जियोमेल्टिंग: Difference between revisions
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'''जियोमेल्टिंग''' ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा खतरनाक, दूषित सामग्री जैसे रेडियोधर्मी से उत्पन्न होने वाला कचरा<ref name=asbestos3>{{cite journal |author=K.G. Finucane |author2=L.E. Thompson |author3=T. Abuku |author4=H. Nakauchi |title=Treatment of Asbestos Waste Using the GeoMeltⓇ Vitrification Process |journal=Waste Management 2008 Conference |date=24–28 February 2008 |page=3 |url=http://www.wmsym.org/archives/2008/pdfs/8261.pdf |accessdate=October 11, 2013}}</ref> और [[भारी धातु (रसायन विज्ञान)|रसायन विज्ञान की भारी धातु]] <ref name=basel>{{cite web |author=John Vijgen |author2=Ron McDowall |url=http://www.ihpa.info/docs/library/reports/Pops/June2009/SBC_LogoGEOMELTMainSheet_190109_Prov.pdf |accessdate=October 22, 2013 |title=GeoMelt Technology Specification and Data Sheet}}</ref> को साफ मिट्टी, औद्योगिक खनिजों के मिश्रण या ग्लास में [[ मुक्त |मुक्त]] अवस्था में मिलाया जाता है। इसके पश्चात अत्यंत कठोर और लीच-प्रतिरोधी ग्लास के उत्पाद को बनाने के लिए इसे पिघलाया जाता है।<ref name=kurion>{{cite web|last=Kurion, Inc. |url=http://www.kurion.com/technology/stabilization/geomelt |accessdate=October 11, 2013 |title=जियोमेल्ट|archive-url=https://web.archive.org/web/20131013044615/http://www.kurion.com/technology/stabilization/geomelt |archive-date=2013-10-13}}</ref> इस प्रकार विट्रिफिकेशन मुख्य रूप से प्रारंभिक मिश्रण में सम्मिलित होने वाले लगभग सभी अकार्बनिक प्रदूषकों अर्ताथ रेडियोन्यूक्लाइड्स और भारी धातुओं को ग्लास मैट्रिक्स में सम्मिलित करके इसके प्रभाव को स्थिर कर देता है।<ref name=process553>{{cite journal|last=Fraser|first=Don|author2=Leo Thompson|title=GeoMelt Process: An alternative for pesticides waste and soil treatment|page=553|url=http://www.hchforum.com/6th/forum_book/C.4.6.pdf}}</ref> इस प्रकार [[पायरोलिसिस]] द्वारा पिघल में कार्बनिक कचरे को नष्ट कर दिया जाता है, और पिघलने की प्रक्रिया के समय उत्पन्न गैसीय दूषित पदार्थों को अलग से सही किया जाता है।<ref name=subsurface2/> | |||
अमेरिकी ऊर्जा विभाग के [[पीएनएनएल]] द्वारा 1980 में विकसित किया गया हैं।<ref name=kurionpress>{{cite web|last=Kurion, Inc.|url=http://www.kurion.com/newsroom/press-releases/kurion-acquires-geomelt-to-expand-vitrification-solutions|accessdate=October 22, 2013|title= Kurion Acquires GeoMelt® to Expand Vitrification Solutions}}</ref> इस कारण जियोमेल्ट प्रक्रिया को दो विधियों में प्रस्तुत किया गया है: इस प्रकार दबे हुए रेडियोधर्मी और खतरनाक कचरे के सीटू या इन-सीटू (इन-प्लेस) उपचार, और इन-कंटेनर विट्रिफिकेशन (आईसीवी), जो एक्स-सीटू उपचार कहा गया है, जहाँ रेडियोधर्मी और खतरनाक कचरे को दुर्दम्य-पंक्तिबद्ध स्टील कंटेनर में विट्रिफाइड किया जाता है।<ref name=kurion/> | |||
== प्रक्रिया == | == प्रक्रिया == | ||
=== विट्रिफिकेशन === | === विट्रिफिकेशन === | ||
जियोमेल्टिंग [[ कांच में रूपांतर |कांच में | जियोमेल्टिंग [[ कांच में रूपांतर |कांच में रूपांतरण]] के सिद्धांत पर आधारित है, इस प्रक्रिया के द्वारा ग्लास का उत्पादन होता है। इस सामग्री के किसी भी मिश्रण को प्रभावी ढंग से कांच बनाने के लिए, पदार्थ जो कांच के निर्माण में योगदान करते हैं (ग्लास फॉर्मर्स कहा जाता है) सम्मिलित होना चाहिए।<ref name=asbestos3/> इन ग्लास फॉर्मर्स में सामान्यतः [[सिलिकॉन]] और [[ऑक्सीजन]] होते हैं और अधिकांश मिट्टी में सम्मिलित होते हैं। | ||
इस प्रक्रिया की दक्षता का अधिकांश हिस्सा ग्लास फॉर्मर्स के साथ कितना अपशिष्ट पदार्थ मिलाया जा सकता है। औद्योगिक पैमाने पर पिघलने से पता चला है कि स्थिर ग्लास यौगिक तब भी बनता है जब मूल पिघला हुआ मिश्रण वजन से 33-40% अपशिष्ट पदार्थ तक होता | इस प्रक्रिया की दक्षता का अधिकांश हिस्सा ग्लास फॉर्मर्स के साथ कितना अपशिष्ट पदार्थ मिलाया जा सकता है। औद्योगिक पैमाने पर पिघलने से पता चला है कि स्थिर ग्लास यौगिक तब भी बनता है जब मूल पिघला हुआ मिश्रण वजन से 33-40% अपशिष्ट पदार्थ तक कचरे के प्रकार के आधार पर होता है।<ref name=asbestos3/><ref name=kurion/><ref name=subsurface2>{{cite journal|last=Morse|first=M.K. |author2=B.R. Nowack |author3=L.E. Thompson|title=Subsurface Planar Vitrification Treatment of Problematic TRU Wastes: Status of a Technology Demonstration Program|journal=WM '06 Conference|date=Feb 26 – Mar 2, 2006|page=2|url=http://www.wmsym.org/archives/2006/pdfs/6050.pdf}}</ref> | ||
