जल उपचार में स्कंदन क्या है
स्वच्छ पानी शायद ही कभी एक उपचार चरण से आता है। अधिकांश संयंत्रों में, कई प्रक्रियाएं मिलकर कच्चे पानी को सुरक्षित और उपयोगी पानी में बदलती हैं।जमावटअक्सर छोटे कणों को एक साथ जोड़ने में मदद करके इस यात्रा की शुरुआत करता है।
तो, जल उपचार में स्कंदन क्या है? सरल शब्दों में, हम एक रसायन मिलाते हैं जो छोटे कणों के व्यवहार को बदल देता है। यह रसायन उन कणों को एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करने से रोकने और बड़े समूह बनाने में मदद करता है। फिर हम फ्लोक्यूलेशन, अवसादन और निस्पंदन के माध्यम से उन समूहों को हटा सकते हैं।
जल कीटाणुशोधन उपकरणों के निर्माता के रूप में, हम स्कंदन को बड़े का एक महत्वपूर्ण हिस्सा मानते हैंजल उपचार प्रक्रियाके माध्यम से आपके भंडारण के हर घन इंच को अनुकूलित करते हैं। हमारासोडियम हाइपोक्लोराइट जेनरेटरसामान्यतः बाद के कीटाणुशोधन चरण का समर्थन करता है। स्कंदन पहले कणों को संभालता है, जबकि कीटाणुशोधन बाद में सूक्ष्मजीवों को लक्षित करता है।
जल उपचार में स्कंदन का महत्व
कच्चे पानी में मिट्टी, गाद, शैवाल, बैक्टीरिया, रंग औरकार्बनिक यौगिक. इनमें से कई पदार्थ सामान्य अवसादन के लिए बहुत छोटे रहते हैं। कुछ कणों में एक विद्युत आवेश भी होता है जो उन्हें अलग रखता है।
निलंबित कणों की समस्या
अनेक निलंबित कण एक ऋणात्मक सतह आवेश रखते हैं। चूंकि समान आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, कण पानी में फैले रहते हैं। वे घंटों या दिनों तक निलंबित रह सकते हैं।
यह व्यवहार एक बड़ी चुनौती पैदा करता हैजल उपचार संयंत्रों के लिए. एक सामान्य अवसादन टैंक बहुत छोटे कणों को आसानी से नहीं हटा सकता। जब आने वाले पानी में भारी कण भार होता है तो निस्पंदन भी कठिन हो जाता है।
स्कंदन इस समस्या का कुछ हिस्सा कणों को एकत्र करना आसान बनाकर हल करता है। लक्ष्य केवल पानी को साफ दिखाने से कहीं अधिक है। अच्छा स्कंदन डाउनस्ट्रीम निस्पंदन और समग्रजल गुणवत्ता.
स्कंदन बनाम साधारण अवसादन
कल्पना कीजिए कि बाथटब में तैरते हुए मुट्ठी भर आटे को इकट्ठा करने की कोशिश कर रहे हैं। इसके डूबने का इंतज़ार करना किसी के भी धैर्य की परीक्षा ले सकता है। जल उपचार को छोटे कोलॉइडी कणों के साथ इसी तरह की समस्या का सामना करना पड़ता है।
जमावट के दौरान, हम एक रसायन मिलाते हैं जो एक धनात्मक आवेशितफॉर्म। यह रासायनिकनकारात्मक आवेश को निष्क्रिय करता हैकोलॉइडी कणों के आसपास। एक बार प्रतिकर्षण कम हो जाता है, तो कण एक-दूसरे के पास आ सकते हैं।
प्रक्रिया हर संदूषक को नहीं हटाती। इसके बजाय, यह कई संदूषकों को अगले उपचार चरणों के लिए तैयार करती है। जब हम एक पूर्ण डिज़ाइन करते हैं तो यह अंतर मायने रखता हैउपचार प्रणाली.
