ठोस अपशिष्ट प्रबंधन व विद्युत आपूर्ति: संग्रहण, प्रसंस्करण, निस्तारण, स्थल-चयन, नियम, ट्रांसफ़ॉर्मर व उप-केंद्र
2. संग्रहण, भंडारण व परिवहन
श्रृंखला है उत्पादन, स्थल पर भंडारण, संग्रहण, स्थानांतरण व परिवहन, प्रसंस्करण, निस्तारण। स्रोत पर भंडारण पृथक्करण से शुरू होता है: गीले व सूखे अपशिष्ट हेतु अलग डिब्बे, सैनिटरी व घरेलू खतरनाक वस्तुएँ अलग रखी हुई, ताकि कुछ ऐसा न मिले जिसे बाद में अलग करना पड़े। प्राथमिक संग्रहण घर-घर होता है, तिपहिया, हाथ-गाड़ी या ऑटो-टिपर से निश्चित समय-सारणी पर, जो पृथक्करण का समर्थन करता है और डिब्बों को सड़क से दूर रखता है; सामुदायिक डिब्बे द्वितीयक भंडारण बिंदु हैं, जिन्हें डंपर प्लेसर या कंपैक्टर सेवा देते हैं, और बिन-मुक्त नगर उन्हें द्वार-स्तरीय संग्रहण से बदलने का लक्ष्य रखता है। सड़क-सफ़ाई व नाला-सफ़ाई का कचरा अलग एकत्र होता है, और अनौपचारिक कचरा-बीनने वालों व सामुदायिक समूहों को प्रणाली में लाया जा सकता है।
गर्म, आर्द्र जलवायु में गीला अपशिष्ट प्रतिदिन एकत्र होता है: वह शीघ्र सड़ता है, मक्खियाँ व कृंतक पनपाता है और निक्षालन रिसाता है। स्थानांतरण केंद्र वह सुविधा है जहाँ छोटे संग्रहण वाहन बड़े ट्रेलरों या कंपैक्टरों में उतारते हैं, प्रसंस्करण या निस्तारण स्थल तक लंबी ढुलाई हेतु। यह तब लाभकर है जब ढुलाई लंबी हो, क्योंकि वाहन-समय व ईंधन की बचत केंद्र की लागत से अधिक होती है, और यह संग्रहण क्षेत्र के केंद्र के निकट अच्छी सड़क पर होना चाहिए। फैलाव व उड़ने से रोकने हेतु वाहन ढके होते हैं, और मार्ग, अब GPS से, खाली दूरी घटाने हेतु नियोजित होते हैं।
हल उदाहरण: 0.35 kg/व्यक्ति/दिन पर 2,40,000 जनसंख्या का नगर 240,000 × 0.35 = 84,000 kg = 84 टन प्रतिदिन उत्पन्न करता है। यदि प्रत्येक संग्रहण वाहन दिन में एक चक्कर में 6 टन ले जाए, तो आवश्यक बेड़ा 84 / 6 = 14 वाहन है, खराबी-आरक्षित या दूसरे चक्कर के किसी प्रावधान से पूर्व। यही अपशिष्ट 300 kg/m³ के ढीले घनत्व पर 84,000/300 = 280 m³ प्रतिदिन है, इसीलिए प्रायः वाहन को भार नहीं, आयतन सीमित करता है।
3. अपशिष्ट का पुनर्चक्रण, पुनः उपयोग व प्रसंस्करण
पुनर्चक्रण सामग्रियों को उपयोग में लौटाता है: कागज़, प्लास्टिक, धातुएँ व काँच सूखी धारा से सामग्री पुनर्प्राप्ति सुविधा (MRF) पर छाँटे जाते हैं और पुनर्चक्रकों को बेचे जाते हैं, कचरा-बीनने वालों को श्रृंखला में जोड़ते हुए; C&D अपशिष्ट को पीसकर पुनर्चक्रित मिश्र बनाया जा सकता है; ई-अपशिष्ट अधिकृत पुनर्चक्रकों को जाता है। पुनः उपयोग वस्तु को बिना पुनर्संसाधन के सेवा में रखता है। दोनों स्वच्छ सूखी धारा पर टिके हैं। गीली व अवशिष्ट धाराओं को प्रसंस्करण चाहिए।
| मार्ग | सिद्धांत | शर्तें व टिप्पणियाँ |
|---|---|---|
| कंपोस्टिंग | कार्बनिक पदार्थ का वायवीय अपघटन स्थिर, ह्यूमस-जैसे कंपोस्ट में | पृथक कार्बनिक भरण; आरंभिक C:N लगभग 25 से 30:1; नमी लगभग 50 से 60%; तापरागी अवस्था लगभग 55 से 65 °C पर रोगाणु मारती है; पलटना या बलपूर्वक वायु; विंडरो, वातित स्थिर ढेर, पात्र-भीतर या केंचुआ-खाद |
| जैव-मेथेनीकरण (अवायवीय पाचन) | कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीजन के बिना बायोगैस (लगभग 55 से 65% मीथेन) व पाचित अवशेष में पचते हैं | गीले, अधिक नमी वाले भोजन-अपशिष्ट के अनुकूल; वातन-शक्ति नहीं; खाना पकाने, बिजली या संपीडित गैस हेतु गैस; स्वच्छ भरण व गैस-सुरक्षा चाहिए |
