Water Treatment MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Water Treatment - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संकल्पना:

रेत के कणों का निस्सादन वेग स्टोक के नियम द्वारा दिया जाता है,

\({{\rm{V}}_{\rm{s}}} = \frac{{g \times \left( {G - 1} \right) \times {d^2}}}{{18\;ν }}\)...... (1)

G -रेत के कणों का विशिष्ट गुरुत्व

ν - शुद्धगतिक श्यानता

d - रेत के कणों का व्यास

गणना:

दिया गया है:

माना की V₁ and V₂ क्रमशः बड़े और छोटे कणों के निस्सादन वेग

V₁ = 0.5 mm/sec

बड़े कणों का व्यास d₁ = 0.075 mm

छोटे कणों का व्यास d₂ = 0.0075 mm

g स्थिरांक है, दोनों कणों के लिए विशिष्ट गुरुत्व समान है, दोनों कण पानी से गिर रहे हैं इसलिए v समान रहता है। इसलिए समीकरण 1 बन जाता है

⇒ \(\frac{{{V_1}}}{{{V_2}}}\; = \;{\left( {\frac{{{d_1}}}{{{d_2}}}} \right)^2}\)

⇒ \(\frac{{{0.5}}}{{{V_2}}}\; = \;{\left( {\frac{{{0.075}}}{{{0.0075}}}} \right)^2}\)

⇒ V₂ = 0.005 mm/sec

व्याख्या:

(i) फिटकरी एल्युमिनियम सल्फेट को दिया गया नाम है जिसका रासायनिक सूत्र Al2(SO4)3.18H2O है।

(ii) जब फिटकरी को कच्चे पानी में मिलाया जाता है, तो यह बाइकार्बोनेट क्षारीयता के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो आम तौर पर कच्ची आपूर्ति में मौजूद होता है, जिससे एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड का जिलेटिनस अवक्षेप (फ्लोक) बनता है।

Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO3)2 → 3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2

(iii) उपरोक्त समीकरण से यह स्पष्ट हो जाता है कि पानी में फिटकरी मिलाने से कैल्शियम सल्फेट के रूप में स्थायी कठोरता आ जाती है।

(iv) CO2 गैस जो विकसित है, क्षयकारिता कारण बनता है।

(v) पानी के अतिरिक्त फिटकरी HCO3-, CO32-, और OH- के साथ अभिक्रिया करके एक्वामेटैलिक धनायन बनाती है और विलयनों की क्षारीयता को कम करती है, इस प्रकार पानी का pH कम हो जाता है।

व्याख्या:

ग्रिट कक्ष आयाम 10 m × 1.5 m × 0.75 m

यानी पृष्ठीय क्षेत्रफल = 10 m × 1.5 m

प्रवाह दर (Q) = 750 m3/h

हम जानते है कि,

a) \(\rm Surface \ loading \ rate = \dfrac{Q}{{Surface\;Area}}\)

\(= \dfrac{{750}}{{10 \times 1.5}}\)

= 50 m3/hr/m2 or 50,000 l/hr/m2

b) \(\rm Detention \ time= \dfrac{{Volume}}{Q}\)

\(= \dfrac{{10 \times 1.5 \times 0.75}}{{750}} \times 60 = 0.9\; \rm min\)

Additional Information

ग्रिट कक्ष:

(i) ये बढ़े हुए अनुप्रस्थ काट आयाम वाले लंबे संकीर्ण आयताकार चैनल हैं जो प्रवाह को धीमा करते हैं और ग्रिट को व्यवस्थित करने की अनुमति देते हैं।

(ii) इन इकाइयों को अकार्बनिक निलंबित ठोस को हटाने और PST में निलंबित ठोस को आगे बढ़ाने के लिए प्रदान किया जाता है।

(iii) इन कक्षों को एक लंबे चैनल के रूप में डिज़ाइन किया गया है, जो अनुप्रस्थ काट में या तो आयताकार या परवलयिक हो सकता है।

(iv) ग्रिट कक्ष प्रवाह वेग को नियंत्रित करने के प्रावधान के साथ एक बसने वाला टैंक है।

(v) प्रवाह दर पर ध्यान दिए बिना निरंतर प्रवाह वेग बनाए रखने के लिए ग्रिट चैंबर के आउटलेट पर आनुपातिक घिसाव प्रवाह और पार्सल फ्लूम के रूप में जाना जाने वाला एक वेग नियंत्रण उपकरण प्रदान किया जाता है।

(vi) यदि आयताकार खंड को अपनाया जाता है, तो उसके सामने आनुपातिक घिसाव प्रदान किया जाता है और यदि परवलयिक खंड को अपनाया जाता है, तो उसके सामने एक पारशाल फ्लूम प्रदान किया जाता है।

