ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंटः अपशिष्ट जल शुद्धिकरण के लिए एक जादुई सहायक

अपशिष्ट जल उपचार के बड़े मंच पर, ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट एक "स्टार खिलाड़ी" हैं। आज, चलो बात करते हैं कि यह किस तरह का दिव्य है, इसकी ताकत क्या है,और भविष्य में यह किस दिशा में विकसित होगा?.
 
1ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट का वर्गीकरण
 
सरल शब्दों में, ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता हैः समरूप उत्प्रेरक और विषम उत्प्रेरक।
 
चलो पहले समरूप उत्प्रेरक के बारे में बात करते हैं। वे मुख्य रूप से समाधान में धातु आयनों के उत्प्रेरक प्रभाव का उपयोग करते हैं, जैसे कि मैंगनीज आयन, लोहे के आयन, कोबाल्ट आयन, आदि।ये धातु आयन ओजोन के विघटन को तेज कर सकते हैं और मजबूत ऑक्सीकरण गुणों के साथ हाइड्रॉक्सिल कणों का उत्पादन कर सकते हैंलेकिन इसकी एक बड़ी समस्या है, जो धातु आयनों को पुनः प्राप्त करने में कठिनाई है, जो इसके बड़े पैमाने पर प्रचार और उपयोग को सीमित करता है।
विभेदक उत्प्रेरक मुख्य रूप से ठोस धातुओं, धातु ऑक्साइडों, या धातुओं या धातु ऑक्साइडों से बने होते हैं जो एक वाहक पर समर्थित होते हैं। आम धातु ऑक्साइड में एल्यूमीनियम ऑक्साइड, टाइटेनियम डाइऑक्साइड,मैंगनीज डाइऑक्साइड, आदि; लोड प्रकार की सामग्री जैसे तांबा और टाइटेनियम को एल्यूमीनियम और टाइटेनियम डाइऑक्साइड जैसे वाहक पर लोड किया जाता है। विषम उत्प्रेरक आसानी से पानी से अलग किए जा सकते हैं,कम द्वितीयक प्रदूषण और एक सरल उपचार प्रक्रिया के साथ, इसलिए इनका प्रयोग आजकल इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से किया जाता है।
 
2ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट के घटक
 
विभिन्न प्रकार के ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट्स की संरचना भी भिन्न होती है। विषम उत्प्रेरक में, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले वाहक सक्रिय कार्बन, एल्यूमिना, टाइटेनियम डाइऑक्साइड आदि शामिल हैं।सक्रिय कार्बन में न केवल मजबूत अवशोषण क्षमता होती है, लेकिन यह भी कुछ उत्प्रेरक क्षमता है; एल्यूमीनियम ऑक्साइड अच्छी स्थिरता और उच्च यांत्रिक शक्ति है;टाइटेनियम डाइऑक्साइड ने फोटोकैटालिक और ओजोन कैटालिक ऑक्सीकरण दोनों में अच्छा प्रदर्शन दिखाया हैसक्रिय तत्व आम तौर पर संक्रमण धातु और उनके ऑक्साइड होते हैं, जैसे तांबा, मैंगनीज, कोबाल्ट, लोहा आदि।ये धातुएं और उनके ऑक्साइड प्रभावी रूप से ओजोन के विघटन को उत्प्रेरित कर सकते हैं और ऑक्सीकरण दक्षता में सुधार कर सकते हैं.

3ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीकरण की प्रतिक्रिया सिद्धांत
 
ओजोन में ही 2.07 eV की redox क्षमता के साथ मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं। इसकी ऑक्सीकरण प्रक्रिया प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण और अप्रत्यक्ष ऑक्सीकरण में विभाजित होती है।प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण ओजोन अणुओं और प्रदूषकों के बीच प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया को संदर्भित करता हैअप्रत्यक्ष ऑक्सीकरण ओजोन का विघटन हाइड्रॉक्सिल कणों के उत्पादन के लिए होता है, जो तब प्रदूषकों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।
 
ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रणाली में, उत्प्रेरक के अतिरिक्त इस प्रक्रिया को बहुत बढ़ाता है। विषम उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रक्रिया में आम तौर पर तीन चरण होते हैंःपहला कदम यह है कि ओजोन तरल चरण में भंग हो जाता है, उत्प्रेरक द्वारा अवशोषित और सक्रिय होता है, और हाइड्रॉक्सिल कणों का उत्पादन करता है; दूसरा चरण उत्प्रेरक के लिए सतह पर कार्बनिक प्रदूषकों को अवशोषित करने के लिए है, जिससे सतह केलेट बनते हैं;तीसरा चरण हाइड्रॉक्सिल कणों और सतह कीलेट्स के बीच ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है, जो कार्बनिक प्रदूषकों को नष्ट करता है।
 