| भस्मीकरण (अपशिष्ट से ऊर्जा) | अतिरिक्त वायु से उच्च ताप, लगभग 850 °C या अधिक, पर नियंत्रित दहन, बिजली बनाने हेतु ऊष्मा-पुनर्प्राप्ति सहित | आयतन लगभग नौ-दशांश और संहति लगभग तीन-चौथाई घटाता है; पर्याप्त ऊष्मीय मान, डाइऑक्सिन व अम्ल गैसों हेतु गैस-शोधन, और राख-निस्तारण चाहिए; गीले मिश्रित अपशिष्ट हेतु अनुपयुक्त |
| अपशिष्ट-व्युत्पन्न ईंधन (RDF) | सूखा, उच्च ऊष्मीय अंश (कागज़, प्लास्टिक, वस्त्र) अलग कर, कतरकर व सुखाकर ईंधन बनाया जाता है | सीमेंट भट्ठियों या बॉयलरों में कोयले के विकल्प की तरह जलाया जाता है; क्रेता चाहिए; PVC का क्लोरीन संक्षारण करता है; भू-भराव घटाता है |
उपज का हल उदाहरण: एक नगर 400 t/दिन MSW उत्पन्न करता है, जिसमें 55% कार्बनिक है और पृथक रूप में कंपोस्टिंग संयंत्र को दिया जाता है जिसकी उपज कार्बनिक भरण की संहति का 30% है। कार्बनिक भरण = 0.55 × 400 = 220 t/दिन; कंपोस्ट = 0.30 × 220 = 66 t/दिन। शेष अधिकतर अपघटन में खोए जल व कार्बन डाइऑक्साइड, और अस्वीकृत माल है।
4. भू-भराव व निस्तारण
स्वच्छता-सम्मत भू-भराव उस अवशेष का अभियांत्रिक, अंतिम-उपाय निस्तारण है जिसका पुनर्चक्रण या प्रसंस्करण नहीं हो सकता: अपशिष्ट परतों में रखा, संपीडित और प्रतिदिन ढका जाता है। यह खुले डंपिंग का उलटा है, जो निक्षालन से भूजल प्रदूषित करता, जलता, रोगवाहक पनपाता और मीथेन छोड़ता है। इसके भाग हैं: लाइनर (संपीडित चिकनी मिट्टी, जियोमेम्ब्रेन, या दोनों) जो निक्षालन को बाहर जाने से रोकता है; निक्षालन संग्रहण व उपचार प्रणाली, क्योंकि निक्षालन BOD, अमोनिया व धातुओं में प्रबल है; गैस संग्रहण, क्योंकि भू-भराव गैस लगभग आधी मीथेन है, जो वायु में लगभग 5 से 15% के बीच विस्फोटक है, और जलाई या प्रयुक्त की जाती है; दैनिक व अंतिम मृदा आवरण; वर्षा बाहर रखने वाले सतही-जल नाले; भूजल हेतु निगरानी कूप; और दशकों का बंद-पश्चात देखभाल।
भू-भराव का क्षेत्रफल आयतन व ऊँचाई से निकलता है: V = (टन प्रतिदिन × दिन) / संपीडित घनत्व, साथ ही मृदा आवरण जो स्थान का कुछ भाग लेता है, और A = V / H। उदाहरण: 500 kg/m³ संपीडित घनत्व पर 100 t/दिन 200 m³/दिन है। 10 वर्षों में, वर्ष के 365 दिनों के साथ, V = 200 × 3,650 = 730,000 m³; मृदा आवरण आयतन का 20% जोड़ता है, जिससे 876,000 m³; 10 m की परत-ऊँचाई पर A = 876,000 / 10 = 87,600 m² = 8.76 ha। आवरण के बिना यह 7.3 ha होता, अतः आवरण छोड़ने से भूमि लगभग छठा भाग (7.3 बनाम 8.76 ha) कम पड़ती है। विधियाँ हैं खाई (समतल भूमि, गहरा जल-तल), क्षेत्र व ढलान (रैंप), या गर्त भराई।
5. सुविधाओं हेतु क्षेत्र-आवश्यकताएँ व स्थल-चयन मानदंड
नियोजक मास्टर-प्लान चरण में प्रत्येक सुविधा हेतु भूमि आरक्षित करता है, उसका क्षेत्रफल प्रवाह व प्रक्रिया से और उसका स्थान इससे कि उसे क्या चाहिए और वह क्या हानि करती है। भूमि-क्षेत्र कोई स्थिर मानक नहीं: भू-भराव का क्षेत्र आयतन भाग ऊँचाई है, कंपोस्ट-यार्ड का प्रवाह व धारण-काल से, और अपशिष्ट-स्थिरीकरण-तालाब मलजल संयंत्र को उसी प्रवाह हेतु सक्रियित-आपंक संयंत्र से कई गुना भूमि चाहिए। जो भी सुविधा गंध, शोर या खतरा रखती है उसे बफ़र भी चाहिए, प्रायः हरित पट्टी के रूप में रोपित।
| सुविधा | यह कहाँ होनी चाहिए | क्यों |
|---|---|---|
| जल अंतःग्रहण व उपचार संयंत्र | अंतःग्रहण नगर के निस्सारणों से ऊपरी धारा में; संयंत्र स्रोत के निकट बाढ़-स्तर से ऊपर की भूमि पर | स्वच्छ कच्चा जल, छोटे कच्चे-जल मेन, बाढ़ से सुरक्षा |
| उन्नत जलाशय | अपने क्षेत्र के केंद्र के निकट ऊँची भूमि | छोटे मेन के साथ समान दाब |
| मलजल उपचार संयंत्र | सीवर-प्रणाली के निचले छोर पर, नगर से निचली धारा व डाउनविंड (हवा के बहाव की दिशा में), बाढ़-स्तर से ऊपर, निस्तारण या पुनः उपयोग बिंदु के निकट | गुरुत्व प्रवाह, गंध दूर, बहिःस्राव बाढ़ से सुरक्षित |