संकल्पना:

जल उपचार में इकाई ऑपरेशन में निम्न शामिल होता है:

• स्क्रीनिंग
• वातन
• ऊर्णन
• निस्यंदन
• कीटाणुशोधन
• मृदूकरण
• विलोहीकरण
• निऊर्णन

कई उपचार प्रक्रियाएं उपलब्ध हैं लेकिन विशिष्ट कच्चे जल उपचार प्रौद्योगिकियों में आमतौर पर निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:

कच्चे पानी का अंतर्गम: 

• पर्यावरण में मौजूद प्राकृतिक और अनुपचारित कच्चा पानी कई स्रोतों से आता है जो प्राकृतिक या मानव निर्मित हो सकते हैं जैसे नदियाँ, झीलें, तालाबों, महासागर और झरने आदि, जब कोई पौधा सतह से पानी खींचता है, तो वे बड़ी वस्तुओं को हटाने के लिए एक स्क्रीन के माध्यम से उसे अंदर खींच लेते हैं। ।

स्क्रीनिंग: 

• स्क्रीनिंग जल उपचार संयंत्र की पहला इकाई संचालन है। स्क्रीनिंग बड़े तैरते कणों को हटाने की प्रक्रिया है जिनका आकार स्क्रीनिंग प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली स्क्रीन के प्रकार के आधार पर लगभग 10 mm से 150 mm के बीच होता है। इस प्रक्रिया में आम तौर पर कागज, लकड़ी के टुकड़े, प्लास्टिक की बोतलें, कांच की बोतलें आदि हटा दिए जाते हैं। स्क्रीनिंग एक उपकरण की मदद से की जाती है जिसे स्क्रीन कहा जाता है।

स्कंदन: 

• जब बड़े और भारी निलंबित ठोस पदार्थों को हटाने के लिए विभिन्न रसायनों को मिलाया जाता है तो इसे स्कंदन प्रक्रिया कहा जाता है। यह प्रक्रिया विशिष्ट रसायनों को मिलाने से शुरू होती है और पानी में मौजूद सभी महीन कणों को संयोजित करके बाहर निकालती है और उन्हें भारी कणों में परिवर्तित करती है जिससे वे पानी में आसानी से जमा हो जाते हैं।

ऊर्णन: 

• स्कंदन प्रक्रिया पूरी होने के बाद, ऊर्णन की प्रक्रिया शुरू होती है, जहां स्कंदित कण धीरे-धीरे एक साथ मिश्रित (हिलाए जाते हैं) होते हैं और स्पष्ट रूप से स्थिर होने योग्य कण बनाते हैं।

अवसादन: 

• वह प्रक्रिया जिसमें ठोस के कण नीचे बैठ जाते हैं और उस ठोस के कणों के मिश्रित होने के बाद अवपंक आवरण का निर्माण होता है और अवपंक को नीचे से विजलन या अवपंक प्रबंधन कार्यों में पंप किया जाता है। फिर, विजलन प्रक्रिया होती है जिसमें एक फिल्टर प्रेस के साथ अवपंक से सारा पानी बाहर निकाल लिया जाता है। इस प्रक्रिया से अधिकतर पानी का पुन: उपयोग किया जाता है (स्वच्छक में मिलाया जाता है)।

निस्यंदन: 

• यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें पानी गुरुत्वाकर्षण रेत निस्यंदक में बह जाता है, ये फिल्टर बड़े क्षेत्रों को कवर करते हैं क्योंकि इसमें दंतुरित किनारों के साथ बारीक संदलित सिलिका रेत शामिल होती है क्योंकि उन्हें लगभग 3-5 फीट रेत में रखा जाता है। रेत का उपयोग आमतौर पर फिल्टर में इतनी गहराई पर किया जाता है कि जहाँ उसे दृढ़ता से पैक किया जाता है।

कीटाणुशोधन: 

• जल कीटाणुशोधन का अर्थ है रोगजनक सूक्ष्मजीवों को हटाना, निष्क्रिय करना या मारना। सूक्ष्मजीव नष्ट या निष्क्रिय हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप विकास और प्रजनन समाप्त हो जाता है। जब पीने के पानी से सूक्ष्मजीवों को नहीं हटाया जाता है, तो पीने के पानी का उपयोग लोगों के बीमार पड़ने का कारण बनेगा।
• रोगाणुनाशन कीटाणुशोधन से संबंधित एक प्रक्रिया है। हालाँकि, रोगाणुनाशन प्रक्रिया के दौरान, सभी मौजूद सूक्ष्मजीव मर जाते हैं, और हानिकारक और हानिरहित दोनों सूक्ष्मजीव मर जाते हैं। आमतौर पर कीटाणुशोधन के लिए क्लोरीनीकरण किया जाता है।