=== पिघलना === | === पिघलना === | ||
सबसे पहले, अपशिष्ट को मिश्रण को गर्म करने के लिए उपयुक्त [[इलेक्ट्रोड]] (विद्युत कंडक्टर) के साथ स्थापित बड़े कंटेनर में ग्लास फॉर्मर्स वाली मिट्टी के साथ मिलाया जाता है। | सबसे पहले, अपशिष्ट को मिश्रण को गर्म करने के लिए उपयुक्त [[इलेक्ट्रोड]] (विद्युत कंडक्टर) के साथ स्थापित बड़े कंटेनर में ग्लास फॉर्मर्स वाली मिट्टी के साथ मिलाया जाता है। इस प्रकार उपयोग किये गये कंटेनर या तो भूमिगत है<ref name=mixedwaste>{{cite document|last=Thompson|first=L.E.|title=जियोमेल्ट विट्रिफिकेशन प्रोसेस कॉन्फ़िगरेशन की एक श्रृंखला के लिए मिश्रित अपशिष्ट उपचार लागत विश्लेषण|date=27 February 2002 |osti=828961}}</ref> जैसे सबसर्फेस प्लानर विट्रीफिकेशन, या एसपीवी या फिर जमीन के ऊपर इन-कंटेनर विट्रीफिकेशन, या आईसीवी के रूप में होता हैं।<ref name=mixedwaste/> इस कारण दोनों ही स्थितियों में, अपशिष्ट/मिट्टी के मिश्रण को कंटेनर में लोड किया जाता है और इलेक्ट्रोड चालू होने पर हीटिंग प्रक्रिया प्रारंभ होती है। इस प्रकार स्थानिक प्रतिबंधों के कारण, संपूर्ण मिश्रण ही समय में नहीं पिघल सकता हैं। इलेक्ट्रोड के निकटतम सामग्री को पहले पिघलाया जाता है, और पिघले हुए मिश्रण के भीतर संवहन धाराएं (द्रव में पदार्थों की गति) पिघली हुई सामग्री में अधिक ठोस सामग्री जोड़ना उत्पन्न रखती हैं। इस प्रकार लगभग 36-58 घंटे <ref name=asbestos6>{{cite journal |author=K.G. Finucane |author2=L.E. Thompson |author3=T. Abuku |author4=H. Nakauchi |title=Treatment of Asbestos Waste Using the GeoMeltⓇ Vitrification Process|journal=Waste Management 2008 Conference|date=24–28 February 2008|page=6|url=http://www.wmsym.org/archives/2008/pdfs/8261.pdf|accessdate=October 11, 2013}}</ref> के पश्चात, सभी मिश्रण पिघला हुआ है और संवहन धारा परिणामी मिश्रण के भीतर [[सजातीय (रसायन विज्ञान)|सजातीय रसायन विज्ञान]] से संयोजित विभिन्न घटकों का समान वितरण बनाती है।<ref name="subsurface10">{{cite journal|last=Morse|first=M.K. |author2=B.R. Nowack |author3=L.E. Thompson|title=Subsurface Planar Vitrification Treatment of Problematic TRU Wastes: Status of a Technology Demonstration Program|journal=WM '06 Conference |date=Feb 26 – Mar 2, 2006|page=7|url=http://www.wmsym.org/archives/2006/pdfs/6050.pdf}}</ref> | ||
====सबसर्फेस प्लानर विट्रीफिकेशन (एसपीवी)==== | ====सबसर्फेस प्लानर विट्रीफिकेशन (एसपीवी)==== | ||
उपसतह प्लानर विट्रीफिकेशन में, सभी पिघलने के संचालन संदूषण के स्थल पर किए जाते हैं। बहुत लंबा | उपसतह प्लानर विट्रीफिकेशन में, सभी पिघलने के संचालन संदूषण के स्थल पर किए जाते हैं। इसका बहुत लंबा लगभग 6 मीटर गहरा<ref name="subsurface10"/> संकरी मिट्टी को दूषित मिट्टी में खोदा जाता है, जो पिघलने वाले कंटेनर के रूप में कार्य करती है। इसके पिघलने के समय इसको अनुकूलित करने के लिए बहुत बड़े इलेक्ट्रोड कैवर्न के भीतर इसकी स्थित को नियंत्रित करते हैं।<ref name=subsurface2/> इसके पश्चात प्राप्त होने वाले इस प्रकार के खतरनाक कचरे को गुफा के अंदर मिट्टी के साथ मिलाया जाता है और पिघलाना प्रारंभ किया जाता है। कांच उत्पाद बनने के पश्चात, इसे या तो जमीन में छोड़ दिया जाता है<ref name=subsurface3/> या फिर इस दुविधा को हल करने के लिए सुविधाओं के अनुसार स्थानांतरित कर दिया जाता हैं। | ||
=== लाभ === | |||