| स्थानांतरण केंद्र | संग्रहण क्षेत्र के केंद्र के निकट, निस्तारण स्थल की ओर अच्छी सड़क पर, परिबद्ध | छोटे वाहनों की सबसे छोटी ढुलाई, शीघ्र स्थानांतरण |
| कंपोस्ट व जैव-मेथेनीकरण संयंत्र | नगर-किनारा, कंपोस्ट प्रयोग करने वाले खेतों के निकट, आवासों से डाउनविंड, बफ़र व निक्षालन नियंत्रण सहित | गंध व मक्खियाँ; उत्पाद हेतु बाज़ार |
| अपशिष्ट-से-ऊर्जा संयंत्र | अच्छी सड़क-पहुँच व निकट ग्रिड-संयोजन वाली औद्योगिक भूमि, बफ़र सहित | भरण भीतर, बिजली बाहर, चिमनी उत्सर्जन आवासों से दूर |
| स्वच्छता-सम्मत भू-भराव | कम पारगम्यता की मृदा, गहरा जल-तल, बाढ़-मैदान के बाहर, नदियों, झीलों, कुओं, बस्ती व हवाई-अड्डों के पक्षी-टकराव क्षेत्र से दूर, पर्याप्त क्षमता व पहुँच सहित | भूजल व वायु-सुरक्षा की रक्षा; लंबी आयु; उचित ढुलाई |
| विद्युत उप-केंद्र | अपने सेवा क्षेत्र के भार-केंद्र पर, सुगम सड़क पर, सुरक्षा-दूरियों सहित | छोटे फ़ीडर अर्थात कम हानि व कम वोल्टता-पात |
6. मानक, नियम व संहिताएँ
अपशिष्ट का वैधानिक ढाँचा ठोस अपशिष्ट प्रबंधन नियम हैं, जो पर्यावरण (संरक्षण) अधिनियम, 1986 के अंतर्गत बने, जिन्होंने पुराने नगरपालिका ठोस अपशिष्ट (प्रबंधन एवं हस्तन) नियम, 2000 का स्थान लिया, और तब से संशोधित हुए हैं। उनके सिद्धांत उनकी धारा-संख्याओं से अधिक महत्त्वपूर्ण हैं।
- स्रोत पर पृथक्करण: प्रत्येक उत्पादक अपशिष्ट को अलग रखे, गीला, सूखा, तथा सैनिटरी व घरेलू खतरनाक जैसी विशेष श्रेणियाँ, और उसे अधिकृत संग्राहक को सौंपे; कचरा फैलाना व जलाना वर्जित है।
- प्रदूषक भुगतान करे व विस्तारित उत्पादक उत्तरदायित्व: उत्पादक उपयोगकर्ता-शुल्क देता है, और बृहत् अपशिष्ट उत्पादक जैसे बड़े परिसर, होटल व संस्थाएँ कड़े कर्तव्य निभाते हैं, जिनमें अपने गीले अपशिष्ट का स्थल पर प्रसंस्करण शामिल है; और संबद्ध प्लास्टिक-अपशिष्ट व ई-अपशिष्ट नियमों के अंतर्गत प्लास्टिक पैकेजिंग व इलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादक व ब्रांड-स्वामी अपने उत्पादों के जीवनांत हेतु उत्तरदायी हैं।
- स्थानीय निकाय का कर्तव्य: घर-घर संग्रहण, द्वितीयक भंडारण, परिवहन, कंपोस्ट, बायोगैस या ईंधन में प्रसंस्करण, और केवल अक्रिय अवशेष का इंजीनियरी व स्थल-चयन मानकों के अनुसार भू-भराव, खुले डंपिंग के बिना; और योजना में प्रसंस्करण सुविधाओं हेतु भूमि निर्धारित।
- उसी अधिनियम के अंतर्गत संबद्ध नियम निर्माण व विध्वंस अपशिष्ट, प्लास्टिक अपशिष्ट, ई-अपशिष्ट, जैव-चिकित्सा अपशिष्ट व खतरनाक अपशिष्ट को कवर करते हैं; प्रत्येक उत्पादक, निर्माता व स्थानीय निकाय को कर्तव्य सौंपता है।
तकनीकी मानक CPHEEO मैनुअल (जल आपूर्ति व उपचार, सीवरेज व मलजल उपचार, नगरपालिका ठोस अपशिष्ट प्रबंधन) और BIS संहिताएँ हैं: IS 10500 (पेयजल), IS 1172 (जल आपूर्ति, निकास व स्वच्छता की मूल आवश्यकताएँ), IS 2470 (सेप्टिक टैंक) व IS 1742 (भवन निकास)। राष्ट्रीय भवन संहिता (NBC) का भाग 9, नलसाज़ी सेवाएँ, जल आपूर्ति, निकास व स्वच्छता, ठोस अपशिष्ट प्रबंधन व गैस आपूर्ति को भवन-विनियमन में लाता है। स्वच्छ भारत मिशन (शहरी) व अमृत (AMRUT) जैसे कार्यक्रम ऐसे कार्यों का वित्तपोषण करते रहे हैं, और सेवा-स्तर मानक परिणाम मापते हैं। विद्युत हेतु विद्युत अधिनियम, 2003, केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण के तकनीकी मानक व भारतीय विद्युत नियम लागू हैं, जिनमें NBC का भाग 8 भवनों में विद्युत संस्थापनों को कवर करता है।