Explanation:

सही उत्तर निस्पंदन है।

Key Points

निस्पंदन

• निस्पंदन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग तरल पदार्थों या गैसों से एक फिल्टर माध्यम, जो तरल पदार्थ को पार होने की अनुमति देता है लेकिन ठोस को नहीं, का उपयोग करके ठोस को अलग करने के लिए किया जाता है।
• निस्पंदन यांत्रिक-जैविक या भौतिक हो सकता है।
• यह पानी कीटाणुरहित करने में मदद नहीं करता है।
• यदि आप पानी को कीटाणुरहित करना चाहते हैं तो आप इसे उबाल सकते हैं या क्लोरीन गोलियों और फिटकरी का उपयोग कर सकते हैं।

क्वथन

• क्वथन का उपयोग रोगजनक बैक्टीरिया, वायरस और प्रोटोजोआ को मारने के लिए किया जाता है।

क्लोरीनीकरण

• क्लोरीन बड़ी संख्या में सूक्ष्मजीवी जलजनित रोगज़नक़ों को मारता है। 
  
• क्लोरीनीकरण पानी में क्लोरीन को मिलाने और रोगजनकों को मारने की प्रक्रिया है।
• प्रति लीटर पानी में क्लोरीन की मात्रा 1-16 मिलीग्राम के आसपास कीटाणुशोधन के लिए आवश्यक होती है।

स्‍कंदन

• फिटकरी एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है जो पानी में निलंबित पदार्थ के स्थायीकरण में मदद करता है।
• पानी को कीटाणुरहित करने के लिए इसमें फिटकरी मिलाने की प्रक्रिया को स्‍कंदन कहा जाता है।

संकल्पना:

• जल मृदूकरण: यह पानी से कठोरता को हटाने की प्रक्रिया है। यह बहुसंयोजक धनायन के कारण होता है और पानी की गुणवत्ता को प्रभावित करता है।
   
• लाइम सोडा विधि: यह एक जल मृदूकरण की विधि है जिसमें चूने और सोडा की राख को पानी में मिलाया जाता है, जिसके कारण बहुसंयोजक धनायन का अवक्षेपण CaCO3 के रुप में होता है।
• CaCO3 का अवक्षेपण केवल तब होता है जब पानी का pH 9 से अधिक होता है, इसलिए कम pH क्षारीयता के मामले में पानी मिलाया जाता है। इस प्रक्रिया में Ca2+ और Mg2+  की छोटी मात्रा का अवक्षेपण बहुत देर से शुरू होता है, जो पाइप में पपड़ी उत्पन्न करता है, इसलिए इस रिकार्बोनेशन से बचने के लिए यह किया जाता है जिसमें धनायन की छोटी मात्रा को वापस विघटित किया जाता है।
• इसके कारण, यह विधि शून्य कठोरता नहीं देती है।
   
• लौह परिवर्तन विधि: लौह परिवर्तन रेसिन, (जिओलाइट) एक आयन के लिए उपचार किए जा रहे पानी से एक आयन का आदान-प्रदान करता है जो रेजिन में होता है (सोडियम एक प्रकार का मृदूकरण का नमक है, जिसमें क्लोरीन अन्य है)। जिओलाइट रेजिन कैल्शियम और मैग्नीशियम के लिए सोडियम का आदान-प्रदान करता है। यह शून्य कठोरता के साथ पानी का उत्पन्न कर सकता है।

संकल्पना:

स्कंदन:

• स्कंदन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग आवेशों को निष्प्रभावित करने और जाल के लिए जिलेटिन जैसा द्रव्यमान या पुल कणों के निर्माण के लिए किया जाता है और इस प्रकार बड़े पैमाने पर स्थिर होगा या फ़िल्टर में फंस जाता है।
• स्कंदन कणों के आवेशों को अस्थिर करता है। निलंबित ठोस पदार्थों के विपरीत आवेशों वाले स्कंदक को मृत्तिका और कार्बनिक पदार्थों जैसे परिक्षेपित अस्थायी ऋणात्मक आवेशओं को निष्प्रभावित करने के लिए पानी में मिलाया जाता है।
• स्कंदक रासायनिक पदार्थ वे होते हैं जो ठोस पदार्थों में तरल स्कंदन में वृद्धि करता है।

अपशिष्टजल उपचार के लिए उपयोग किए जाने वाले स्कंदक: 

