Quality and Characteristics of Sewage MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Quality and Characteristics of Sewage - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा:

जनसंख्या समकक्ष:

• औद्योगिक द्वारा जारी किए गए घरेलू सीवेज के औसत मानक BOD की दर से BOD जारी करने वाले व्यक्तियों की संख्या को जनसंख्या समकक्ष कहा जाता है।

औद्योगिक BOD = औसत मानक BOD × जनसंख्या समकक्ष ( PE )

PE = औद्योगिक BOD / औसत मानक BOD

• घरेलू सीवेज का औसत मानक BOD 80 gm/c/day है।
• जनसंख्या समकक्ष औद्योगिक सीवेज की ताकत का प्रतिनिधित्व करता है, इसलिए औद्योगिक सीवेज के उपचार के लिए उद्योगों द्वारा वहन किए जाने वाले चार्ज को खोजने में मदद करता है

गणना:

दिया हुआ,

औद्योगिक BOD = 200 kg/day = 200 × 103 gm/day

मान लें, औसत मानक BOD = 80 gm/c/day

PE = औद्योगिक BOD / औसत मानक BOD

PE = (200 × 103)/80 = 2500

संकल्पना:

BOD5 = (DO5 - DOi) × तनुकरण गुणक

\({{\rm{Y}}_{\rm{t}}} = {{\rm{L}}_{\rm{o}}}\left[ {1 - {{10}^{ - {{\rm{k}}_{\rm{D}}} × {\rm{t}}}}} \right]\)

Yt = 't' दिनों में BOD, Lo = चरम BOD, kD = विआक्सीजनन स्थिरांक और  t = time 

गणना:

Y₅ = 180 ppm, kD = 0.8 प्रति दिन

\({{\rm{Y}}_{\rm{5}}} = {{\rm{L}}_{\rm{o}}}\left[ {1 - {{10}^{ - {{\rm{k}}_{\rm{D}}} × {\rm{t}}}}} \right]\)

180 = L_o [1 - 10^{(- 0.8 × 5)}]

L_o = 180. 018 ppm 

मलजल की जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (BOD)

जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (BOD) जल में कार्बनिक पदार्थों के एरोबिक अपघटन में सूक्ष्मजीवों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा का एक माप है। यह जल की गुणवत्ता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। निम्नलिखित बिंदु दिए गए विकल्पों को स्पष्ट करते हैं:

• 27 डिग्री सेल्सियस पर 5 दिनों के दौरान BOD: इसे आम तौर पर मानक माप के रूप में लिया जाता है और यह कुल BOD का लगभग 88% दर्शाता है।

• 10-दिवसीय BOD: यह आम तौर पर कुल BOD का लगभग 90% होता है।

• अंतिम प्रथम अवस्था BOD (Yu): यह मलजल में बायोडिग्रेडेबल कार्बनिक पदार्थ को स्थिर करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की कुल मात्रा है। यह किसी दिए गए मलजल के लिए एक निश्चित मात्रा है, लेकिन तापमान पर निर्भर करता है क्योंकि जैविक गतिविधि की दर तापमान के साथ बदलती है।

दिए गए विकल्पों का विश्लेषण

1. कथन 1 गलत है, जबकि कथन 2 और 3 सही हैं।

   • कथन 1 गलत है क्योंकि 27 डिग्री सेल्सियस पर 5 दिनों के दौरान जल की BOD आम तौर पर कुल मांग का लगभग 68% होती है, 88% नहीं।

   • कथन 2 सही है क्योंकि 10-दिवसीय BOD वास्तव में कुल BOD का लगभग 90% होता है।

   • कथन 3 सही है क्योंकि Yu किसी दिए गए मलजल के लिए एक निश्चित मात्रा है, लेकिन तापमान पर निर्भर करता है।

संकल्पना:

जैवरासायनिक ऑक्सीजन मांग (B.O.D.): यह पानी या अपशिष्ट जल के निकाय में वायुजीवी जैविक जीवों द्वारा आवश्यक विघटित ऑक्सीजन की मात्रा है जो किसी दिए गए पानी या अपशिष्ट जल के नमूने में विशिष्ट समय अवधि (5 दिन) के लिए विशेष तापमान (20˚C) पर उपस्थित होता है।