उदाहरण के लिए, कार्बनिक यौगिकों वाले अपशिष्ट जल का उपचार करते समय, ओजोन उत्प्रेरक की क्रिया के तहत बड़ी संख्या में हाइड्रॉक्सिल कण उत्पन्न करता है। ये कण "छोटे बम" की तरह कार्य करते हैं।कार्बनिक अणुओं पर हमला करना और बड़े कार्बनिक यौगिकों को ऑक्सीकरण और छोटे अणुओं में विघटित करना, यहां तक कि सीधे कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकरण।
4ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट के उपयोग की प्रभावशीलता
 
1अपशिष्ट जल की जैवविघटनशीलता में सुधारः अव्यवस्थित होने में कठिनाई वाले कार्बनिक यौगिकों के लिए, ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट उनके कुछ चक्रवर्ती या लंबी श्रृंखला वाले अणुओं को छोटे अणुओं में तोड़ सकते हैं।बाद के जैव रासायनिक उपचार को अधिक सुविधाजनक बनानाउदाहरण के लिए, मुद्रण और रंगाई अपशिष्ट जल के उपचार में,ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के बाद सूक्ष्मजीवों द्वारा आसानी से विघटित हो जाते हैं, उनकी जैव अपघटन क्षमता में काफी सुधार होता है।
 
2प्रदूषणकारी पदार्थों की एकाग्रता को कम करता है: यह आसानी से अपघटित होने वाले कार्बनिक पदार्थों को सीधे कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकृत कर सकता है।अपशिष्ट जल में रासायनिक ऑक्सीजन मांग (सीओडी) और कुल कार्बनिक कार्बन (टीओसी) जैसे संकेतकों को प्रभावी ढंग से कम करनाआंकड़ों से पता चलता है कि कुछ औद्योगिक अपशिष्ट जल के उपचार में, ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट का उपयोग करके सीओडी हटाने की दर 60% से अधिक हो सकती है।
 
3. रंग और गंध उन्मूलन: यह रंग और गंध वाले अपशिष्ट जल के लिए भी प्रभावी है। कचरे से निकलने वाले लिकचैट की तरह, यह काला और गंधहीन है। ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीकरण उपचार के बाद, ओजोन का उपयोग करने के बाद, यह एक प्रकार का अपशिष्ट है।इसका रंग और गंध में काफी सुधार होता है.

5ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीडेंट्स की भविष्य की विकास दिशा

1उच्च प्रदर्शन वाले उत्प्रेरक विकसित करनाः भविष्य में उत्प्रेरक गतिविधि, स्थिरता और चयनशीलता में सुधार के लिए प्रयास किए जाएंगे।नैनो तकनीक का उपयोग करके नैनो स्केल उत्प्रेरक तैयार करने के लिए, विशिष्ट सतह क्षेत्र को बढ़ाना और उत्प्रेरक गतिविधि में सुधार करना; या मिश्रित उत्प्रेरक विकसित करना जो कई सक्रिय तत्वों को एक साथ जोड़कर सामंजस्य प्रभाव प्राप्त करते हैं।

2आवेदन के क्षेत्रों का विस्तारः सीवेज उपचार के अलावा, पेयजल शुद्धिकरण और वायु शुद्धिकरण जैसे क्षेत्रों में भी अधिक अन्वेषण होगा।पीने के पानी से कार्बनिक प्रदूषकों के निशान को हटाना और ओजोन से दूषित हवा को शुद्ध करना.

3. अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ संयुक्त: जैविक उपचार प्रौद्योगिकी, झिल्ली पृथक्करण प्रौद्योगिकी आदि के साथ संयुक्त, उपचार दक्षता में और सुधार और लागत में कमी लाने के लिए। उदाहरण के लिए,ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीकरण और जैविक गैरेटेड फिल्टर (बीएएफ) का संयोजन सबसे पहले ओजोन उत्प्रेरक ऑक्सीकरण का उपयोग अवरोधक कार्बनिक पदार्थ को विघटित करने के लिए कर सकता है, और फिर जैविक उपचार के लिए बीएएफ का उपयोग करें, जो बेहतर जल शोधन प्रभाव प्राप्त कर सकता है।