7. विद्युत पारेषण व वितरण के मूल सिद्धांत
बिजली उत्पादन-केंद्र से पारेषण द्वारा भार-केंद्रों तक और फिर वितरण द्वारा उपभोक्ता तक बहती है, जिसमें ट्रांसफ़ॉर्मर आरंभ में वोल्टता बढ़ाते और चरणों में घटाते हैं। भारत में प्रत्यावर्ती धारा मानक है, अत्यंत लंबे, समुद्र-नीचे या असमकालिक संयोजनों हेतु HVDC कड़ियों सहित।
| स्तर | मानक वोल्टताएँ | भूमिका |
|---|---|---|
| उत्पादन | जनित्र पर लगभग 11 से 25 kV | जनित्र ट्रांसफ़ॉर्मर द्वारा तत्काल बढ़ाई जाती है |
| पारेषण (अति-उच्च वोल्टता) | 765, 400 व 220 kV | उत्पादन-केंद्रों व ग्रिड उप-केंद्रों के बीच लंबी दूरी पर थोक बिजली |
| उप-पारेषण | 132 व 66 kV | ग्रिड उप-केंद्र से नगर व बड़े औद्योगिक भार तक |
| प्राथमिक वितरण (HT) | 33 व 11 kV | फ़ीडरों के साथ वितरण उप-केंद्रों तक |
| द्वितीयक वितरण (LT) | 415 V त्रि-कला, 230 V एक-कला | वितरण ट्रांसफ़ॉर्मर से उपभोक्ता तक |
उच्च वोल्टता पर पारेषण क्यों? त्रि-कला लाइन हेतु शक्ति P = √3 V I cos φ है, अतः समान शक्ति पर धारा 1/V की तरह घटती है, और लाइन-हानि I²R, 1/V² की तरह घटती है। वोल्टता तिगुनी करने पर समान चालक में हानि नौवें भाग की रह जाती है, या बहुत पतला चालक कार्य कर सकता है। मूल्य है महँगा विद्युतरोधन, ऊँचे टावर, चौड़ा मार्गाधिकार और महँगे उप-केंद्र, अतः प्रत्येक शक्ति व दूरी की एक मितव्ययी वोल्टता होती है। उदाहरण: जो लाइन 11 kV पर 90 kW गँवाती है वह समान शक्ति व चालक हेतु 33 kV पर 90/9 = 10 kW गँवाती है।
हानियाँ तकनीकी (लाइनों में I²R तापन, ट्रांसफ़ॉर्मर के क्रोड व ताँबे की हानियाँ, खराब शक्ति गुणक, अतिभार, असंतुलित कलाएँ, अत्यधिक लंबी निम्न-वोल्टता लाइनें) और वाणिज्यिक (चोरी, मीटरिंग व बिलिंग दोष) हैं; साथ मिलकर वे AT&C (कुल तकनीकी व वाणिज्यिक) हानि हैं। वे घटती हैं लंबी LT लाइनों के बजाय भार के निकट छोटे ट्रांसफ़ॉर्मरों सहित उच्चतर वोल्टता पर वितरण (HVDS) से, उचित आमाप के चालकों से, शक्ति गुणक हेतु संधारित्रों से, भार-संतुलन से और मीटरिंग से। ऊपरी लाइनें सस्ती व सुधारने में सरल हैं पर मार्गाधिकार चाहिए और खुली हैं; भूमिगत केबल सघन, बसे क्षेत्रों हेतु सुरक्षा व रूप के लिए उपयुक्त हैं पर कहीं अधिक महँगे हैं।
8. ट्रांसफ़ॉर्मर, फ़ीडर व उप-केंद्र
ट्रांसफ़ॉर्मर अन्योन्य प्रेरण से परिपथों के बीच AC शक्ति स्थानांतरित करता है, वोल्टता व धारा बदलता है पर आवृत्ति नहीं। आदर्श हेतु V₁/V₂ = N₁/N₂ = I₂/I₁। उच्चायी (स्टेप-अप) ट्रांसफ़ॉर्मर (द्वितीयक में अधिक फेरे) उत्पादन-केंद्र पर वोल्टता बढ़ाता है; अपचायी (स्टेप-डाउन) ट्रांसफ़ॉर्मर प्रत्येक उप-केंद्र पर घटाता है। इसकी रेटिंग kVA में होती है, kW में नहीं, क्योंकि इसकी हानियाँ वोल्टता व धारा पर निर्भर हैं, शक्ति गुणक पर नहीं। क्रोड (लौह) हानि जब भी वह ऊर्जित है लगभग स्थिर रहती है; ताँबे की हानि भार के वर्ग से बदलती है; दक्षता तब सर्वाधिक है जब दोनों बराबर हों। उदाहरण: 1,100 प्राथमिक फेरों वाला एक-कला ट्रांसफ़ॉर्मर, 11 kV से 440 V तक कार्य करता, 1,100 × 440/11,000 = 44 द्वितीयक फेरे रखता है।
वितरण ट्रांसफ़ॉर्मर (11 kV से 415 V) का आमाप क्षेत्र की विविधित अधिकतम माँग के अनुसार तय होता है: kVA = संयोजित भार × माँग गुणक / शक्ति गुणक। उदाहरण: प्रत्येक 3 kW संयोजित भार के 150 फ़्लैट 450 kW हैं; 0.4 माँग गुणक पर अधिकतम माँग 180 kW है; 0.9 शक्ति गुणक पर ट्रांसफ़ॉर्मर को 180/0.9 = 200 kVA देना है, और आवश्यकता से ऊपर की अगली मानक रेटिंग चुनी जाती है। त्रि-कला ट्रांसफ़ॉर्मर में लाइन धारा I = S / (√3 V) है: 250 kVA की इकाई 11 kV ओर 250,000 / (√3 × 11,000) = 13.12 A खींचती है।