कार्बनमय चरण (पहला चरण): यह ऑक्सीजन के उस हिस्से का प्रतिनिधित्व करता है जो कार्बनिक कार्बन से कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित होता है।

नाइट्रोजन अवस्था (दूसरा चरण): यह एक संयुक्त कार्बनमय औऱ नाइट्रोजन मांग का प्रतिनिधित्व करता है, जब कार्बनिक नाइट्रोजन, अमोनिया और नाइट्राइट को नाइट्रेट में परिवर्तित होते हैं।

नाइट्रोजन ऑक्सीजन की मांग आम तौर पर 5वें दिन के बाद शुरू होती है।

COD पानी में कार्बनिक यौगिकों की मात्रा का एक माप प्रदान करता है।

अंतर यह है कि COD कम विशिष्ट है क्योंकि यह जैव-अपघटनीय कार्बनिक पदार्थों के स्तर के बजाय रासायनिक रूप से ऑक्सीकरण किए गए सभी पदार्थों का मापन कर सकता है।

COD भी इस मायने में अलग है कि यह एक विशिष्ट रासायनिक ऑक्सीकारक (डाइक्रोमेट) पर आधारित ऑक्सीकरण को दर्शाता है। प्रत्येक अपशिष्ट नमूने के लिए COD का मान हमेशा BOD से अधिक होता है।

अवधारणा:

जैविक ऑक्सीजन मांग (BOD):

• इसे पानी के एक दिए गए नमूने में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को तोड़ने के लिए वायुजीवी जीवों द्वारा आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, एक निश्चित तापमान पर एक विशिष्ट समय अवधि में।
• BOD मान आमतौर पर “mg ऑक्सीजन का सेवन प्रति लीटर नमूना 20℃ पर 5 दिनों के ऊष्मायन के दौरान” i.e. (mg/l) में व्यक्त किया जाता है और अक्सर पानी के कार्बनिक प्रदूषण की डिग्री के सरोगेट के रूप में उपयोग किया जाता है।

विलयन विधि:

• यह विधि सीवेज के अप्रतिबंधित नमूने में मौजूद घुलित ऑक्सीजन के निर्धारण और सीवेज के पतला किए गए नमूने में मौजूद घुलित ऑक्सीजन पर आधारित है, जिसके बाद इसे 20℃ के स्थिर तापमान पर 5 दिनों की अवधि के लिए ऊष्मायन के अधीन किया जाता है।
• पतला पानी 1.0 लीटर आसुत जल में फॉस्फेट बफर समाधान, मैग्नीशियम सल्फेट समाधान, कैल्शियम क्लोराइड समाधान और फेरिक क्लोराइड समाधान के 1.0 मिलीलीटर प्रत्येक को मिलाकर तैयार किया जा सकता है।
• फॉस्फेट बफर को (7 और 7.6) के बीच pH मान बनाए रखने के लिए जोड़ा जाता है जो जैविक गतिविधि के लिए इष्टतम pH मान है और अन्य लवण जैविक गतिविधि के लिए आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करने के लिए जोड़े जाते हैं।
• BOD परीक्षण के लिए 300ml आकार की बोतलें का उपयोग किया जाता है।
• गणितीय रूप से,

\(BO{D_5} = \left( {D{O_i} - D{O_f}} \right) \times Dilution\;Factor\)

यहाँ, DOi = घुलित ऑक्सीजन प्रारंभिक (mg/l) , DOf = घुलित ऑक्सीजन अंतिम (mg/l) और

\(Dilution\;factor = \frac{{Final\;volume}}{{initial\;volume}} = \frac{{pure\;water\;volume + sewage\;volume}}{{sewage\;volume}}\)

प्रत्यक्ष विधि:

\({\rm{BO}}{{\rm{D}}_5} = {L_o}\left( {1 - {e^{ - kt}}} \right) = {L_o}\left( {1 - {{10}^{ - {k_D}t}}} \right)\)

यहाँ, Lo = कार्बनिक पदार्थ का ऑक्सीजन समतुल्य प्रारंभ में (mg/l), kD और k = आधार पर विऑक्सीकरण स्थिरांक (10 और e) (दिन-1) 20℃ पर और t - ऊष्मायन अवधि (दिन)