एसपीवी मेल्ट्स के लिए अधिक पूंजी निवेश की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि आवश्यक एकमात्र निर्माण गुफा है जिसे खोदा जाना चाहिए और पिघलने के पश्चात विट्रिफाइड द्रव्यमान की पुनर्प्राप्ति होती हैं।<ref name=mixedwastetreatment7>{{cite journal|last=Thompson|first=L.E.|title=मिश्रित अपशिष्ट उपचार लागत विश्लेषण जियोमेल्ट विट्रिफिकेशन प्रोसेस कॉन्फ़िगरेशन की एक श्रृंखला के लिए|date=24–28 February 2002|page=7|url=http://www.wmsym.org/archives/2002/Proceedings/39B/323.pdf}}</ref> इस प्रकार एसपीवी पिघलने की लागत लगभग $355-461 प्रति टन है।<ref name=mixedwastetreatment1>{{cite journal|last=Thompson|first=L.E.|title=ज्योमेट्री विट्रीफिकेशन प्रोसेस कॉन्फ़िगरेशन की एक श्रृंखला के लिए मिश्रित अपशिष्ट उपचार लागत विश्लेषण|date=24–28 February 2002|page=1|url=http://www.wmsym.org/archives/2002/Proceedings/39B/323.pdf}}</ref> इस प्रकार संसाधित कचरे की $555 प्रति किलोग्राम को हल करने लागत की तुलना करने पर<ref name=nuclearwaste9>{{cite journal|last=Orszag|first=Peter R.|title=खर्च हुए परमाणु ईंधन के सीधे निपटान बनाम पुनर्संसाधन की लागत|date=14 November 2007|page=9|url=http://www.cbo.gov/sites/default/files/cbofiles/ftpdocs/88xx/doc8808/11-14-nuclearfuel.pdf}}</ref> यह $500,000 प्रति टन परमाणु अपशिष्ट, एसपीवी बहुत लागत प्रभावी है। इस कार्य के अनुसार कर्मचारियों के चोटिल होने का खतरा भी बहुत कम होता है क्योंकि पिघलने की प्रक्रिया भूमिगत होती है और कार्यस्थल पर श्रमिकों से दूर हो जाती है।<ref name=subsurface3>{{cite journal|last=Morse|first=M.K. |author2=B.R. Nowack |author3=L.E. Thompson|title=Subsurface Planar Vitrification Treatment of Problematic TRU Wastes: Status of a Technology Demonstration Program|journal=WM '06 Conference|date=Feb 26 – Mar 2, 2006|page=3|url=http://www.wmsym.org/archives/2006/pdfs/6050.pdf}}</ref> अंत में, पिघली हुई गुफाओं का कोई आकार प्रतिबंध नहीं है,<ref name=subsurface2/> इसलिए एसपीवी बार में बहुत बड़ी मात्रा में कचरे को संभाल सकता है। | |||
=== | ===हानि === | ||
एसपीवी अपनी कमियों के बिना नहीं आता है। इस प्रकार एसपीवी मेल्ट करने के लिए, सभी सामग्रियों और कर्मियों को मेल्टिंग साइट पर ले जाना चाहिए,<ref name=subsurface10/> इसलिए दोनों के लिए परिवहन की लागत को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इस प्रकार उक्त साइट पर सभी संदूषक हटा दिए जाने या नष्ट हो जाने के पश्चात, परियोजना को संचालन उत्पन्न रखने के लिए स्थानांतरित करना होगा। इसके लिए उपचार करने वाले समूहों के आने के तुरंत पश्चात इसका पिघलना प्रारंभ नहीं हो सकता क्योंकि गुफाओं को खोदने और इलेक्ट्रोड को अंदर रखने में कुछ घंटे लगते हैं।<ref name=subsurface2/> | |||
==== इन-कंटेनर विट्रिफिकेशन (आईसीवी) ==== | |||
=== | रेत की सुरक्षात्मक परत के साथ लेपित गर्मी प्रतिरोधी धातु से बने कंटेनर में इन-कंटेनर विट्रिफिकेशन मेल्ट्स को जमीन के ऊपर ले जाया जाता है।<ref name=testing20>{{cite journal|last=Hrma|first=P.R. |author2=D.-S. Kim |author3=J. D. Vienna |author4=J. Matyáš |author5=D. E. Smith |author6=M. J. Schweiger |author7=J. D. Yeager |title=हनफोर्ड लॉ सिमुलेंट के साथ बड़े पैमाने के आईसीवी चश्मे का परीक्षण|date=March 2005|page=20|url=http://www.pnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-15107.pdf}}</ref> रेत कंटेनर की दीवारों को पिघले हुए मिश्रण से अलग करती है और ठंडा होने के पश्चात कांच के उत्पाद को आकार देती है।<ref name=testing3.19>{{cite journal|last=Hrma|first=P.R. |author2=D.-S. Kim |author3=J. D. Vienna |author4=J. Matyáš |author5=D. E. Smith |author6=M. J. Schweiger |author7=J. D. Yeager |title=हनफोर्ड लॉ सिमुलेंट के साथ बड़े पैमाने के आईसीवी चश्मे का परीक्षण|date=March 2005|page=3.19|url=http://www.pnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-15107.pdf}}</ref> इस प्रकार त्वरित होने वाला इसका यह अंश उत्तराधिकार से पिघलाया जाता है, इस प्रकार जब पिघला हुआ यह पदार्थ ठंडा हो जाता है, तो दूसरे अपशिष्ट कंटेनर को इलेक्ट्रोड से लोड किया जाता है और प्रक्रिया फिर से प्रारंभ होती है। विट्रिफाइड ग्लास को अपनी सुविधा के अनुसार स्थानांतरित कर दिया जाता है।<ref name=asbestos3/> | ||
=== लाभ === | |||
क्योंकि ये मेल्ट उपचार सुविधा पर किए जाते हैं, सभी मेल्ट कुशल होते हैं और उस स्थान पर केंद्रीकृत होते हैं।<ref name=mixedwastetreatment4>{{cite journal|last=Thompson|first=L.E.|title=मिश्रित अपशिष्ट उपचार लागत विश्लेषण जियोमेल्ट विट्रिफिकेशन प्रोसेस कॉन्फ़िगरेशन की एक श्रृंखला के लिए|date=24–28 February 2002|page=4|url=http://www.wmsym.org/archives/2002/Proceedings/39B/323.pdf}}</ref> अपशिष्ट/मिट्टी के मिश्रण को व्यवस्थित रूप से लोड किया जाता है और सुविधा में संसाधित किया जाता है। चूंकि मिश्रण जमीन के ऊपर पिघलाया जाता है, मशीनों को एसपीवी मेल्ट्स की समान कांच उत्पाद को खोदने की आवश्यकता नहीं होती है। पिघले हुए कंटेनर भी कांच के परिवहन के लिए उपयोग किए जाने वाले कंटेनर होते हैं,<ref name=kurion/>इसलिए ग्लास के निपटान में कम स्थानान्तरण सम्मिलित हैं। | |||
