खदान जल उपचार में ऑक्सीजन की आवश्यकता क्यों है?
खदान जल उपचार प्रक्रियाएं अक्सर पानी से दूषित पदार्थों को हटाने से पहले ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करती हैं।
उदाहरण के लिए, घुला हुआ लौह लोहा (Fe²⁺) पानी में घुलनशील रहता है और अवसादन के माध्यम से इसे कुशलता से नहीं हटाया जा सकता है। जब ऑक्सीजन प्रविष्ट की जाती है, तो फेरस आयरन फेरिक आयरन (Fe³⁺) में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिससे फेरिक हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप बनता है जो क्लीरिफायर और कीचड़ गाढ़ा करने वाले सिस्टम के अंदर जमा हो जाता है।
इसी तरह की प्रक्रिया मैंगनीज हटाने, सल्फाइड ऑक्सीकरण और जैविक नाइट्रीकरण प्रणालियों के दौरान होती है।
ऑक्सीजन की आवश्यकता वाले विशिष्ट खदान जल उपचार अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
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एसिड खान जल निकासी उपचार
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लौह निष्कासन प्रणालियाँ
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मैंगनीज निष्कासन प्रणाली
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सल्फाइड ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं
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जैविक अपशिष्ट जल उपचार
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नाइट्रीकरण प्रणाली
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साइनाइड विनाश समर्थन प्रक्रियाएं
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प्रक्रिया जल पुन: उपयोग प्रणाली

पर्याप्त घुलित ऑक्सीजन सांद्रता के बिना, ऑक्सीकरण दर में गिरावट आती है और उपचार क्षमता कम हो सकती है।
काम के सिद्धांत
वायु सेवन और निस्पंदन
यह प्रक्रिया एक औद्योगिक निस्पंदन प्रणाली के माध्यम से वायुमंडलीय वायु को खींचने से शुरू होती है।
खनन वातावरण में अक्सर वायुजनित धूल उत्पन्न होती है:
मल्टी-स्टेज इनटेक फिल्टर हवा के संपीड़न प्रणाली में प्रवेश करने से पहले कण संदूषकों को पकड़ लेते हैं।
फ़िल्टर हाउसिंग आमतौर पर पाउडर लेपित कार्बन स्टील या एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बनाई जाती है और बदली जाने योग्य फ़िल्टर कार्ट्रिज का उपयोग किया जाता है।
वायु संपीड़न
फ़िल्टर की गई हवा एक रोटरी स्क्रू कंप्रेसर में प्रवेश करती है जहां दबाव लगभग 7-10 बार (जी) तक बढ़ जाता है।
कंप्रेसर पैकेज में आम तौर पर शामिल होते हैं:
कंप्रेसर संपीड़ित हवा को कार्बन स्टील या स्टेनलेस स्टील प्रक्रिया पाइपिंग के माध्यम से शुद्धिकरण अनुभाग में स्थानांतरित करता है।
दबाव सेंसर लगातार कंप्रेसर डिस्चार्ज स्थितियों की निगरानी करते हैं और पीएलसी नियंत्रण प्रणाली में डेटा संचारित करते हैं।
वायु शुद्धि