• एल्युमिनीयम क्लोराइड
• फेरिक क्लोराइड
• फेरिक और फेरस सल्फेट
• एल्युमिनीयम क्लोरोहायड्रेट

जल उपचार के लिए उपयोग किए जाने वाले स्कंदक:

• फिटकरी
• फेरस सल्फेट
• क्लोरीनेटेड फेरस सल्फेट
• सोडियम एल्युमिनेट

सीवेज उपचार के लिए फेरिक क्लोराइड का उपयोग व्यापक रूप से किया जाता है और फिटकरी का उपयोग व्यापक रूप से जल उपचार के लिए किया जाता है।

व्याख्या:

धीमी रेत फिल्टर के लिए

निस्पंदन की दर 100 - 200 lit/hour/sqm है

स्क्रीनिंग प्रक्रिया में स्क्रीन के बारे में कुछ महत्वपूर्ण बिंदु निम्न है

• मोटे स्क्रीन में समानांतर लोहे के रॉड होते हैं, जिन्हें लगभग 25 से 50 mm की दूरी पर लंबवत या थोड़ी ढलान पर रखा जाता है
• सूक्ष्म स्क्रीन सामान्यतौर पर 6 mm वर्ग से अधिक ओपनिंग वाली नहीं होती है और यह गुथे हुए तार की जाली से बनी होती है
• मध्यम आकार वाली स्क्रीन सीमा में बारों के बीच की दूरी 15 से 40 mm तक होती है
• यांत्रिक रूप से अभिक्रियित बार स्क्रीन की स्थिति में बारों के बीच की स्पष्ट दूरी 15 mm से 75 mm तक हो सकती है
• हालाँकि, मैन्युअल रूप से अभिक्रियित बार स्क्रीन के लिए उपयोग की जाने वाली स्पष्ट रिक्ति 25 mm से 50 mm की सीमा में होती है

व्याख्या:

दिया गया डेटा:

गांव जनसंख्या = 200

पानी की मांग की औसत दर = 100 लीटर प्रति व्यक्ति प्रति दिन

औसत निस्यन्दन दर = 100 liter/hour/m2 = 100 x 24 liter/day/m2

अधिकतम मांग का औसत मांग से अनुपात = 1.5

डिजाइन निस्पंदन = 1.5 x गांव जनसंख्या x पानी की मांग की औसत दर

= 1.5 x 200 x 100 = 30000 liter/day/m2

त्वरित रेत फिल्टर का क्षेत्रफल = \(\frac{Design \ discharge}{Average \ filtration \ rate}\)

त्वरित रेत फिल्टर का क्षेत्रफल = \(\frac{30000}{100\ \times 24}\)

त्वरित रेत फिल्टर का क्षेत्रफल= 12.5 m2

अतिरिक्त जानकारीत्वरित रेत फ़िल्टर के लिए

• फिल्टर की संख्या (N) = 1.22 \(\sqrt (\)Q),जहां Q MLD में है
• छिद्रण का कुल अनुप्रस्थ काट क्षेत्र = फिल्टर्ड क्षेत्र का 0.2%
• पार्श्व पर का अनुप्रस्थ काट क्षेत्र छिद्रण के कुल अनुप्रस्थ काट क्षेत्र का 2 या 4 गुना है।

स्पष्टीकरण:

• अवसादन टैंक की दक्षता किसी दिए गए अधिप्रवाह दर या सतह भारण दर पर निलंबित सामग्री के समग्र प्रतिशत को हटाने का संकेत देती है।
• अवसादन टैंक की दक्षता में वृद्धि होती है यदि अधिप्रवाह दर कम हो जाती है (निपटान के लिए कणों के पास अधिक समय उपलब्ध होता है)।

अधिप्रवाह दर, \({V_s} = \frac{Q}{{BL}}\)

समीकरण से , यह स्पष्ट है कि टैंक के पृष्ठ क्षेत्रफल ​ (B × L) में वृद्धि होती है,अधिप्रवाह दर कम  होती है और  दिए गए निस्सरण के लिए दक्षता में वृद्धि होती है।

 Important Points

अवसादन के दौरान दक्षता निम्नलिखित पैरामीटर पर निर्भर करती है:

• प्रवाह का वेग: यदि प्रवाह के वेग में कमी आती है तो दक्षता में वृद्धि होती है।
• श्यानता: यदि श्यानता में कमी (श्यानता परिवर्तित हो जाती है लेकिन हम नहीं कर सकते)आती है तो दक्षता में वृद्धि होती है। 
• कणों का आकारः यदि कणों के आकार में वृद्धि होती है तो दक्षता में वृद्धि होती है। 