किसी भी तापमान T° C पर BOD दर स्थिरांक दिया गया है,

KDT = KD20°C [1.047]T - 20

स्पष्टीकरण:

COD/TOC अनुपात:

(i) दिए गए अपशिष्ट जल में मौजूद कुल कार्बनयुक्त जीवों को कार्बनयुक्त कार्बनिक पदार्थों को CO₂ में परिवर्तित करके, अपशिष्ट जल के TOC की गणना करके पता लगाया जा सकता है, जिसे इन्फ्रा-रेड विश्लेषण द्वारा मापा जाता है, और सहायक रूप से कार्बनिक कार्बन सामग्री में परिवर्तित किया जाता है।

(ii) COD/TOC अनुपात को अपशिष्ट जल उपचार की निगरानी में एक महत्वपूर्ण कारक माना जाता है।

(iii) TOC कार्बन-ऑक्सीजन संतुलित के माध्यम से COD से संबंधित है, जैसे ग्लूकोज के ऑक्सीकरण में।

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

हमारे पास होगा, \(\frac{{COD}}{{TOC}} = \frac{{6\ mole\ of\ {O_2}}}{{6\ mol\ of\ C}} = \frac{{6 \times 32}}{{6 \times 12}} = 2.66\)

Important Points

TOC तेजी और सटीक है, लेकिन हमारे देश में लोकप्रिय नहीं हुआ है, क्योंकि इसके उपयोग में एक महंगे उपकरण और पर्याप्त कौशल की आवश्यकता होती है।

संकल्पना:

BOD को अवायवीय परिस्थितियों के तहत अपशिष्ट जल में मौजूद जैवअवक्रमणशील कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने के लिए सूक्ष्मजीवों द्वारा मांगी गई ऑक्सीजन की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है।

BOD अपशिष्ट जल की ताकत का माप है।

5 दिनों के भीतर 60 - 70% कार्बनिक सामग्री ऑक्सीकृत हो जाती है।

इसलिए 5 दिनों के BOD को मानक संदर्भ के रूप में लिया जाता है।

\(BOD = \left( {Initial\;BOD\; - Final\;BOD} \right) \times Dilution\;Factor\)

गणना​:

दिया गया है प्रारंभिक DO = 12 mg/l

अंतिम DO = 4 mg/l 

2% तनुकरण नमूना, ∴ तनुकरण कारक = 100/2

\(BO{D_5} = \left( {12 - 4} \right) \times \frac{{100}}{2}\)

∴ BOD5 = 400 mg/l

1. F/M (सूक्ष्मजीवों के लिए भोजन) कार्बनिक पदार्थ का अनुपात है जिसे अपशिष्ट जल में उपलब्ध सूक्ष्म जीवों द्वारा अपशिष्ट जल में मौजूद सूक्ष्मजीव से विघटित किया जा सकता है।

गणितीय रूप से, 

F/M = जलवाहक प्रणाली पर लागू दैनिक BOD भारित / प्रणाली में कुल सूक्ष्मजीव द्रव्यमान

2. वातन में बायोमास का समय मल अवधि को दर्शाता है।

स्पष्टीकरण:

बायोकेमिकल ऑक्सीजन डिमांड (मांग) (B.O.D.): यह पानी या अपशिष्ट जल के नमूने में वायुजीवी जैविक जीवों द्वारा किसी दिए गए पानी या अपशिष्ट जल के नमूने में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को विशिष्ट समय अवधि (5 दिन) में एक निश्चित तापमान (20˚C) पर एक निश्चित तापमान (20˚C) पर तोड़ने के लिए आवश्यक घुलित ऑक्सीजन की मात्रा है।

कार्बनयुक्त चरण (प्रथम चरण): यह कार्बनिक कार्बन के कार्बन डाइऑक्साइड में रूपांतरण में शामिल ऑक्सीजन की मांग के उस हिस्से का प्रतिनिधित्व करता है।

नाइट्रोजनस चरण (द्वितीय चरण) : यह एक संयुक्त कार्बनयुक्त प्लस नाइट्रोजनस मांग का प्रतिनिधित्व करता है, जब कार्बनिक नाइट्रोजन, अमोनिया और नाइट्राइट नाइट्रेट में परिवर्तित हो जाते हैं।