शक्ति ले जाने वाले चालकों की तीन भूमिकाएँ हैं। फ़ीडर उप-केंद्र से वितरण क्षेत्र तक बिना राह में टैप किए चलता है, अतः उसकी धारा स्थिर है और वह धारा-वहन क्षमता हेतु अभिकल्पित होता है। वितरक (डिस्ट्रीब्यूटर) क्षेत्र से होकर चलता है और उसकी लंबाई में उपभोक्ता टैप करते हैं, अतः वह वोल्टता-पात हेतु अभिकल्पित होता है। सेवा मेन वितरक से उपभोक्ता तक अंतिम संयोजन है। फ़ीडर अरीय (स्रोत से एक पथ: सस्ता व सरल, पर दोष से उसके आगे सब बाधित), वलय या लूप (दो पथ, अतः स्विचिंग से आपूर्ति बहाल हो सकती है) या अंतर्संयोजित (कई स्रोत, सर्वाधिक विश्वसनीय व महँगा) बिछाए जाते हैं।
उप-केंद्र वोल्टता बदलता, जालक को स्विच व संरक्षित करता है। कार्य के अनुसार उच्चायी (विद्युत-गृह पर), ग्रिड या पारेषण, उप-पारेषण व वितरण उप-केंद्र (11 kV से 415 V) होते हैं। इसके उपकरणों में ट्रांसफ़ॉर्मर, परिपथ-वियोजक, पृथक्कारी, तड़ित-अवरोधक, बसबार, धारा व वोल्टता ट्रांसफ़ॉर्मर, संरक्षी रिले, संधारित्र बैंक व भू-संपर्कन हैं। निर्माण के अनुसार बाह्य वायु-विद्युतरोधित (AIS) उप-केंद्र सस्ते हैं पर बहुत भूमि चाहिए; गैस-विद्युतरोधित (GIS) उप-केंद्र, SF₆ से विद्युतरोधित, सुसंहत हैं, भूमि का एक अंश ही चाहिए, और सघन, भूमि-अल्प नगरों हेतु उपयुक्त हैं पर अधिक महँगे हैं; खंभा-आरोहित व सुसंहत (किओस्क) इकाइयाँ छोटे भार को सेवा देती हैं। उप-केंद्र अपने सेवित क्षेत्र के भार-केंद्र पर रखा जाता है ताकि फ़ीडर छोटे और हानि व वोल्टता-पात कम हों, और योजना भूमि व उसकी सुरक्षा-दूरियाँ आरक्षित करती है।
मुख्य बिंदु
- उत्पन्न अपशिष्ट = जनसंख्या × प्रति व्यक्ति दर; भारतीय MSW गीला, अक्रिय-समृद्ध व कम ऊष्मीय मान का है, अतः गीला अपशिष्ट प्रतिदिन एकत्र करें, स्रोत पर पृथक करें, और टन व घन मीटर को उनके घनत्व से जोड़ें।
- अपशिष्ट पदानुक्रम है घटाओ, पुनः उपयोग, पुनर्चक्रण, पुनः प्राप्त, निस्तारण; मार्ग को धारा से मिलाएँ: गीला कंपोस्ट या जैव-मेथेनीकरण को, सूखा दहनशील RDF को, पुनर्चक्रणीय MRF को, केवल अक्रिय अवशेष भू-भराव को।
- स्वच्छता-सम्मत भू-भराव में लाइनर, निक्षालन व गैस संग्रहण, दैनिक आवरण व निगरानी होती है; उसका क्षेत्रफल आवरण-मृदा सहित आयतन भाग ऊँचाई है (V = संहति / संपीडित घनत्व, A = V / H)।
- स्थल-चयन जल-विज्ञान, मृदा, बाढ़-स्तर, पवन, पहुँच, बफ़र व ढुलाई-दूरी का अनुसरण करता है: अंतःग्रहण ऊपरी धारा में, मलजल संयंत्र निचली धारा में, भू-भराव जल, कुओं, बाढ़-मैदान व हवाई-अड्डों से दूर, उप-केंद्र भार-केंद्र पर।
- ठोस अपशिष्ट प्रबंधन नियम, पर्यावरण (संरक्षण) अधिनियम के अंतर्गत, स्रोत पर पृथक्करण, प्रदूषक भुगतान करे व उत्पादक उत्तरदायित्व, और स्थानीय निकाय के कर्तव्य पर टिके हैं; IS 10500, IS 1172, IS 2470, CPHEEO मैनुअल व NBC भाग 9 तकनीकी मानक धारण करते हैं।
- बिजली 765/400/220 kV पारेषण, 132/66 kV उप-पारेषण, 33/11 kV प्राथमिक व 415/230 V द्वितीयक वितरण में चलती है; हानि 1/V² की तरह घटती है, ट्रांसफ़ॉर्मर की रेटिंग kVA में होती है, क्रोड हानि स्थिर व ताँबे की हानि भार-वर्ग से बदलती है, फ़ीडर धारा हेतु व वितरक वोल्टता-पात हेतु अभिकल्पित होता है, और उप-केंद्र भार-केंद्र पर रहता है।
अभ्यास प्रश्न (18)
उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।
कौन-सा क्रम अपशिष्ट पदानुक्रम को सर्वाधिक वांछनीय से न्यूनतम वांछनीय प्रतिक्रिया तक सूचीबद्ध करता है?
