लैंडफिल लीचेट के उपचार के लिए फॉस्फोरिक एसिड से सक्रिय कार्बन तैयार करने पर शोध

फॉस्फोरिक एसिडरासायनिक सूत्र H3PO4 के साथ, एक पॉलीप्रोटिक एसिड है जो विशिष्ट रासायनिक विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। यह एक रंगहीन, गंधहीन और चिपचिपा तरल है, जो पानी में घुलनशील है और लवणों की कई श्रृंखलाएँ बनाने में सक्षम है। फॉस्फोरिक एसिड की अम्लीय शक्ति इसकी सांद्रता पर निर्भर करती है; पतला घोल कमजोर अम्लीय होता है, जबकि सांद्र घोल अधिक प्रबल अम्लीय होता है। यह क्षारों, धातुओं और ऑक्साइड के साथ तीव्रता से प्रतिक्रिया करता है, गर्मी छोड़ता है और संबंधित फॉस्फेट बनाता है। इसके अतिरिक्त, फॉस्फोरिक एसिड अल्कोहल के साथ एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं और कार्बोहाइड्रेट के साथ निर्जलीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजर सकता है। ये गुण उर्वरक, खाद्य योजक और डिटर्जेंट सहित विभिन्न उद्योगों में फॉस्फोरिक एसिड के व्यापक उपयोग में योगदान करते हैं।

फॉस्फोरिक एसिड पर शोध लैंडफिल लीचेट के उपचार के लिए अधिक पर्यावरण अनुकूल समाधान प्रदान करता है

अर्थव्यवस्था के विकास और बढ़ती शहरी आबादी के साथ, ठोस अपशिष्ट का उत्पादन लगातार बढ़ रहा है। लैंडफिल विधि एक ठोस अपशिष्ट निपटान तकनीक है जिसका उपयोग आमतौर पर देश और विदेश में किया जाता है। हालाँकि, लैंडफिल प्रक्रिया के दौरान, बड़ी मात्रा में लीचेट का उत्पादन किया जाएगा। लीचेट किण्वन और वर्षा के क्षरण और सतह के पानी और भूजल के भिगोने के कारण लैंडफिल प्रक्रिया के दौरान फ़िल्टर किए गए उच्च सांद्रता वाले सीवेज को संदर्भित करता है। यदि इन लीचेट्स को उचित उपचार के बिना सीधे छोड़ दिया जाता है, तो वे पारिस्थितिक पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करेंगे। चूँकि कुछ ऐसे कार्बनिक पदार्थ होते हैं जिन्हें लीचेट में विघटित करना कठिन होता है, पारंपरिक जैविक उपचार विधियाँ इस प्रकार के कार्बनिक पदार्थों के उपचार के लिए उपयुक्त नहीं हैं। इसलिए, आयन एक्सचेंज, झिल्ली निस्पंदन और सोखना विधियों जैसी भौतिक रसायन प्रौद्योगिकियों ने लीचेट उपचार में लाभ दिखाया है। हाल के वर्षों में, सक्रिय कार्बन सोखना विधि ने कई शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित किया है। इसके अलावा, अपशिष्ट जल के उपचार के लिए कृषि अपशिष्ट बायोमास से तैयार इस प्रकार का सक्रिय कार्बन टिकाऊ रसायन विज्ञान और पर्यावरण संरक्षण के विकास के लिए अनुकूल है। सक्रिय कार्बन के साथ लीचेट का कुशल उपचार प्राप्त करने के लिए, लीचेट के उपचार तंत्र को समझना बहुत महत्वपूर्ण है। हालाँकि, सक्रिय कार्बन द्वारा लीचेट का उपचार करने का तंत्र अभी भी अस्पष्ट है। विशेष रूप से, लीचेट उपचार पर सक्रिय कार्बन की संरचना के प्रभाव को और अधिक अध्ययन की आवश्यकता है।

ब्लूम टेक द्वारा उत्पादित फॉस्फोरिक एसिड ने इस अध्ययन के लिए उत्पाद समर्थन प्रदान किया

सक्रिय कार्बन की तैयारी के लिए एक सक्रियण एजेंट के रूप में फॉस्फोरिक एसिड में न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव और आसान पुनर्प्राप्ति के फायदे हैं। इसमें, फॉस्फोरिक एसिड सक्रियण द्वारा चावल की भूसी से तैयार सक्रिय बायोचार्स का लैंडफिल लीचेट के उपचार के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था। NaOH और HCl द्वारा परिणामी पूर्व-उपचार ने बायोचार से सिलिका और राख को पूरी तरह से हटा दिया, जिससे दरारें और छिद्र खुल गए। इसके अलावा, सक्रियण रीजेंट के रूप में फॉस्फोरिक एसिड सतह पर प्रचुर मात्रा में फॉस्फोरस समूहों के साथ सक्रिय कार्बन तैयार कर सकता है। वर्तमान अध्ययन में लैंडफिल लीचेट उपचार पर विभिन्न उपचारित कार्बन नमूनों के प्रदर्शन का विश्लेषण करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है, जिससे लीचेट उपचार में सक्रिय बायोचार में गठित फॉस्फोरस प्रजातियों की संभावित भूमिका का पता चलता है। फॉस्फोरिक एसिड सक्रिय बायोचार (H3PO4-सक्रिय बायोचार) पर लीचेट उपचार के लिए गतिज मॉडल और सोखना इज़ोटेर्म की प्रयोज्यता पर भी चर्चा की गई। इसने अपशिष्ट जल के कुशल उपचार तंत्र को समझने और कृषि अपशिष्ट अवशेषों का उपयोग करके उच्च प्रदर्शन सक्रिय बायोचार तैयार करने के लिए महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की। इसके अतिरिक्त, लैंडफिल लीचेट के उपचार में उच्च प्रदर्शन कार्बन सामग्री की तैयारी के लिए कृषि अपशिष्ट अवशेषों का उपयोग टिकाऊ हरित रसायन विज्ञान की अवधारणा का पालन करता है।