नाइट्रोजन ऑक्सीजन की मांग सामान्यतः 5वें दिन के बाद शुरू होती है।

रासायनिक ऑक्सीजन मांग (केमिकल ओक्सीजन डिमांड) पानी में सभी रसायनों का कुल माप है जिसका ऑक्सीकरण किया जा सकता है। एक COD परीक्षण कुछ अरोमैटिक्स (बेंजीन, टोल्यूइन, फिनोल इत्यादि) के अपवाद के साथ कुछ जैविक कार्बन का मापन करता है जो प्रतिक्रिया में पूरी तरह से ऑक्सीकृत नहीं होते हैं।

BOD - (बायोकेमिकल ओक्सीजन डिमांड) जैवरासायनिक ऑक्सीजन मांग खाद्य (या जैविक कार्बन) की मात्रा को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है जिसका बैक्टीरिया द्वारा ऑक्सीकरण हो सकता है।

उच्च COD से BOD अनुपात का मतलब है कि जैविक प्रदूषक में बहुत कम कार्बनिक पदार्थ होता है जिसका प्रदूषक द्वारा ऑक्सीकरण किया जा सकता है।

यह अनुपात आम तौर पर 1 से अधिक है, लेकिन 1 के बराबर हो सकता है अगर नमूना में केवल जैव निम्नीकरणीय कार्बनिक हो।

ताजे पानी के लिए चूँकि BOD और COD दोनों नगण्य होने चाहिए इसलिए अनुपात 1 के बराबर हो सकता है।

महत्वपूर्ण बिंदु:

अपशिष्ट जल के विभिन्न रूपों के लिए COD/BOD अनुपात निम्नानुसार हैं:

COD/BOD <2 ⇒ आसानी से जैव निम्नीकरणीय प्रवाह

2

COD/BOD> 4: शायद ही जैव निम्नीकरणीय प्रवाह

स्पष्टीकरण

समतुल्य आबादी

घरेलू सीवेज के औसत मानक BOD की दर से BOD जारी करने वाले व्यक्तियों की कुल संख्या और उद्योगों द्वारा जारी की गई कुल संख्या को समतुल्य आबादी कहा जाता है।

समतुल्य आबादी = \(\frac{Industrial BOD}{Average Standard BOD}\)

गणना:

शहरों से औसत सीवेज = 95 × 10⁶ l\day

BOD का औसत 5 दिन = 300 mg/l

घरेलू सीवेज की मात्रा अर्थात् Avg = 0.08 Kg व्यक्ति/दिन

अब औद्योगिक BOD = 95 × 10⁶ l/day × 300 mg/l

\(= 95\times10^6\times\frac{l}{day}\)\(\times300\times10^{-6}\times\frac{kg}{l}\)

= 28500 \(\frac{kg}{day}\)

अब समतुल्य आबादी

 \(=\frac{2850\ kg/day}{0.08\ kg\ person\ /day}\)

= 356250

स्पष्टीकरण:

(i) COD (रासायनिक ऑक्सीजन मांग) परीक्षण का उपयोग जैव निम्नीकरणीय और गैर-जैव निम्नीकरणीय दोनों अपशिष्ट जल के कार्बनिक पदार्थों की सामग्री को मापने के लिए किया जाता है। तो, हम कह सकते हैं कि सीओडी सीवेज के सामर्थ्य को निर्धारित करता है

(ii) COD परीक्षण केंद्रित सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4) विलयन की उपस्थिति में पोटेशियम डाइक्रोमेट (K2Cr2O7) का उपयोग करता है जो अपशिष्ट जल के नमूने में कार्बनिक (प्रबलन) और अकार्बनिक दोनों पदार्थों को ऑक्सीकरण करता है।

(iii) COD परीक्षण के लिए अभिकर्मक निम्नलिखित हैं:

• मानक पोटेशियम डाइक्रोमेट विलयन (0.25N)
• केंद्रित सल्फ्यूरिक अम्ल
• मानक फेरस अमोनियम सल्फेट टाइट्रेंट (0.1N)
• फेरोइन संकेतक विलयन।