===हानि === | |||
आईसीवी मेल्ट्स के अपने डाउनसाइड्स भी हैं। आईसीवी पिघलने की सबसे तात्कालिक होने वाली चिंता के लिए उपयोगी लागत है। आईसीवी को उपचार सुविधा की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि या तो नई सुविधा का निर्माण किया जाना चाहिए या नई प्रक्रिया को समायोजित करने के लिए सम्मिलिता सुविधा का नवीनीकरण किया जाना चाहिए। दोनों तरीकों में अत्यधिक [[पूंजी निवेश]] की आवश्यकता होती है। इस प्रकार की प्रक्रिया के लिए सुविधा तैयार होने के पश्चात भी, आईसीवी पिघलने की लागत लगभग 1,585 डॉलर प्रति टन है,<ref name=mixedwastetreatment1/> इस प्रसंस्कृत अपशिष्ट एसपीवी मेल्ट की लागत का 3-4 गुना रहती हैं। यह अतिरिक्त लागत सुविधा में आवश्यक सुरक्षा सावधानियों के कारण है। उदाहरण के लिए, पिघलने की प्रक्रिया बहुत अधिक (1200 से 2000 °C) तापमान पर होती है,<ref name=ilw>{{cite journal|last=Nuclear Decommissioning Authority|title=ILW का जियोमेल्ट विट्रिफिकेशन|date=30 May 2008|page=1|url=https://www.nda.gov.uk/documents/upload/Executive-Summary-Letter-of-Compliance-Assessment-Report-GeoMelt-Vitrification-of-ILW-May-2008.pdf}}</ref> और इस गर्मी का कुछ हिस्सा पूरी सुविधा में बिखरा हुआ है; इसलिए उन क्षेत्रों के लिए पर्याप्त शीतलन और वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है जहाँ कर्मचारी सम्मिलित होते हैं।<ref name=heat>{{cite web|last=US Department of Labor|title=व्यावसायिक ताप जोखिम|url=https://www.osha.gov/SLTC/heatstress/}}</ref> | |||
===ऑफ-गैस उपचार=== | ===ऑफ-गैस उपचार=== | ||
जबकि दूषित मिश्रण पिघल रहा है, गैसें ([[निकास गैस]]|ऑफ-गैस कहलाती हैं) निकलती हैं,<ref name=aquadecks>{{cite web|last=Aquadecks Group|title=भू-पिघल थर्मल उपचार प्रक्रिया|url=http://aquadecksgroup.com/index.php/subsidiaries/moncoupain-nig-ltd/geo-melt-thermal-treatment-process.html|accessdate=Oct 30, 2013}}</ref> जो स्वयं खतरनाक पदार्थ हैं। इन गैसों को स्टील [[ धुएं का हुड |धुएं का हुड]] द्वारा | जबकि दूषित मिश्रण पिघल रहा है, गैसें ([[निकास गैस]]|ऑफ-गैस कहलाती हैं) निकलती हैं,<ref name=aquadecks>{{cite web|last=Aquadecks Group|title=भू-पिघल थर्मल उपचार प्रक्रिया|url=http://aquadecksgroup.com/index.php/subsidiaries/moncoupain-nig-ltd/geo-melt-thermal-treatment-process.html|accessdate=Oct 30, 2013}}</ref> जो स्वयं खतरनाक पदार्थ हैं। इन गैसों को स्टील [[ धुएं का हुड |धुएं का हुड]] द्वारा अधिकृत कर लिया जाता है<ref name=mixedwastetreatment3>{{cite journal|last=Thompson|first=L.E.|title=ज्योमेट्री विट्रीफिकेशन प्रोसेस कॉन्फ़िगरेशन की एक श्रृंखला के लिए मिश्रित अपशिष्ट उपचार लागत विश्लेषण|date=24–28 February 2002|page=3|url=http://www.wmsym.org/archives/2002/Proceedings/39B/323.pdf}}</ref> और उपचार प्रणाली के माध्यम से भेजा जाता हैं।<ref name=asbestos3/> इसके पश्चात यह लगभग 99.9999% दूषित पदार्थों को हटा देता है।<ref name = asbestos3/><ref name=mixedwastetreatment2>{{cite journal|last=Thompson|first=L.E.|title=ज्योमेट्री विट्रीफिकेशन प्रोसेस कॉन्फ़िगरेशन की एक श्रृंखला के लिए मिश्रित अपशिष्ट उपचार लागत विश्लेषण|date=24–28 February 2002|page=2|url=http://www.wmsym.org/archives/2002/Proceedings/39B/323.pdf}}</ref> मानक उपचार प्रक्रियाएं निस्पंदन से फैली हुई हैं,<ref name = asbestos3/> इस प्रकार [[गीला स्क्रबर]] को<ref name="mixedwastetreatment3"/><ref name=hexachlorobenzene5>{{cite journal|last=Thompson|first=Leo E.|author2=Nicholas Megalos |author3=David Osborne |title=जियोमेल्ट प्रक्रिया के साथ हेक्साक्लोरोबेंजीन का विनाश|date=Feb 27 – Mar 2, 2000|page=5|url=http://www.wmsym.org/archives/2000/pdf/43/43-5.pdf}}</ref> (गैसीय संदूषकों को हटाने के लिए तरल का उपयोग करना), चूंकि सटीक प्रक्रिया गैसों के उपचार पर निर्भर करती है। | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