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उत्तर: C — घटाओ, पुनः उपयोग, पुनर्चक्रण, पुनः प्राप्त, निस्तारण
पदानुक्रम अपशिष्ट न बनाने (घटाओ) को वरीयता देता है, फिर वस्तुओं को उपयोग में रखना (पुनः उपयोग), फिर सामग्रियों का पुनर्संसाधन (पुनर्चक्रण), फिर कंपोस्ट, बायोगैस या ऊर्जा जैसा मूल्य पुनः प्राप्त करना, और अवशेष का भू-भराव सबसे अंत में। निस्तारण से शुरू होने वाला क्रम ठीक उलटा है, और अन्य पुनर्चक्रण या पुनः उपयोग को घटाने से ऊपर रखते हैं।किसी भारतीय नगर के कच्चे मिश्रित नगरपालिका अपशिष्ट का सीधा भस्मीकरण प्रायः मुख्यतः इसलिए अनुपयुक्त है क्योंकि
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उत्तर: A — उसकी नमी व अक्रिय पदार्थ उसे कम ऊष्मीय मान देते हैं, अतः वह बिना सहायता नहीं जलता
गीला भोजन-अपशिष्ट व अक्रिय गाद-राख ऊष्मीय मान घटाते हैं, अतः मिश्रित अपशिष्ट को पूरक ईंधन चाहिए जब तक उसे पहले पृथक, सुखाया या RDF न बनाया जाए। भस्मीकरण अपशिष्ट जलने पर आयतन को बहुत घटाता है; असल कठिनाई खराब दहन है, आयतन न घटा पाना नहीं।अपशिष्ट स्थानांतरण केंद्र मितव्ययी तब होता है जब
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उत्तर: D — निस्तारण स्थल तक ढुलाई लंबी हो, अतः बचा समय व ईंधन केंद्र की लागत से अधिक हो
स्थानांतरण केंद्र छोटे संग्रहण वाहनों को उतारकर शीघ्र लौटने देता है, जबकि बड़े ट्रेलर या कंपैक्टर लंबी ढुलाई करते हैं, अतः वह तभी लाभकर है जब ढुलाई लंबी हो। छोटी ढुलाई में अतिरिक्त हस्तन शुद्ध लागत है। प्रसंस्करण हेतु स्रोत पर पृथक्करण चाहिए, पर वह यह तय नहीं करता कि स्थानांतरण मितव्ययी है या नहीं।एक सब्ज़ी मंडी व होटल-समूह प्रतिदिन 30 t पृथक, गीला, अधिक नमी वाला भोजन-अपशिष्ट उत्पन्न करते हैं। संचालक को निकट की रसोई हेतु ईंधन और खाद की तरह प्रयोग योग्य उत्पाद चाहिए। सर्वोत्तम प्रसंस्करण मार्ग है
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उत्तर: B — जैव-मेथेनीकरण, जो रसोई हेतु बायोगैस व खाद की तरह प्रयोग योग्य पाचित अवशेष देता है
गीला, अधिक नमी वाला भोजन-अपशिष्ट अवायवीय पाचन का आदर्श भरण है, जो बायोगैस व पोषक-समृद्ध पाचित अवशेष देता है, दोनों इच्छाओं से मेल खाता है। गीला अपशिष्ट खराब जलता है, अतः भस्मीकरण व RDF लुभावने पर गलत मार्ग हैं; उसे भू-भराव में गाड़ना संसाधन गँवाता और भारी निक्षालन व मीथेन उत्पन्न करता है।स्वच्छता-सम्मत भू-भराव हेतु चार स्थल प्रस्तावित हैं। सर्वाधिक उपयुक्त है
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उत्तर: A — गहरे जल-तल वाला चिकनी मिट्टी का पठार, बाढ़-मैदान के बाहर, कुओं, घरों व हवाई-अड्डे के पक्षी-टकराव क्षेत्रों से दूर
भू-भराव को भूजल की रक्षा हेतु कम पारगम्यता की मृदा व गहरा जल-तल चाहिए, बाढ़-मैदान के बाहर, जल-स्रोतों व घरों से दूर स्थल चाहिए, और हवाई-अड्डों से दूरी चाहिए, जहाँ अपशिष्ट पर जुटने वाले पक्षी टकराव का खतरा हैं। प्रत्येक प्रतिद्वंद्वी स्थल इनमें से एक कसौटी पर विफल है; बाढ़-मैदान स्थल की छोटी ढुलाई उसके जल-वैज्ञानिक जोखिम की भरपाई नहीं करती।भारत के अपशिष्ट-प्रबंधन नियमों में “प्रदूषक भुगतान करे” सिद्धांत का अर्थ है कि