ताजे और सेप्टिक मल के लक्षण हैं:

1. रंग: ताजा मल हल्का भूरा ग्रे या हल्के भूरे रंग का होता है। पुराने मल को अवायवीय गतिविधियों के कारण काले या गहरे भूरे रंग में बदल दिया जाता है, जिसे फीका या सेप्टिक रंग के रूप में जाना जाता है।

2. तापमान: इसमें जैविक गतिविधि के कारण मल का सामान्य तापमान पानी की आपूर्ति से अधिक होता है। भारत में सीवेज का औसत तापमान 200C है जो जैविक गतिविधियों के लिए आदर्श तापमान के करीब है।

3. गंध: अपशिष्ट जल में गंध आमतौर पर कार्बनिक पदार्थों के अपघटन द्वारा उत्पन्न गैसों के कारण होता है। फीका या सेप्टिक अपशिष्ट जल की सबसे अधिक गंध विशेषता हाइड्रोजन सल्फाइड की है, जो अवायवीय सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित होती है जो सल्फाइड के लिए सल्फेट को कम करते हैं।

4. मैलापन: अपरिष्कृत पानी की तुलना में मल का मैलापन बहुत अधिक होता है।

5. क्षारीयता: ताजे अपशिष्ट जल के नमूने की क्षारीयता क्षारीय होती है लेकिन समय बीतने के साथ यह अम्लीय हो जाती है जो अवायवीय या नाइट्रिफिकेशन प्रक्रियाओं में जीवाणु क्रिया के कारण होती है।

स्पष्टीकरण:

(i) COD (रासायनिक ऑक्सीजन मांग) परीक्षण को व्यापक रूप से घरेलू और औद्योगिक अपशिष्ट की उग्रता का अनुमान लगाने के लिए BOD परीक्षण के विकल्प के रूप में उपयोग किया जाता है क्योंकि COD परीक्षण BOD परीक्षण की तुलना में कुछ घंटों में परिणाम दे सकता है जिसमें सामान्य रूप से 5 दिन लगते हैं।

(ii) COD परीक्षण, केंद्रित सल्फ्यूरिक अम्ल ((H2SO4)) विलयन की उपस्थिति में पोटेशियम डाइक्रोमेट (K2Cr2O7) का उपयोग करता है जो अपशिष्ट जल के नमूने में कार्बनिक (प्रबल) और अकार्बनिक दोनों पदार्थों का ऑक्सीकरण करता है।

(iii) COD परीक्षण के लिए अभिकर्मक निम्नानुसार है:

• मानक पोटेशियम डायक्रोमेट विलयन (0.25N)
• संकेन्द्रित सल्फ्यूरिक अम्ल
• मानक फेरस अमोनियम सल्फेट टायट्रेन्ट (0.1N)
• फेरोइन संकेतक विलयन

संकल्पना:

• हाइड्रोजन आयन सांद्रता का ऋणात्मक लघुगणक pH कहलाता है।
• pH = - log10[H+]

यदि कोई घोल अम्लीय है तो pH 7 से कम है और यदि घोल क्षारीय है तो pH 7 से अधिक है।

• ताजा वाहितमल आमतौर पर प्रकृति में क्षारीय होता है जिसका मतलब है कि ताजा वाहितमल का pH आम तौर पर 7 से अधिक होता है।
• ताजा वाहितमल के लिए pH का सटीक मान पूरी तरह से वाहितमल घटकों की संरचना और प्रतिशत पर निर्भर करता है और सामान्य रूप से 7.5 से 9.5 तक होता है।
• हालांकि जैसे-जैसे समय बीतता है, जीवाणु की क्रिया द्वारा अम्ल के उत्पादन के कारण इसका pH गिर जाता है और ताजा वाहितमल विषाक्त स्थिति में बदल जाता है जो प्रकृति में अम्लीय होता है।

Confusion Points

ताजा वाहितमल का pH 7 से अधिक है (औसत सीमा 7.5-9.5 है) और ताजा वाहितमल प्रकृति में क्षारीय है।

सेप्टिक वाहितमल का pH 7 से कम है (औसत सीमा 6.5-4.5 है) और सेप्टिक वाहितमल प्रकृति में अम्लीय है।