खतरनाक सामग्री को हटाना और उपचार करना | खतरनाक सामग्री को हटाना और उपचार करना अधिकांशतः बहुत कठिन होता है।<ref name=decontamination>{{cite web|last=US Department of Labor|title=शुद्धीकरण|url=https://www.osha.gov/SLTC/hazardouswaste/training/decon.html}}</ref> दूषित पदार्थ मिट्टी में रिस सकते हैं,<ref name=soil>{{cite web|last=US EPA|title=मिट्टी दूषण|url=http://www.epa.gov/superfund/students/wastsite/soilspil.htm}}</ref> कीचड़ के भीतर समाहित,<ref name=sludge>{{cite web|last=UN Environment Programme|title=कीचड़ उपचार, पुन: उपयोग और निपटान|url=http://www.unep.or.jp/ietc/publications/freshwater/sb_summary/10.asp}}</ref> या खर्च किए गए परमाणु रिएक्टर कोर के भीतर सम्मिलित हैं।<ref name=nuclearhazard>{{cite journal|last=Frogatt|first=Anthonhy|title=परमाणु रिएक्टर के खतरे|journal=Nuclear Power: Myth and Reality|date=2 Nov 2005|page=23}}</ref> इस कारण कोई फर्क नहीं पड़ता कि इसमें किसी प्रकार का खतरा है, प्रत्येक को मानक अपशिष्ट प्रबंधन प्रक्रियाओं का उपयोग करके उपचार और स्थिति से उपचार प्राप्त करने की अलग विधि की आवश्यकता होती है। जियोमेल्टिंग के साथ, चूंकि, उपचार (पिघलने) की प्रक्रिया अनिवार्य रूप से समान है<ref name=asbestos5>{{cite journal |author=K.G. Finucane |author2=L.E. Thompson |author3=T. Abuku |author4=H. Nakauchi |title=Treatment of Asbestos Waste Using the GeoMeltⓇ Vitrification Process|journal=Waste Management 2008 Conference|date=24–28 February 2008|page=5|url=http://www.wmsym.org/archives/2008/pdfs/8261.pdf|accessdate=October 11, 2013}}</ref> प्रत्येक बैच के लिए, जैसा कि कांच का उत्पादन होता है, मिश्रण में दूषित पदार्थों की परवाह किए बिना इस बहुमुखी प्रतिभा के कारण, जियोमेल्टिंग को कई खतरे-नियंत्रण कार्यों में नियोजित किया जाता है।<ref name=kurion/> | ||
=== ऑर्गेनिक्स === | === ऑर्गेनिक्स === | ||
जियोमेल्ट का उपयोग तेल, [[कीटनाशक]] | जियोमेल्ट का उपयोग तेल, [[कीटनाशक|कीटनाशकों]] सहित विभिन्न प्रकार के जैविक कचरे के उपचार के लिए किया जाता है<ref name=toxins>{{cite web|last=Department of Environmental Protection|first=Florida|title=सिंथेटिक कार्बनिक प्रदूषक और उनके मानक|url=http://www.dep.state.fl.us/water/drinkingwater/syn_con.htm}}</ref> और शाकनाशी, [[विलायक]]<ref name=organicsolvents>{{cite web|last=National Institute for Occupational Safety|title=ऑर्गेनिक सॉल्वेंट|date=3 December 2020 |url=https://www.cdc.gov/niosh/topics/organsolv/}}</ref> और [[ पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल |पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल]] (पीसीबी), डाइऑक्सिन, और फ्यूरान (जियोमेल्ट) सहित स्थायी कार्बनिक प्रदूषकों को यू.एस. पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) द्वारा पूरे यू.एस. में पीसीबी के लिए अनुमोदित थर्मल उपचार विधि के रूप में अनुमति दी गई है।<ref>{{Cite web|url=https://www.epa.gov/sites/production/files/2017-02/documents/kurion_final_approval_signed_1-25-17.pdf|title=Approval issued pursuant to Section 6(e)(1) of the Toxic Substances Control Act of 1976 (TSCA), Public Law No. 94-469, and the Federal Polychlorinated Biphenyls (PCB) Regulation, 40 CFR 761.60|last=U.S. Environmental Procection Agency|date=January 25, 2017|website=epa.gov|access-date=May 30, 2017}}</ref> ये अपशिष्ट [[कासीनजन]] हैं<ref name=neurotoxicity>{{cite journal|last=Centers for Disease Control and Prevention|title=कार्बनिक विलायक न्यूरोटॉक्सिसिटी|year=1987 |doi=10.26616/NIOSHPUB87104 |url=https://www.cdc.gov/niosh/docs/87-104/}}</ref> जो कैंसर उत्पन्न करने वाले पदार्थ और अधिकांशतः समय के साथ महत्वपूर्ण शारीरिक कार्यों जैसे श्वास को क्षीण कर देते हैं। इस प्रकार की पिघलने वाली प्रक्रिया कार्बनिक यौगिकों को नष्ट कर देती है क्योंकि कोई भी कार्बनिक पदार्थ पिघलने की प्रक्रिया के उच्च तापमान से बचने में सक्षम नहीं होता है।<ref name=asbestos3/> | ||
=== अकार्बनिक === | === अकार्बनिक === | ||