सही उत्तर कैल्शियम कार्बोनेट है। 

 Key Points

• पानी में कठोरता वह विशेषता है जो पर्याप्त झाग या फोम के गठन को रोकती है, जब साबुन के साथ इस तरह के कठोर पानी को मिलाया जाता है।
• यह आमतौर पर पानी में मौजूद कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति के कारण होता है, जो साबुन के साथ प्रतिक्रिया करके गाद बनाते हैं।
• कठोर पानी अवांछनीय हैं क्योंकि ये अधिक साबुन की खपत, बॉयलरों की स्केलिंग, पाइप के संक्षारण और सतह गलन का कारण बन सकते हैं, जिससे खाद्य पदार्थ बेस्वाद हो जाते हैं।
• यदि कैल्शियम और मैग्नीशियम के बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट पानी में मौजूद हैं, तो पानी को अस्थायी रूप से कठोरता प्रदान करते हैं, क्योंकि इस कठोरता को कुछ हद तक साधारण उबालके या पानी में चूना डालकर पूरी तरह से हटाया जा सकता है। ऐसी कठोरता को अस्थायी कठोरता या कार्बोनेट कठोरता के रूप में जाना जाता है।
• जब ऐसे पानी को उबाला जाता है तो कार्बन डाइऑक्साइड गैस बाहर निकल जाती है और अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट अवक्षेपित हो जाता है। मैग्नीशियम कार्बोनेट पानी में काफी घुलनशील होने के कारण उबालने से नहीं निकलता है। अस्थायी कठोर पानी इसलिए बॉयलर में कैल्शियम पैमाने के निक्षेपण का कारण बनता है।

संकल्पना:

IS 2296: 1982 के अनुसार, भूपृष्ठ जल गुणवत्ता मानकों को 5 श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है,जिन्हे नीचे निर्दिष्ट किया गया हैं:

1. श्रेणी A – पारंपरिक उपचार के बिना लेकिन कीटाणुशोधन के बाद पीने का पानी

1. श्रेणी B – बाह्य स्नान के लिए पानी।
2. श्रेणी C – पारंपरिक उपचार के साथ कीटाणुशोधन के बाद पीने का पानी 
3. श्रेणी D –मछली पालन और वन्य जीवन के संचरण के लिए पानी
4. श्रेणी E – सिंचाई के लिए पानी, औद्योगिक शीतन और नियंत्रित अपशिष्ट निपटान

स्पष्टीकरण:

• पानी से भारी निलंबित ठोस पदार्थ जैसे कि पौधे, जानवर, पत्थर, पेड़ आदि को बाहर निकालने के लिए स्क्रीनिंग की जाती है।
• आम तौर पर सतह के पानी के उपचार के लिए स्क्रीनिंग को अपनाया जाता है ।
• स्क्रीनिंग को स्क्रीन के रूप में करार दिए गए उपकरण की मदद से किया जाता है।
  • मोटा स्क्रीन
  • महीन स्क्रीन

मोटा स्क्रीन:

• मोटे स्क्रीन का आकार 10 - 25 mm के बार के रूप में होता है, जिनके बीच में केंद्र करने के लिए 20 - 100 mm केंद्र की दूरी होती है।
• ये स्क्रीन हमेशा 45° - 60° के झुकाव पर होती हैं , क्योंकि यह रैकिंग तंत्र द्वारा स्क्रीन की सफाई को प्रभावित करने में मदद करती है। इसके अलावा कभी-कभी यह स्क्रीनिंग की दक्षता बढ़ाने में भी मदद करता है।

आकृति से, यह स्पष्ट है कि झुकाव क्षेत्र में स्क्रीन प्रदान करने से बढ़ता है और निरंतर निर्वहन को बनाए रखने के लिए वेग कम हो जाता है।

∵ sinθ = A / A' ⇒ A' = A / sinθ 

और θ, 90° से कम प्रदान करता है

∴ A' > A

∵ हम जानते हैं कि निर्वहन = A' × V'

∴ यदि क्षेत्र बढ़ता है तो स्थिर निर्वहन बनाए रखने के लिए वेग कम हो जाता है।

महीन स्क्रीन:

• महीन स्क्रीन 10 mm आकार के तार के जाल के रूप में है
• सामान्य उपचार संचालन के तहत, महीन स्क्रीन को आमतौर पर टाला जाता है क्योंकि उन्हें बार-बार भरे होने की आवश्यकता होती है जिसके लिए बार-बार सफाई की आवश्यकता होती है जिससे संचालन लागत की आवश्यकता होती है।