Luo Yiping, a postdoctoral fellow at the Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences (co-supervisor: researcher Liu Xiaofeng), conducted research on the treatment of landfill leachate with activated carbon prepared from rice husk residue using phosphoric acid as an activator. By evaluating the color, pollutant removal rate, COD removal rate and NH4+-N removal rate of the leachate, the performance of carbon samples prepared by different treatment methods in leachate treatment was investigated. It was found that activated carbon prepared by phosphoric acid activation was more effective in treating landfill leachate than carbon samples prepared without phosphoric acid activation. When the mass ratio of phosphoric acid to carbon is greater than 2, the prepared activated carbon shows better performance in the leachate treatment process, namely chroma (100%), pollutants (>90%), सीओडी (~80%) और एनएच4+-एन (100%) की निष्कासन दर अधिक है। काइनेटिक अध्ययनों से पता चला है कि फॉस्फोरिक एसिड सक्रियण द्वारा तैयार सक्रिय कार्बन के साथ लीचेट के उपचार की प्रक्रिया छद्म-दूसरे क्रम के कैनेटीक्स और लैंगमुइर सोखना मॉडल के अनुरूप है। सोखने की प्रक्रिया को पहले बाहरी कण प्रसार द्वारा और फिर आंतरिक कण प्रसार द्वारा नियंत्रित किया जाता है। लीचेट के सक्रिय कार्बन उपचार की प्रक्रिया में, अधिशोषित मुख्य कार्बनिक यौगिक ह्यूमिक एसिड पदार्थ होते हैं, और सक्रिय कार्बन में गठित फास्फोरस प्रजातियों की भूमिका पर जोर दिया जाता है। सक्रिय कार्बन में बनने वाली फास्फोरस प्रजातियां सक्रिय कार्बन की विशेषताओं और संरचना को प्रभावी ढंग से समायोजित और नियंत्रित कर सकती हैं, ताकि सक्रिय कार्बन में बनी सूक्ष्म संरचना ह्यूमिक एसिड पदार्थों के सोखने के लिए अनुकूल हो। सक्रिय कार्बन की छिद्र विशेषताओं के अलावा, सक्रिय कार्बन में गठित फॉस्फोरस प्रजातियों और ह्यूमिक एसिड प्रजातियों के बीच हाइड्रोजन बॉन्डिंग और पीपी इंटरैक्शन को लीचेट के प्रभावी उपचार में महत्वपूर्ण कारक पाया गया। उपरोक्त शोध परिणाम लैंडफिल लीचेट के कुशल उपचार के लिए फॉस्फोरिक एसिड सक्रियण द्वारा तैयार सक्रिय कार्बन के तंत्र को स्पष्ट करते हैं, जिससे उद्योग में अपशिष्ट जल के कुशल उपचार के लिए सुराग मिलने की उम्मीद है।

सामग्री

शानक्सी ब्लूम टेक कंपनी लिमिटेड बायोचार द्वारा पेश किया गया फॉस्फोरिक एसिड चीन में चोंगकिंग जिंहुआन बायोमास एनर्जी कंपनी लिमिटेड से प्राप्त किया गया था, जहां एक द्रवयुक्त बिस्तर रिएक्टर में 400 डिग्री पर चावल की भूसी को जैव-तेल में परिवर्तित करने के बाद इसका उत्पादन किया गया था। NaOH (AR), HCl (36%-38%) और H3PO4 (85%) चीन में चेंग्दू केलॉन्ग केमिकल रीजेंट फैक्ट्री से बिना अधिक शुद्धिकरण के खरीदे गए थे। लैंडफिल लीचेट को लुओदाई, चेंगदू, सिचुआन प्रांत, चीन में नगरपालिका ठोस अपशिष्ट लैंडफिल साइट से प्राप्त किया गया था। उपयोग से पहले, इसे सोडियम झिल्ली द्वारा फ़िल्टर किया गया था।

निष्कर्ष

वर्तमान कार्य में लैंडफिल लीचेट के उपचार के लिए चावल की भूसी से फॉस्फोरिक एसिड-सक्रिय बायोचार के प्रदर्शन का अध्ययन किया गया, ताकि इसकी गुणवत्ता को निर्वहन मानकों में लाया जा सके। प्रदूषकों के सोखने में लैंगमुइर इज़ोटेर्म मॉडल और छद्म-दूसरे क्रम के कैनेटीक्स मॉडल का पालन किया गया। सक्रिय बायोचार की फास्फोरस प्रजातियां न केवल कार्बन के बनावटी गुणों को समायोजित और नियंत्रित कर सकती हैं, बल्कि हाइड्रोजन के माध्यम से लीचेट में ह्यूमिक एसिड के कार्यात्मक समूहों के साथ भी बातचीत कर सकती हैं।