भारी धातु (रसायन) जैसे अकार्बनिक संदूषक ([[पारा (तत्व)]], [[कैडमियम]] और सीसा सहित जहरीली धातुएँ)<ref name=toxicmetals>{{cite web|last=US Department of Labor|title=जहरीली धातुएँ|url=https://www.osha.gov/SLTC/metalsheavy/}}</ref>) औद्योगिक लीक और ऑटोमोबाइल कचरे के माध्यम से पर्यावरण में छोड़े जाते हैं।<ref name=heavymetals>{{cite web|last=Fairfax County VA|title=भारी धातु प्रदूषण आपके विचार से कहीं अधिक सामान्य है|url=http://www.fairfaxcounty.gov/nvswcd/newsletter/heavymetal.htm}}</ref> यदि अनुपचारित छोड़ दिया जाए, तो ये अकार्बनिक खतरे पारिस्थितिक तंत्र को | भारी धातु (रसायन) जैसे अकार्बनिक संदूषक ([[पारा (तत्व)]], [[कैडमियम]] और सीसा सहित जहरीली धातुएँ)<ref name=toxicmetals>{{cite web|last=US Department of Labor|title=जहरीली धातुएँ|url=https://www.osha.gov/SLTC/metalsheavy/}}</ref>) औद्योगिक लीक और ऑटोमोबाइल कचरे के माध्यम से पर्यावरण में छोड़े जाते हैं।<ref name=heavymetals>{{cite web|last=Fairfax County VA|title=भारी धातु प्रदूषण आपके विचार से कहीं अधिक सामान्य है|url=http://www.fairfaxcounty.gov/nvswcd/newsletter/heavymetal.htm}}</ref> यदि अनुपचारित छोड़ दिया जाए, तो ये अकार्बनिक खतरे पारिस्थितिक तंत्र को खत्म कर सकते हैं<ref name=ecosystem>{{Cite journal|last=Singh|first=Reena|title=Heavy metals and living systems: An overview|journal=Indian Journal of Pharmacology|volume=43|issue=3|pages=246–253|pmc=3113373|author2=Neeta Gautam |author3=Anurag Mishra |author4=Rajiv Gupta |year=2011|pmid=21713085|doi=10.4103/0253-7613.81505}}</ref> और इंसानों में मानसिक/शारीरिक बीमारियों का कारण बनता है।<ref name=toxicmetals/> इस प्रकार धातुओं के मिश्रण के अतिरिक्त, जियोमेल्टिंग इन भारी धातुओं को ग्लास मैट्रिक्स में अलग कर देता है और आसपास के क्षेत्रों में उत्पन्न खतरे को समाप्त करना और उन्हें पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकता है।<ref name=kurionpress/> | ||
=== रेडियोधर्मी सामग्री === | === रेडियोधर्मी सामग्री === | ||
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Revision as of 20:38, 18 May 2023
जियोमेल्टिंग ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा खतरनाक, दूषित सामग्री जैसे रेडियोधर्मी से उत्पन्न होने वाला कचरा[1] और रसायन विज्ञान की भारी धातु [2] को साफ मिट्टी, औद्योगिक खनिजों के मिश्रण या ग्लास में मुक्त अवस्था में मिलाया जाता है। इसके पश्चात अत्यंत कठोर और लीच-प्रतिरोधी ग्लास के उत्पाद को बनाने के लिए इसे पिघलाया जाता है।[3] इस प्रकार विट्रिफिकेशन मुख्य रूप से प्रारंभिक मिश्रण में सम्मिलित होने वाले लगभग सभी अकार्बनिक प्रदूषकों अर्ताथ रेडियोन्यूक्लाइड्स और भारी धातुओं को ग्लास मैट्रिक्स में सम्मिलित करके इसके प्रभाव को स्थिर कर देता है।[4] इस प्रकार पायरोलिसिस द्वारा पिघल में कार्बनिक कचरे को नष्ट कर दिया जाता है, और पिघलने की प्रक्रिया के समय उत्पन्न गैसीय दूषित पदार्थों को अलग से सही किया जाता है।[5]
अमेरिकी ऊर्जा विभाग के पीएनएनएल द्वारा 1980 में विकसित किया गया हैं।[6] इस कारण जियोमेल्ट प्रक्रिया को दो विधियों में प्रस्तुत किया गया है: इस प्रकार दबे हुए रेडियोधर्मी और खतरनाक कचरे के सीटू या इन-सीटू (इन-प्लेस) उपचार, और इन-कंटेनर विट्रिफिकेशन (आईसीवी), जो एक्स-सीटू उपचार कहा गया है, जहाँ रेडियोधर्मी और खतरनाक कचरे को दुर्दम्य-पंक्तिबद्ध स्टील कंटेनर में विट्रिफाइड किया जाता है।[3]
प्रक्रिया
विट्रिफिकेशन
जियोमेल्टिंग कांच में रूपांतरण के सिद्धांत पर आधारित है, इस प्रक्रिया के द्वारा ग्लास का उत्पादन होता है। इस सामग्री के किसी भी मिश्रण को प्रभावी ढंग से कांच बनाने के लिए, पदार्थ जो कांच के निर्माण में योगदान करते हैं (ग्लास फॉर्मर्स कहा जाता है) सम्मिलित होना चाहिए।[1] इन ग्लास फॉर्मर्स में सामान्यतः सिलिकॉन और ऑक्सीजन होते हैं और अधिकांश मिट्टी में सम्मिलित होते हैं।
इस प्रक्रिया की दक्षता का अधिकांश हिस्सा ग्लास फॉर्मर्स के साथ कितना अपशिष्ट पदार्थ मिलाया जा सकता है। औद्योगिक पैमाने पर पिघलने से पता चला है कि स्थिर ग्लास यौगिक तब भी बनता है जब मूल पिघला हुआ मिश्रण वजन से 33-40% अपशिष्ट पदार्थ तक कचरे के प्रकार के आधार पर होता है।[1][3][5]
पिघलना