संपीड़ित हवा में नमी, तेल एरोसोल और महीन कण होते हैं जो सोखने वाले मीडिया को नुकसान पहुंचा सकते हैं। शुद्धिकरण अनुभाग कई उपचार चरणों का उपयोग करके दूषित पदार्थों को हटाता है:
पीएसए प्रणाली में हवा के प्रवेश करने से पहले उपचार प्रक्रिया में नमी की मात्रा कम हो जाती है।
कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर, आउटलेट ओस बिंदु आमतौर पर -40 डिग्री से -70 डिग्री तक होते हैं।
कम नमी के स्तर को बनाए रखने से आणविक छलनी सामग्री की रक्षा होती है और ऑक्सीजन उत्पादन प्रदर्शन स्थिर होता है।
ऑक्सीजन पृथक्करण
पीएसए प्रणाली जिओलाइट आणविक छलनी सामग्री का उपयोग करके संपीड़ित हवा से ऑक्सीजन को अलग करती है। संपीड़ित हवा आणविक छलनी मीडिया से भरे सोखने वाले जहाजों में प्रवेश करती है।
नाइट्रोजन अणु अधिशोषक की आंतरिक सतह से जुड़ते हैं जबकि ऑक्सीजन अणु बिस्तर से गुजरते हैं और ऑक्सीजन संग्रह प्रणाली में प्रवेश करते हैं।
पीएसए इकाई सोखना और पुनर्जनन चक्रों के बीच वैकल्पिक होती है।
ऑपरेशन के दौरान:
स्वचालित स्विचिंग वाल्व क्रमादेशित चक्र समय के अनुसार रिवर्स पोत कार्य करते हैं।
यह प्रक्रिया डाउनस्ट्रीम उपचार कार्यों को बाधित किए बिना निरंतर ऑक्सीजन उत्पादन की अनुमति देती है।
विशिष्ट ऑक्सीजन शुद्धता 90% से 95% तक होती है।
सिस्टम घटक
पीएसए ऑक्सीजन जेनरेशन यूनिट
ऑक्सीजन उत्पादन स्किड में कोर पृथक्करण उपकरण शामिल हैं। प्रमुख घटकों में शामिल हैं:
सोखने वाले बर्तन दबाव रेटेड कार्बन स्टील से निर्मित होते हैं और संरचनात्मक स्टील समर्थन फ्रेम पर लगाए जाते हैं।
उपचार संयंत्र की आवश्यकताओं के आधार पर सिस्टम की क्षमता आमतौर पर 10 एनएम³/घंटा से 5,000 एनएम³/घंटा तक होती है।
ऑक्सीजन भंडारण टैंक
उत्पन्न ऑक्सीजन वितरण से पहले एक बफर पोत में प्रवेश करती है। भंडारण टैंक कई कार्य करता है:
विशिष्ट भंडारण दबाव 8 और 16 बार(जी) के बीच होता है।
बड़ी उपचार सुविधाओं के लिए, अतिरिक्त ऑक्सीजन भंडारण वाहिकाओं को वितरण प्रणाली में एकीकृत किया जा सकता है।
ऑक्सीजन वितरण नेटवर्क
ऑक्सीजन वितरण प्रणाली जनरेटर से उपचार उपकरण तक ऑक्सीजन स्थानांतरित करती है। नेटवर्क में आम तौर पर शामिल हैं:
वितरण हेडर एक साथ कई उपचार चरणों में ऑक्सीजन की आपूर्ति कर सकते हैं।
प्रत्येक उपचार क्षेत्र के लिए प्रवाह दरों को स्वतंत्र रूप से समायोजित किया जा सकता है।
ऑक्सीजन ट्रांसफर टेक्नोलॉजीज
ललित बुलबुला प्रसार प्रणाली
महीन बुलबुला डिफ्यूज़र झिल्ली वातन उपकरणों के माध्यम से ऑक्सीजन को पानी में स्थानांतरित करते हैं। एक विशिष्ट डिफ्यूज़र असेंबली में निम्न शामिल होते हैं:
• ईपीडीएम झिल्ली • पीवीसी समर्थन पाइप • स्टेनलेस स्टील माउंटिंग हार्डवेयरझिल्ली छोटे ऑक्सीजन बुलबुले छोड़ती है जो गैस के तरल संपर्क क्षेत्र को बढ़ाते हैं। जैसे ही पानी के स्तंभ से बुलबुले उठते हैं, ऑक्सीजन घोल में स्थानांतरित हो जाती है और घुलित ऑक्सीजन की सांद्रता बढ़ जाती है।