कौगुलेशन प्रक्रिया कैसे काम करती है
यह…जमावट प्रक्रियाआमतौर पर तब शुरू होता है जब ऑपरेटर कच्चे पानी में एक जमावटक मिलाते हैं। तेज़ मिश्रण फिर रसायन को पानी में फैलाता है। रसायन कणों के साथ प्रतिक्रिया करता है और उन्हें अस्थिर कर देता है।
आवेश निष्क्रियीकरण और ज़ेटा क्षमता
यहाँ एक उपयोगी अवधारणा है ज़ेटा क्षमता. यह निलंबित कणों की सतह के पास विद्युत व्यवहार का वर्णन करता है। उच्च ऋणात्मक जीटा विभव अक्सर कणों के बीच मजबूत प्रतिकर्षण को इंगित करता है।
एक उपयुक्त स्कंदक इस प्रतिकर्षण को कम करता है। व्यावहारिक रूप में, कण निलंबन में कम स्थिर हो जाते हैं। वे फिर अधिक आसानी से टकरा सकते हैं और जुड़ सकते हैं।
संचालक केवल एक जादुई संख्या का पीछा नहीं करते। कच्चा पानी पूरे वर्ष बदलता रहता है, इसलिए सर्वोत्तम रासायनिक खुराक भी बदल सकती है। तापमान, मैलापन, पीएच, क्षारीयता और कार्बनिक पदार्थ सभी प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।
तेजी से मिश्रण प्रतिक्रिया शुरू करता है
संचालक आमतौर पर स्कंदक को इस दौरान मिलाते हैंतेजी से मिश्रण. इस चरण में मजबूत और नियंत्रित आंदोलन की आवश्यकता होती है। लक्ष्य बड़े फ्लॉक निर्माण के बजाय तेज रासायनिक वितरण है।
सामान्य स्कंदन संपर्क समय सेकंड से एक मिनट से भी कम तक हो सकता है। वास्तविक मान संयंत्र डिजाइन और पानी की रसायन विज्ञान पर निर्भर करते हैं। ईपीए सामग्री लगभग 0.5–30 सेकंड में तीव्र स्कंदन और स्वीप फ्लॉक निर्माण का वर्णन करती है।
अगला चरण हल्के मिश्रण का उपयोग करता है। वह चरण अस्थिर कणों को बड़े फ्लॉक्स बनाने की अनुमति देता है। इसलिए, जमावट और फ्लोक्यूलेशनएक साथ काम करते हैं, लेकिन वे समान प्रक्रियाएँ नहीं हैं।
सामान्य प्रकार के थक्के बनाने वाले पदार्थ
विभिन्न कच्चे जल स्रोतों को विभिन्न रसायनों की आवश्यकता होती है। ऑपरेटर सामान्यतः कई में से चुनते हैंस्कंदकों के प्रकार. चुनाव पानी के रसायन, उपचार लक्ष्यों, लागत और स्थानीय परिचालन स्थितियों पर निर्भर करता है।
एल्युमिनियम सल्फेट और फेरिक क्लोराइड
दो परिचित विकल्प शामिल हैं एल्युमिनियम सल्फेट या फेरिक क्लोराइड. एल्युमिनियम सल्फेट, जिसे अक्सर एल्युमिनियम सल्फेट फिटकरीकहा जाता है, पीने के पानी के उपचार में इसका लंबा इतिहास है। फेरिक क्लोराइड भी कई अनुप्रयोगों में मजबूत जमावट प्रदर्शन प्रदान करता है।
अन्य सामान्य विकल्पों में शामिल हैं:
एल्युमिनियम क्लोराइड
फेरिक सल्फेट
पॉलीएल्युमिनियम क्लोराइड (PACl)
कार्बनिक पॉलिमर
मिश्रित जमावट उत्पाद
एल्युमिनियम और लोहे के लवण पानी में धनात्मक आवेशित हाइड्रोलिसिस उत्पाद बनाते हैं। ये उत्पाद कोलॉइडी कणों को अस्थिर करने में मदद करते हैं। ये धातु हाइड्रॉक्साइड फ्लॉक भी बना सकते हैं जो बढ़ते समय कणों को फँसा लेते हैं।
