूरी तरह से नष्ट कर दिया जाता है, अधिकांश कार्बनिक रसायनों को विघटित कर दिया जाता है, और सीवेज कीचड़ में निहित गर्मी मूल्य की थोड़ी मात्रा को पुनः प्राप्त कर लिया जाता है। अवशिष्ट राख एक स्थिर, अपेक्षाकृत निष्क्रिय, अकार्बनिक सामग्री है जिसमें मूल कीचड़ की मात्रा का केवल 10 से 20% होता है। सीवेज कीचड़ में अधिकांश ट्रेस धातुएं राख में केंद्रित हो जाती हैं (सांद्रता में पांच से दस गुना वृद्धि)। यह सामग्री आमतौर पर भूमि-भराई होती है, हालांकि इसका संभावित रूप से निर्माण सामग्री में उपयोग किया जा सकता है।

भस्मीकरण से वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड (एक अन्य ग्रीनहाउस गैस) और संभवतः अन्य वाष्पशील प्रदूषक (कैडमियम, पारा, सीसा, डाइऑक्सिन) भी निकलते हैं। भस्मक संचालन के लिए स्टैक गैसों से सूक्ष्म कण पदार्थ (फ्लाई ऐश) और वाष्पशील प्रदूषकों को हटाने के लिए परिष्कृत प्रणालियों की आवश्यकता होती है। यह सीवेज कीचड़ निपटान के लिए भस्मीकरण को अधिक महंगे विकल्पों में से एक बनाता है। लैंडफिलिंग की तरह, सीवेज कीचड़ में कार्बनिक पदार्थों और पौधों के पोषक तत्वों से संभावित लाभ नष्ट हो जाते हैं।

चित्र 9 भस्मीकरण निपटान