सबसे पहले, अपशिष्ट को मिश्रण को गर्म करने के लिए उपयुक्त इलेक्ट्रोड (विद्युत कंडक्टर) के साथ स्थापित बड़े कंटेनर में ग्लास फॉर्मर्स वाली मिट्टी के साथ मिलाया जाता है। इस प्रकार उपयोग किये गये कंटेनर या तो भूमिगत है[7] जैसे सबसर्फेस प्लानर विट्रीफिकेशन, या एसपीवी या फिर जमीन के ऊपर इन-कंटेनर विट्रीफिकेशन, या आईसीवी के रूप में होता हैं।[7] इस कारण दोनों ही स्थितियों में, अपशिष्ट/मिट्टी के मिश्रण को कंटेनर में लोड किया जाता है और इलेक्ट्रोड चालू होने पर हीटिंग प्रक्रिया प्रारंभ होती है। इस प्रकार स्थानिक प्रतिबंधों के कारण, संपूर्ण मिश्रण ही समय में नहीं पिघल सकता हैं। इलेक्ट्रोड के निकटतम सामग्री को पहले पिघलाया जाता है, और पिघले हुए मिश्रण के भीतर संवहन धाराएं (द्रव में पदार्थों की गति) पिघली हुई सामग्री में अधिक ठोस सामग्री जोड़ना उत्पन्न रखती हैं। इस प्रकार लगभग 36-58 घंटे [8] के पश्चात, सभी मिश्रण पिघला हुआ है और संवहन धारा परिणामी मिश्रण के भीतर सजातीय रसायन विज्ञान से संयोजित विभिन्न घटकों का समान वितरण बनाती है।[9]
सबसर्फेस प्लानर विट्रीफिकेशन (एसपीवी)
उपसतह प्लानर विट्रीफिकेशन में, सभी पिघलने के संचालन संदूषण के स्थल पर किए जाते हैं। इसका बहुत लंबा लगभग 6 मीटर गहरा[9] संकरी मिट्टी को दूषित मिट्टी में खोदा जाता है, जो पिघलने वाले कंटेनर के रूप में कार्य करती है। इसके पिघलने के समय इसको अनुकूलित करने के लिए बहुत बड़े इलेक्ट्रोड कैवर्न के भीतर इसकी स्थित को नियंत्रित करते हैं।[5] इसके पश्चात प्राप्त होने वाले इस प्रकार के खतरनाक कचरे को गुफा के अंदर मिट्टी के साथ मिलाया जाता है और पिघलाना प्रारंभ किया जाता है। कांच उत्पाद बनने के पश्चात, इसे या तो जमीन में छोड़ दिया जाता है[10] या फिर इस दुविधा को हल करने के लिए सुविधाओं के अनुसार स्थानांतरित कर दिया जाता हैं।
लाभ
एसपीवी मेल्ट्स के लिए अधिक पूंजी निवेश की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि आवश्यक एकमात्र निर्माण गुफा है जिसे खोदा जाना चाहिए और पिघलने के पश्चात विट्रिफाइड द्रव्यमान की पुनर्प्राप्ति होती हैं।[11] इस प्रकार एसपीवी पिघलने की लागत लगभग $355-461 प्रति टन है।[12] इस प्रकार संसाधित कचरे की $555 प्रति किलोग्राम को हल करने लागत की तुलना करने पर[13] यह $500,000 प्रति टन परमाणु अपशिष्ट, एसपीवी बहुत लागत प्रभावी है। इस कार्य के अनुसार कर्मचारियों के चोटिल होने का खतरा भी बहुत कम होता है क्योंकि पिघलने की प्रक्रिया भूमिगत होती है और कार्यस्थल पर श्रमिकों से दूर हो जाती है।[10] अंत में, पिघली हुई गुफाओं का कोई आकार प्रतिबंध नहीं है,[5] इसलिए एसपीवी बार में बहुत बड़ी मात्रा में कचरे को संभाल सकता है।
हानि
एसपीवी अपनी कमियों के बिना नहीं आता है। इस प्रकार एसपीवी मेल्ट करने के लिए, सभी सामग्रियों और कर्मियों को मेल्टिंग साइट पर ले जाना चाहिए,[9] इसलिए दोनों के लिए परिवहन की लागत को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इस प्रकार उक्त साइट पर सभी संदूषक हटा दिए जाने या नष्ट हो जाने के पश्चात, परियोजना को संचालन उत्पन्न रखने के लिए स्थानांतरित करना होगा। इसके लिए उपचार करने वाले समूहों के आने के तुरंत पश्चात इसका पिघलना प्रारंभ नहीं हो सकता क्योंकि गुफाओं को खोदने और इलेक्ट्रोड को अंदर रखने में कुछ घंटे लगते हैं।[5]
इन-कंटेनर विट्रिफिकेशन (आईसीवी)
रेत की सुरक्षात्मक परत के साथ लेपित गर्मी प्रतिरोधी धातु से बने कंटेनर में इन-कंटेनर विट्रिफिकेशन मेल्ट्स को जमीन के ऊपर ले जाया जाता है।[14] रेत कंटेनर की दीवारों को पिघले हुए मिश्रण से अलग करती है और ठंडा होने के पश्चात कांच के उत्पाद को आकार देती है।[15] इस प्रकार त्वरित होने वाला इसका यह अंश उत्तराधिकार से पिघलाया जाता है, इस प्रकार जब पिघला हुआ यह पदार्थ ठंडा हो जाता है, तो दूसरे अपशिष्ट कंटेनर को इलेक्ट्रोड से लोड किया जाता है और प्रक्रिया फिर से प्रारंभ होती है। विट्रिफाइड ग्लास को अपनी सुविधा के अनुसार स्थानांतरित कर दिया जाता है।[1]
लाभ
क्योंकि ये मेल्ट उपचार सुविधा पर किए जाते हैं, सभी मेल्ट कुशल होते हैं और उस स्थान पर केंद्रीकृत होते हैं।[16] अपशिष्ट/मिट्टी के मिश्रण को व्यवस्थित रूप से लोड किया जाता है और सुविधा में संसाधित किया जाता है। चूंकि मिश्रण जमीन के ऊपर पिघलाया जाता है, मशीनों को एसपीवी मेल्ट्स की समान कांच उत्पाद को खोदने की आवश्यकता नहीं होती है। पिघले हुए कंटेनर भी कांच के परिवहन के लिए उपयोग किए जाने वाले कंटेनर होते हैं,[3]इसलिए ग्लास के निपटान में कम स्थानान्तरण सम्मिलित हैं।
हानि