सबसे अच्छा विकल्प कच्चे पानी पर निर्भर करता है। हमें कभी भी केवल ब्रोशर से रसायन का चयन नहीं करना चाहिए। वास्तविक पानी की रसायन विज्ञान को निर्णय का मार्गदर्शन करना चाहिए।
स्कंदक चयन के लिए परीक्षण आवश्यक है
एक रसायन जो एक संयंत्र में अच्छा प्रदर्शन करता है वह दूसरे संयंत्र में खराब प्रदर्शन कर सकता है। भारी बारिश के बाद एक ही नदी भी अलग व्यवहार कर सकती है। इसीलिए अनुभवी ऑपरेटर अनुमान के बजाय परीक्षण पर भरोसा करते हैं।
महत्वपूर्ण कारकों में शामिल हैं:
कच्चे पानी की मैलापन
पीएच और क्षारीयता
तापमान
रंग
निलंबित ठोस पदार्थ
प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ
स्कंदक खुराक
मिश्रण की स्थितियाँ
अवसादन व्यवहार
अच्छा परीक्षण कम खुराक और अधिक खुराक दोनों को रोक सकता है। बहुत कम रसायन कणों को अस्थिर छोड़ सकता है। बहुत अधिक रसायन लागत बढ़ा सकता है और अनावश्यक कीचड़ पैदा कर सकता है।
जार परीक्षण सही खुराक ढूंढता है
जार परीक्षणऑपरेटरों को कौगुलेंट और खुराक की तुलना करने का एक व्यावहारिक तरीका देता है। यह एक ही कच्चे पानी के कई कंटेनरों का उपयोग करता है। प्रत्येक कंटेनर को एक अलग रासायनिक खुराक या उपचार स्थिति मिलती है।
एक सरल जार परीक्षण अनुक्रम
एक सामान्य परीक्षण इन चरणों का पालन कर सकता है:
एक प्रतिनिधि कच्चे पानी का नमूना एकत्र करें।
कई परीक्षण जार को समान मात्रा से भरें।
अलग-अलग कौगुलेंट खुराक जोड़ें।
तेजी से मिश्रण लागू करें।
मिश्रण की गति कम करें।
फ्लोक्स को विकसित होने दें।
पानी को जमने दें।
मैलापन और अन्य संकेतकों की तुलना करें।
ऑपरेटर मैलापन, पीएच, रंग और स्थिर जल की उपस्थिति माप सकते हैं। फिर वे परिणामों की तुलना कर सकते हैं और एक व्यावहारिक परिचालन सीमा चुन सकते हैं।
ईपीए दिशानिर्देश भी जार परीक्षण की सलाह देते हैं जब ऑपरेटर स्कंदक खुराक का मूल्यांकन करते हैं।
हमारे दृष्टिकोण में, जार परीक्षण उपचार संयंत्र के एक छोटे प्रयोगशाला संस्करण की तरह कार्य करता है। यह ऑपरेटरों को पूर्ण पैमाने के उपकरण बदलने से पहले निर्णय लेने की अनुमति देता है। इससे रसायन, समय और बहुत सारी परेशानियाँ बच सकती हैं।
स्कंदन क्या हटा सकता है
जमावट उन कणों के खिलाफ सबसे अच्छा काम करती है जो अस्थिर हो सकते हैं और फ्लॉक्स से जुड़ सकते हैं। इनमें कई कोलॉइड, निलंबित पदार्थ और प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ के कुछ रूप शामिल हैं।
प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ और कार्बनिक यौगिक