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उत्तर: C — अपशिष्ट-उत्पादक उपयोगकर्ता-शुल्क व दंड दें, और निर्माता अपने माल के जीवनांत हेतु उत्तरदायी हों
सिद्धांत लागत उस पर डालता है जो अपशिष्ट बनाता है: अपशिष्ट-उत्पादक पर उपयोगकर्ता-शुल्क व तत्काल दंड, और संबद्ध प्लास्टिक-अपशिष्ट व ई-अपशिष्ट नियमों के अंतर्गत पैकेजिंग व इलेक्ट्रॉनिक्स हेतु विस्तारित उत्पादक उत्तरदायित्व। यह ऐसा नियम नहीं कि नगरपालिका सब सोख ले, न ऐसा कि परिवारों को छूट दे या लागत पूरे राज्य में फैला दे।कौन-सी सूची पारेषण से उपभोक्ता तक श्रृंखला में आपूर्ति वोल्टताओं को सही अवरोही क्रम में देती है?
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उत्तर: B — 400 kV, 132 kV, 33 kV, 11 kV, 415 V
श्रृंखला अति-उच्च वोल्टता पारेषण (400 kV) से उप-पारेषण (132 kV) व प्राथमिक वितरण (33 kV, 11 kV) होती हुई उपभोक्ता पर 415 V तक उतरती है। अन्य सूचियाँ 132 kV को 400 kV से ऊपर, या 33 kV को 132 kV से ऊपर रखती हैं, या 400 kV को 220 kV से नीचे।अत्यंत भूमि-अल्प सघन नगर में पसंदीदा उप-केंद्र प्रकार, और उसका कारण, है
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उत्तर: D — गैस-विद्युतरोधित (GIS), क्योंकि वह सुसंहत है और भूमि का एक अंश लेता है, यद्यपि महँगा है
गैस-विद्युतरोधित उप-केंद्र उपकरणों को SF₆-भरे आवरणों में बाँधता है जिन्हें वायु-विद्युतरोधित यार्ड की भूमि का छोटा अंश चाहिए, जो भूमि महँगी होने पर अतिरिक्त लागत के योग्य है। बाह्य वायु-विद्युतरोधित यार्ड सस्ते पर भूमि-भक्षी हैं, और खंभा-आरोहित इकाई केवल छोटे भार सेवित करती है।400 kVA का त्रि-कला ट्रांसफ़ॉर्मर 11 kV पर पोषित है। हानियाँ अनदेखी करने पर 11 kV ओर लाइन धारा लगभग है
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उत्तर: A — 20.99 A
त्रि-कला में I = S / (√3 V) = 400,000 / (1.732 × 11,000) = 20.99 A। 36.36 A का आँकड़ा S/V है और √3 भूल जाता है, जो लुभावनी भूल है; 62.98 A में √3 से भाग देने के बजाय गुणा किया गया है।फ़ीडर व वितरक का सही अंतर कौन-सा कथन बताता है?
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उत्तर: C — फ़ीडर उप-केंद्र से क्षेत्र तक बिना टैप चलता है और धारा-क्षमता हेतु अभिकल्पित होता है, जबकि वितरक की लंबाई में टैप होता है और वोल्टता-पात हेतु अभिकल्पित
फ़ीडर उप-केंद्र से वितरण क्षेत्र तक थोक शक्ति बिना टैपिंग ले जाता है, अतः उसकी धारा स्थिर है और सीमा धारा-वहन क्षमता है। वितरक की लंबाई में टैपिंग है, अतः दूर के उपभोक्ताओं पर वोल्टता-पात उसे नियंत्रित करता है। परिसर तक अंतिम संयोजन सेवा मेन है, फ़ीडर नहीं।स्वच्छता-सम्मत भू-भराव के संबंध में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: A — निक्षालन लाइनर के ऊपर एकत्र कर उपचारित किया जाना चाहिए; B — भू-भराव गैस में मीथेन है, जो वायु में विस्फोटक है, अतः उसे एकत्र कर जलाया या प्रयुक्त किया जाता है
भू-भराव को अपना निक्षालन लाइनर व संग्रहण प्रणाली से रोकना और अपनी मीथेन सँभालनी है। गीला अपशिष्ट गाड़ने से सुरक्षित कंपोस्ट नहीं, भारी निक्षालन व गैस बनती है, और खुला जलाना वर्जित है क्योंकि वह विषैला धुआँ छोड़ता और अभियांत्रिक आवरण को विफल करता है।अपशिष्ट धारा व प्रसंस्करण मार्ग के निम्नलिखित जोड़ों में से कौन-से उपयुक्त हैं?