फाइन बबल सिस्टम आमतौर पर जैविक उपचार बेसिन और ऑक्सीकरण टैंक में स्थापित किए जाते हैं।
वेंचुरी ऑक्सीजन इंजेक्शन
वेंचुरी प्रणालियाँ दबावयुक्त प्रक्रिया जल पाइपलाइनों में सीधे ऑक्सीजन इंजेक्ट करती हैं। वेंचुरी नोजल एक निम्न दबाव क्षेत्र बनाता है जो पानी की धारा में ऑक्सीजन खींचता है।
फिर ऑक्सीजन-पानी का मिश्रण प्रतिक्रिया टैंक, ऑक्सीकरण वाहिकाओं, या वितरण प्रणालियों में प्रवेश करता है।
वेंचुरी इंजेक्शन प्रणालियाँ कुछ उपचार विन्यासों में बड़े वातन बेसिनों की आवश्यकता को समाप्त कर देती हैं।
ऑक्सीजन शंकु रिएक्टर
ऑक्सीजन शंकु रिएक्टर ऊंचे दबाव में ऑक्सीजन को घोलते हैं। रिएक्टर में निम्न शामिल हैं:
• दबावयुक्त पात्र • आंतरिक मिश्रण कक्ष • ऑक्सीजन इंजेक्शन असेंबली • रीसर्क्युलेशन पाइपिंगपानी दबाव में शंकु में प्रवेश करता है जबकि ऑक्सीजन को आंतरिक परिसंचरण क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है। दबावयुक्त वातावरण ऑक्सीजन के विघटन को बढ़ाता है और गैस के नुकसान को कम करता है।
ऑक्सीजन शंकु प्रणालियों का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब वायुमंडलीय संतृप्ति से काफी ऊपर घुलित ऑक्सीजन स्तर की आवश्यकता होती है।
एसिड माइन ड्रेनेज उपचार
एसिड माइन ड्रेनेज (एएमडी) तब बनता है जब सल्फाइड युक्त खनिज ऑक्सीजन और पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे घुली हुई धातुओं से युक्त अम्लीय अपवाह उत्पन्न होता है। एएमडी उपचार प्रणालियाँ स्पष्टीकरण से पहले ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को तेज करने के लिए अक्सर ऑक्सीजन का उपयोग करती हैं।
उपचार प्रक्रिया आम तौर पर इन चरणों का पालन करती है:
ऑक्सीजन जनरेटर लगातार ऑक्सीकरण रिएक्टरों को ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है जहां घुला हुआ लौह लौह लौह लौह में परिवर्तित हो जाता है।
फेरिक आयरन बाद में अवक्षेपित हो जाता है और डाउनस्ट्रीम स्पष्टीकरण उपकरण में बस जाता है।
जैविक उपचार अनुप्रयोग
खनन शिविर, रखरखाव कार्यशालाएँ और प्रसंस्करण सुविधाएँ अपशिष्ट जल उत्पन्न करती हैं जिसके लिए जैविक उपचार की आवश्यकता हो सकती है।
एरोबिक सूक्ष्मजीव चयापचय गतिविधि के माध्यम से दूषित पदार्थों का उपभोग करते हैं और कार्य करने के लिए घुलनशील ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
ऑक्सीजन जनरेटर डिफ्यूज़र ग्रिड या ऑक्सीजन इंजेक्शन सिस्टम के माध्यम से जैविक रिएक्टरों को ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है।
उपचार डिज़ाइन के आधार पर विशिष्ट विघटित ऑक्सीजन लक्ष्य 2-6 मिलीग्राम/लीटर तक होते हैं।
ऑक्सीजन स्थानांतरण प्रणाली पूरे रिएक्टर वॉल्यूम में ऑक्सीजन वितरित करती है और जैविक ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं का समर्थन करती है।

रखरखाव आवश्यकताएँ
दैनिक निगरानी
ऑपरेटर निरीक्षण करते हैं:
- ऑक्सीजन शुद्धता
- ऑक्सीजन का दबाव
- प्रवाह दर
- कंप्रेसर तापमान