प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ NOM नदियों, झीलों, मिट्टी और अन्य जल स्रोतों में प्राकृतिक रूप से पाया जाता है। यह रंग, स्वाद और गंध में योगदान दे सकता है। NOM बाद के उपचार के दौरान रासायनिक मांग को भी प्रभावित कर सकता है।
EPA द्वारा समीक्षा किए गए शोध से पता चलता है कि जमावट NOM के महत्वपूर्ण हिस्सों को हटा सकती है, विशेष रूप से कुछ हाइड्रोफोबिक और उच्च-आणविक-भार अंशों को।
हालांकि, जमावट हर घुले हुए कार्बनिक यौगिक को नहीं हटाती है। कुछ संदूषकों को सक्रिय कार्बन, झिल्ली, ऑक्सीकरण या किसी अन्य विशेष प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। हमें हमेशा उपचार विधि को संदूषक के साथ मिलाना चाहिए।
स्कंदन बाद के फिल्टरों पर भार कम करने में भी मदद कर सकता है। यह लाभ तब महत्वपूर्ण हो जाता है जब कच्चे पानी में उच्च गंदलापन होता है। ऊपरी चरणों में बेहतर कण निष्कासन बाद के निस्पंदन को अधिक प्रबंधनीय बना सकता है।
उपचार प्रणाली में स्कंदन का स्थान
स्कंदन सामान्यतः पारंपरिक पेयजल प्रक्रिया के आरंभ के पास स्थित होता है। सटीक लेआउट स्रोत जल और उपचार लक्ष्यों पर निर्भर करता है।
कच्चे पानी से कीटाणुशोधन तक
एक सामान्य क्रम इस प्रकार दिखता है:
कच्चा पानी → स्कंदन → फ्लोक्यूलेशन → अवसादन → निस्पंदन → कीटाणुशोधन
CDC स्कंदन, फ्लोक्यूलेशन, अवसादन, निस्पंदन और कीटाणुशोधन को सामान्य उपचार चरणों के रूप में वर्णित करता है।
प्रत्येक चरण का अलग कार्य होता है। स्कंदन छोटे कणों को अस्थिर करता है। फ्लोक्यूलेशन बड़े फ्लोक बनाता है। अवसादन बसे हुए ठोस पदार्थों को हटाता है। निस्पंदन शेष कणों को पकड़ता है, जबकि कीटाणुशोधन सूक्ष्मजीवों को नियंत्रित करता है।
हमारासोडियम हाइपोक्लोराइट जेनरेटरयह श्रृंखला के कीटाणुशोधन पक्ष में फिट बैठता है। यह नियंत्रित क्लोरीन खुराक के लिए सोडियम हाइपोक्लोराइट उत्पन्न करता है। इसलिए, जमावट और क्लोरीनीकरण को एक-दूसरे से प्रतिस्पर्धा नहीं करनी चाहिए। वे अलग-अलग समस्याओं का समाधान करते हैं।
पूरी प्रणाली क्यों मायने रखती है
एक मजबूत जल उपचार प्रणाली को संतुलन की आवश्यकता होती है। उत्कृष्ट जमावट उचित कीटाणुशोधन की जगह नहीं ले सकती। इसी तरह, मजबूत क्लोरीनीकरण खराब कण निष्कासन की भरपाई नहीं कर सकता।
अच्छा कण निष्कासन कीटाणुशोधन प्रदर्शन का भी समर्थन कर सकता है। जब पानी में कम कण और कार्बनिक पदार्थ होते हैं, तो डाउनस्ट्रीम उपचार अधिक स्थिर परिस्थितियों में काम कर सकता है। EPA अनुसंधान यह जांचना जारी रखता है कि संदूषक निष्कासन और उपचार प्रक्रियाएं पीने के पानी की गुणवत्ता और कीटाणुशोधन उपोत्पादों को कैसे प्रभावित करती हैं।
हमारे लिए, यह सबसे महत्वपूर्ण सबक में से एक है। जल उपचार एक जुड़ी हुई प्रणाली के रूप में सबसे अच्छा काम करता है, न कि अलग-अलग मशीनों के संग्रह के रूप में।