आईसीवी मेल्ट्स के अपने डाउनसाइड्स भी हैं। आईसीवी पिघलने की सबसे तात्कालिक होने वाली चिंता के लिए उपयोगी लागत है। आईसीवी को उपचार सुविधा की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि या तो नई सुविधा का निर्माण किया जाना चाहिए या नई प्रक्रिया को समायोजित करने के लिए सम्मिलिता सुविधा का नवीनीकरण किया जाना चाहिए। दोनों तरीकों में अत्यधिक पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है। इस प्रकार की प्रक्रिया के लिए सुविधा तैयार होने के पश्चात भी, आईसीवी पिघलने की लागत लगभग 1,585 डॉलर प्रति टन है,[12] इस प्रसंस्कृत अपशिष्ट एसपीवी मेल्ट की लागत का 3-4 गुना रहती हैं। यह अतिरिक्त लागत सुविधा में आवश्यक सुरक्षा सावधानियों के कारण है। उदाहरण के लिए, पिघलने की प्रक्रिया बहुत अधिक (1200 से 2000 °C) तापमान पर होती है,[17] और इस गर्मी का कुछ हिस्सा पूरी सुविधा में बिखरा हुआ है; इसलिए उन क्षेत्रों के लिए पर्याप्त शीतलन और वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है जहाँ कर्मचारी सम्मिलित होते हैं।[18]
ऑफ-गैस उपचार
जबकि दूषित मिश्रण पिघल रहा है, गैसें (निकास गैस|ऑफ-गैस कहलाती हैं) निकलती हैं,[19] जो स्वयं खतरनाक पदार्थ हैं। इन गैसों को स्टील धुएं का हुड द्वारा अधिकृत कर लिया जाता है[20] और उपचार प्रणाली के माध्यम से भेजा जाता हैं।[1] इसके पश्चात यह लगभग 99.9999% दूषित पदार्थों को हटा देता है।[1][21] मानक उपचार प्रक्रियाएं निस्पंदन से फैली हुई हैं,[1] इस प्रकार गीला स्क्रबर को[20][22] (गैसीय संदूषकों को हटाने के लिए तरल का उपयोग करना), चूंकि सटीक प्रक्रिया गैसों के उपचार पर निर्भर करती है।
अनुप्रयोग
खतरनाक सामग्री को हटाना और उपचार करना अधिकांशतः बहुत कठिन होता है।[23] दूषित पदार्थ मिट्टी में रिस सकते हैं,[24] कीचड़ के भीतर समाहित,[25] या खर्च किए गए परमाणु रिएक्टर कोर के भीतर सम्मिलित हैं।[26] इस कारण कोई फर्क नहीं पड़ता कि इसमें किसी प्रकार का खतरा है, प्रत्येक को मानक अपशिष्ट प्रबंधन प्रक्रियाओं का उपयोग करके उपचार और स्थिति से उपचार प्राप्त करने की अलग विधि की आवश्यकता होती है। जियोमेल्टिंग के साथ, चूंकि, उपचार (पिघलने) की प्रक्रिया अनिवार्य रूप से समान है[27] प्रत्येक बैच के लिए, जैसा कि कांच का उत्पादन होता है, मिश्रण में दूषित पदार्थों की परवाह किए बिना इस बहुमुखी प्रतिभा के कारण, जियोमेल्टिंग को कई खतरे-नियंत्रण कार्यों में नियोजित किया जाता है।[3]
ऑर्गेनिक्स
जियोमेल्ट का उपयोग तेल, कीटनाशकों सहित विभिन्न प्रकार के जैविक कचरे के उपचार के लिए किया जाता है[28] और शाकनाशी, विलायक[29] और पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल (पीसीबी), डाइऑक्सिन, और फ्यूरान (जियोमेल्ट) सहित स्थायी कार्बनिक प्रदूषकों को यू.एस. पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) द्वारा पूरे यू.एस. में पीसीबी के लिए अनुमोदित थर्मल उपचार विधि के रूप में अनुमति दी गई है।[30] ये अपशिष्ट कासीनजन हैं[31] जो कैंसर उत्पन्न करने वाले पदार्थ और अधिकांशतः समय के साथ महत्वपूर्ण शारीरिक कार्यों जैसे श्वास को क्षीण कर देते हैं। इस प्रकार की पिघलने वाली प्रक्रिया कार्बनिक यौगिकों को नष्ट कर देती है क्योंकि कोई भी कार्बनिक पदार्थ पिघलने की प्रक्रिया के उच्च तापमान से बचने में सक्षम नहीं होता है।[1]
अकार्बनिक
भारी धातु (रसायन) जैसे अकार्बनिक संदूषक (पारा (तत्व), कैडमियम और सीसा सहित जहरीली धातुएँ)[32]) औद्योगिक लीक और ऑटोमोबाइल कचरे के माध्यम से पर्यावरण में छोड़े जाते हैं।[33] यदि अनुपचारित छोड़ दिया जाए, तो ये अकार्बनिक खतरे पारिस्थितिक तंत्र को खत्म कर सकते हैं[34] और इंसानों में मानसिक/शारीरिक बीमारियों का कारण बनता है।[32] इस प्रकार धातुओं के मिश्रण के अतिरिक्त, जियोमेल्टिंग इन भारी धातुओं को ग्लास मैट्रिक्स में अलग कर देता है और आसपास के क्षेत्रों में उत्पन्न खतरे को समाप्त करना और उन्हें पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकता है।[6]
रेडियोधर्मी सामग्री
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के आगमन के पश्चात से, परमाणु ऊर्जा का पर्यावरणीय प्रभाव जैसे रेडियोधर्मी पदार्थों का फैलाव मुख्य रूप से पर्यावरण के लिए समस्या बन गया है। रेडियोधर्मी पदार्थों में विकिरण की मात्रा जीवित जीवों के लिए सुरक्षित नहीं हो सकती है,[35] इसलिए सभी परमाणु प्रदूषण को दूर करना महत्वपूर्ण है। परमाणु कचरा स्वाभाविक रूप से सैकड़ों वर्षों तक खतरनाक बना रहता है,[36] अपितु जब जियोमेल्टिंग के साथ संसाधित किया जाता है, तो रेडियोधर्मी पदार्थ स्थिर हो जाते हैं।[37]
संदर्भ
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