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उत्तर: A — पृथक गीला रसोई-अपशिष्ट: कंपोस्टिंग या जैव-मेथेनीकरण; B — सूखा दहनशील अंश (कागज़, प्लास्टिक, वस्त्र): सीमेंट भट्ठी या बॉयलर हेतु RDF
गीले कार्बनिक पदार्थ जैविक प्रसंस्करण के अनुकूल हैं और सूखा, उच्च ऊष्मीय अंश RDF के। अक्रिय गाद व मलबे का ईंधन-मूल्य नहीं, अतः जलाने से कुछ पुनः प्राप्त नहीं होता और वे पुनर्चक्रित मिश्र या भू-भराव में जाते हैं; और मिश्रित अपशिष्ट सीधे कंपोस्ट करने पर काँच, प्लास्टिक व धातुओं से दूषित कंपोस्ट देता है।ट्रांसफ़ॉर्मरों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: A — रेटिंग kVA में होती है क्योंकि हानियाँ वोल्टता व धारा पर निर्भर हैं, शक्ति गुणक पर नहीं; B — ट्रांसफ़ॉर्मर के ऊर्जित रहते क्रोड हानि लगभग स्थिर रहती है, और ताँबे की हानि भार के वर्ग से बदलती है; C — दक्षता तब सर्वाधिक होती है जब ताँबे की हानि क्रोड हानि के बराबर हो
लौह हानि वोल्टता व आवृत्ति पर, ताँबे की हानि धारा के वर्ग पर निर्भर है, और अधिकतम दक्षता वहाँ है जहाँ दोनों बराबर हों। उच्चायी ट्रांसफ़ॉर्मर वोल्टता बढ़ाता है, जिसमें द्वितीयक में अधिक फेरे चाहिए, अतः द्वितीयक में कम फेरों का दावा उलटा है।3,20,000 जनसंख्या का नगर 0.45 kg/व्यक्ति/दिन की दर से अपशिष्ट उत्पन्न करता है। प्रत्येक संग्रहण वाहन दिन में एक चक्कर में 8 टन ले जाता है। पूरे दिन का अपशिष्ट उठाने हेतु आवश्यक वाहनों की संख्या, बिना आरक्षित वाहनों के, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 18
अपशिष्ट = 320,000 × 0.45 = 144,000 kg = 144 टन/दिन। वाहन = 144 / 8 = ठीक 18, अतः ऊपर पूर्णांकन नहीं चाहिए। जाँच: 18 × 8 = 144।एक भू-भराव 8 वर्ष तक, प्रति वर्ष 365 दिन, 600 kg/m³ संपीडित घनत्व पर 120 t/दिन प्राप्त करता है। दैनिक व मध्यवर्ती मृदा आवरण अपशिष्ट-आयतन में 25% जोड़ता है, और भू-भराव 10 m ऊँचाई तक भरा जाता है। आवश्यक भूमि क्षेत्रफल, हेक्टेयर में एक दशमलव तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 7.3
दैनिक आयतन = 120,000 kg / 600 kg/m³ = 200 m³। 8 × 365 = 2,920 दिनों में: 584,000 m³। 25% आवरण सहित: 584,000 × 1.25 = 730,000 m³। क्षेत्रफल = 730,000 / 10 = 73,000 m² = 7.3 ha (1 ha = 10,000 m²)। आवरण के बिना क्षेत्रफल 5.84 ha होता।एक नगर 250 t/दिन नगरपालिका अपशिष्ट उत्पन्न करता है, जिसमें 60% कार्बनिक है। कार्बनिक अंश का केवल 80% ठीक से पृथक होकर कंपोस्टिंग संयंत्र तक पहुँचता है, और संयंत्र की उपज भरण की संहति का 25% है। उत्पादित कंपोस्ट, टन प्रतिदिन में, ____ है।
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उत्तर: 30
कार्बनिक अंश = 0.60 × 250 = 150 t/दिन। संयंत्र तक पहुँचने वाला = 0.80 × 150 = 120 t/दिन। कंपोस्ट = 0.25 × 120 = 30 t/दिन। जाँच: 0.6 × 0.8 × 0.25 = 0.12, और 0.12 × 250 = 30।एक आवासीय खंड में 200 फ़्लैट हैं, प्रत्येक का संयोजित भार 2.5 kW है। माँग गुणक 0.45 और शक्ति गुणक 0.9 है। अधिकतम माँग पूरी करने हेतु आवश्यक न्यूनतम ट्रांसफ़ॉर्मर kVA ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 250
संयोजित भार = 200 × 2.5 = 500 kW। अधिकतम माँग = 0.45 × 500 = 225 kW। kVA = 225 / 0.9 = 250 kVA। रेटिंग को kVA कवर करना है, 225 kW नहीं।33 kV पर स्थिर शक्ति पारेषित करने वाली लाइन 64 kW हानि करती है। वही शक्ति उसी शक्ति गुणक पर व उसी चालक से 132 kV पर भेजी जाती है। लाइन-हानि, kW में, ____ हो जाती है।
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उत्तर: 4
स्थिर शक्ति पर धारा 1/V की तरह और हानि I²R, 1/V² की तरह बदलती है। वोल्टता 132/33 = 4 गुना बढ़ती है, अतः हानि 4² = 16 गुना घटती है: 64/16 = 4 kW। 16 के स्थान पर 4 से भाग देना सामान्य भूल है।