प्रमुख पैरामीटर जिन पर ऑपरेटरों को ध्यान देना चाहिए
जमाव दूर से देखने में सरल लगता है। व्यवहार में, इसके प्रदर्शन को कई पैरामीटर नियंत्रित करते हैं।
व्यावहारिक संचालन जाँच सूची
संचालकों को नियमित रूप से निगरानी करनी चाहिए:
पीएच: विभिन्न पीएच स्तरों पर जमावकर्ता अलग-अलग प्रदर्शन करते हैं।
क्षारीयता: धातु लवण हाइड्रोलिसिस के दौरान क्षारीयता का उपभोग कर सकते हैं।
मैलापन: उच्च मैलापन प्रक्रिया समायोजन की आवश्यकता हो सकती है।
तापमान: ठंडा पानी फ्लॉक निर्माण को धीमा कर सकता है।
स्कंदक खुराक: छोटे बदलाव निष्कासन दक्षता को प्रभावित कर सकते हैं।
मिश्रण तीव्रता: तेज़ मिश्रण से रसायनों का तेजी से वितरण होना चाहिए।
फ्लॉक आकार: बड़े और मजबूत फ्लॉक आमतौर पर अधिक आसानी से जमते हैं।
अवसादन समय: ऑपरेटरों को पृथक्करण के लिए पर्याप्त समय चाहिए।
ज़ीटा विभव: यह कण अस्थिरता का मूल्यांकन करने में मदद कर सकता है।
कीचड़ उत्पादन: बेहतर निष्कासन से प्रबंधन के लिए अधिक ठोस पदार्थ भी बनते हैं।
कोई सार्वभौमिक खुराक नहीं है जो हर जगह काम करे। उदाहरण के लिए, EPA संदर्भ सामग्री कुछ उपचार संदर्भों में लगभग 5–150 mg/L की फिटकरी खुराक दरें सूचीबद्ध करती है। यह सीमा दिखाती है कि ऑपरेटरों को किसी अन्य संयंत्र की सेटिंग्स को आँख बंद करके कॉपी करने के बजाय परीक्षण की आवश्यकता क्यों है।
स्कंदन पर अंतिम विचार
तो, जल उपचार में स्कंदन क्या है? यह रासायनिक चरण है जो छोटे कणों को अस्थिर करता है और उन्हें एक साथ लाने में मदद करता है। विद्युत प्रतिकर्षण को कम करके, स्कंदक कणों को फ्लोक्यूलेशन, अवसादन और निस्पंदन के लिए तैयार करते हैं।
हम स्कंदन को जल उपचार के शांत कार्यशील घोड़ों में से एक मानते हैं। इसे शायद ही कभी सुर्खियाँ मिलती हैं, लेकिन यह आगे आने वाले चरणों का समर्थन करता है। जब ऑपरेटर pH, खुराक, मिश्रण और कच्चे पानी की स्थितियों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करते हैं, तो पूरी प्रक्रिया अधिक सुचारू रूप से चल सकती है।
साथ ही, जमावट कीटाणुशोधन की जगह नहीं लेती। भौतिक और रासायनिक कण हटाने के बाद, पानी में अभी भी सूक्ष्मजीव हो सकते हैं। एक उचित रूप से चयनित कीटाणुशोधन प्रक्रिया आवश्यक बनी रहती है, और एक विश्वसनीय सोडियम हाइपोक्लोराइट जेनरेटरउपयुक्त अनुप्रयोगों के लिए नियंत्रित क्लोरीन उत्पादन प्रदान कर सकता है।
आधुनिक जल उपचार संयंत्रों के लिएके लिए, विजयी दृष्टिकोण सरल बना हुआ है: कच्चे पानी को समझें, प्रक्रिया का परीक्षण करें, रसायन विज्ञान को नियंत्रित करें, और परिणामों की निगरानी करें। साफ पानी संयोग से नहीं होता। अच्छी इंजीनियरिंग इसे संभव बनाती है।