- अलार्म स्थिति
ऑपरेटिंग डेटा एचएमआई इंटरफ़ेस के माध्यम से प्रदर्शित किया जाता है और पीएलसी सिस्टम द्वारा संग्रहीत किया जाता है।
निवारक रखरखाव
अनुसूचित रखरखाव गतिविधियों में शामिल हैं:
- फ़िल्टर तत्वों को बदलना
- वायवीय वाल्वों का निरीक्षण करना
- कंप्रेसर की सर्विसिंग
- ऑक्सीजन विश्लेषक को कैलिब्रेट करना
- दबाव ट्रांसमीटरों की जाँच करना
रखरखाव अंतराल परिचालन घंटों और साइट की स्थितियों पर निर्भर करता है।
आणविक चलनी सेवा जीवन
आणविक छलनी ऑक्सीजन पृथक्करण प्रक्रिया करती है।
ऐसे कारक जो अधिशोषक जीवन को कम कर सकते हैं उनमें शामिल हैं:
- जल प्रदूषण
- तेल ले जाना
- अत्यधिक परिचालन तापमान
- अनुचित दबाव वाली साइकिलिंग
उचित रूप से बनाए रखी गई परिचालन स्थितियों के तहत, आणविक चलनी प्रतिस्थापन अंतराल आम तौर पर 8 से 12 साल तक होता है।
तकनीकी निर्देश
| पैरामीटर | विशिष्ट रेंज |
|---|---|
| ऑक्सीजन शुद्धता | 90–95% |
| ऑक्सीजन क्षमता | 10-5,000 एनएम³/घंटा |
| ऑक्सीजन का दबाव | 4-10 बार(जी) |
| वायुदाब | 7-10 बार(जी) |
| ओसांक | -40 डिग्री से -70 डिग्री |
| परिवेश का तापमान | -20 डिग्री से +50 डिग्री |
| नियंत्रण प्रणाली | पीएलसी + एचएमआई |
| बिजली की आपूर्ति | 380V–690V |
| स्थापना प्रकार | स्किड-घुड़सवार या कंटेनरीकृत |
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: मैं सही ऑक्सीजन जनरेटर क्षमता का चयन कैसे करूँ?
ए: क्षमता जल प्रवाह दर, प्रदूषक एकाग्रता और लक्ष्य घुलनशील ऑक्सीजन (डीओ) स्तर से निर्धारित होती है। NEWTEK आपके जल विश्लेषण और उपचार प्रक्रिया डेटा के आधार पर आवश्यक ऑक्सीजन मांग की गणना कर सकता है।
प्रश्न: यह प्रणाली किन खदान जल उपचार प्रक्रियाओं का समर्थन कर सकती है?
ए: सिस्टम निम्न के लिए ऑक्सीजन की आपूर्ति कर सकता है:
- एसिड माइन ड्रेनेज (एएमडी) उपचार
- आयरन और मैंगनीज हटाना
- सल्फाइड ऑक्सीकरण
- जैविक अपशिष्ट जल उपचार
- नाइट्रीकरण प्रणाली
- जल के पुन: उपयोग अनुप्रयोगों को संसाधित करें
प्रश्न: क्या इस प्रणाली को मौजूदा उपचार सुविधाओं के साथ एकीकृत किया जा सकता है?
उत्तर: हाँ. ऑक्सीजन जनरेटर ऑक्सीकरण टैंक, वेंचुरी इंजेक्टर, ऑक्सीजन शंकु रिएक्टर, डिफ्यूज़र सिस्टम और मौजूदा उपचार पाइपलाइनों से जुड़ सकता है।
प्रश्न: सिस्टम साइज़िंग के लिए कौन सी जानकारी आवश्यक है?
उत्तर: सिस्टम को सटीक आकार देने के लिए, NEWTEK को आमतौर पर निम्नलिखित की आवश्यकता होती है:
- जल प्रवाह दर (m³/h)
- जल गुणवत्ता रिपोर्ट
- उपचार प्रक्रिया विवरण
- स्थापना ऊंचाई
- उपलब्ध विद्युत आपूर्ति
प्रश्न: क्या यह प्रणाली दूरस्थ खनन स्थलों के लिए उपयुक्त है?
उत्तर: हाँ. यह प्रणाली वायुमंडलीय वायु से साइट पर ऑक्सीजन उत्पन्न करती है, जिससे तरल ऑक्सीजन वितरण और क्रायोजेनिक भंडारण टैंक की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
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