कोएग्युलेंट PAC का अंतिम निपटान स्थल क्या है?
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सीवेज ट्रीटमेंट हेतु प्रयोग में आने वाला कोएग्युलेंट एजेंट PAC, सीवेज के संघनन एवं गैस-फ्लोटेशन प्रक्रियाओं में व्यापक रूप से उपयोग में आता है। PAC के उपयोग से सीवेज में मौजूद कण एवं कोलॉइड्स अस्थिर हो जाते हैं, जिससे वे आपस में जुड़ जाते हैं। तो, क्या PAC अंततः पानी में घुलकर निकल जाता है, या फिर यह सीवेज में ही रह जाता है?
पॉलीएल्यूमिनियम क्लोराइड द्वारा संघनन प्रक्रिया:
1. संघनन चरण: इस चरण में, औषधीय घोल को संघनन टैंक में डाला जाता है, जहाँ यह मूल जल के साथ तेज़ गति से मिलकर सूक्ष्म कणों का निर्माण करता है। इस प्रक्रिया में जल अधिक गड़बड़ा जाता है; इसके लिए जलप्रवाह में तीव्र तरंगें होना आवश्यक है। बीकर प्रयोग में, मिश्रण को तेज़ गति से (250-300 रोटेशन/मिनट) 10-30 सेकंड तक ही हिलाना चाहिए; आम तौर पर 2 मिनट से अधिक नहीं। ⒉फ्लोकीकरण चरण: यह वह प्रक्रिया है, जिसमें फ्लोकों का आकार बढ़ता है। इसके लिए उचित स्तर की अशांति एवं पर्याप्त समय (10-15 मिनट) आवश्यक है। बाद में, बड़ी संख्या में फ्लोकों के एकत्र होकर धीरे-धीरे नीचे जाने का प्रभाव देखने को मिलता है; जिससे सतह पर एक स्पष्ट परत बन जाती है। केटल एक्सपेरिमेंट में, पहले 150 रोटेशन/मिनट की गति से लगभग 6 मिनट तक मिश्रण को हिलाया जाता है; इसके बाद 60 रोटेशन/मिनट की गति से लगभग 4 मिनट तक मिश्रण को हिलाया जाता है, ताकि वह अवक्षेपित अ ⒊अवक्षेपण चरण: यह अवक्षेपण टैंक में फ्लोकों के अवक्षेपण की प्रक्रिया है। इसके लिए जलप्रवाह की गति धीमी होनी आवश्यक है। दक्षता बढ़ाने हेतु आमतौर पर तिरछी नलियों/प्लेटों वाले अवक्षेपण टैंकों का उपयोग किया जाता है (फ्लोकों को अलग करने हेतु गैस-फ्लोटेशन विधि सबसे अच्छी है)। बड़े आकार के फ्लोक तिरछी नलियों/प्लेटों की दीवारों से रुककर टैंक के तल पर जम जाते हैं। ऊपरी स्तर का जल स्वच्छ होता है; जबकि छोटे आकार एवं कम घनत्व वाले फ्लोक धीरे-धीरे नीचे गिरते रहते हैं, एवं आपस में टकरकर और बड़े होते जाते हैं। अंत में, जल में मौजूद अशुद्धियाँ लगभग स्थिर रह जाती हैं। फ्लास्क में प्रयोग करते समय, इसे 20-30 घूर्णन/मिनट की गति से 5 मिनट तक धीरे-धीरे हिलाना चाहिए; उसके बाद 10 मिनट तक ऐसे ही रहने देना चाहिए, ताकि शेष अवक्षेप मापा ज ⒋फिल्टरिंग प्रक्रिया को बेहतर बनाने हेतु, फिल्टर की संरचना एवं सहायक पदार्थों का उचित चयन आवश्यक है; ऐसा करने से फिल्टर द्वारा अशुद्धियों को हटाने की क्षमता में वृद्धि होती है। यह जल की गुणवत्ता में सुधार हेतु एक महत्वपू
1. संघनन चरण: इस चरण में, औषधीय घोल को संघनन टैंक में डाला जाता है, जहाँ यह मूल जल के साथ तेज़ गति से मिलकर सूक्ष्म कणों का निर्माण करता है। इस प्रक्रिया में जल अधिक गड़बड़ा जाता है; इसके लिए जलप्रवाह में तीव्र तरंगें होना आवश्यक है। बीकर प्रयोग में, मिश्रण को तेज़ गति से (250-300 रोटेशन/मिनट) 10-30 सेकंड तक ही हिलाना चाहिए; आम तौर पर 2 मिनट से अधिक नहीं। ⒉फ्लोकीकरण चरण: यह वह प्रक्रिया है, जिसमें फ्लोकों का आकार बढ़ता है। इसके लिए उचित स्तर की अशांति एवं पर्याप्त समय (10-15 मिनट) आवश्यक है। बाद में, बड़ी संख्या में फ्लोकों के एकत्र होकर धीरे-धीरे नीचे जाने का प्रभाव देखने को मिलता है; जिससे सतह पर एक स्पष्ट परत बन जाती है। केटल एक्सपेरिमेंट में, पहले 150 रोटेशन/मिनट की गति से लगभग 6 मिनट तक मिश्रण को हिलाया जाता है; इसके बाद 60 रोटेशन/मिनट की गति से लगभग 4 मिनट तक मिश्रण को हिलाया जाता है, ताकि वह अवक्षेपित अ ⒊अवक्षेपण चरण: यह अवक्षेपण टैंक में फ्लोकों के अवक्षेपण की प्रक्रिया है। इसके लिए जलप्रवाह की गति धीमी होनी आवश्यक है। दक्षता बढ़ाने हेतु आमतौर पर तिरछी नलियों/प्लेटों वाले अवक्षेपण टैंकों का उपयोग किया जाता है (फ्लोकों को अलग करने हेतु गैस-फ्लोटेशन विधि सबसे अच्छी है)। बड़े आकार के फ्लोक तिरछी नलियों/प्लेटों की दीवारों से रुककर टैंक के तल पर जम जाते हैं। ऊपरी स्तर का जल स्वच्छ होता है; जबकि छोटे आकार एवं कम घनत्व वाले फ्लोक धीरे-धीरे नीचे गिरते रहते हैं, एवं आपस में टकरकर और बड़े होते जाते हैं। अंत में, जल में मौजूद अशुद्धियाँ लगभग स्थिर रह जाती हैं। फ्लास्क में प्रयोग करते समय, इसे 20-30 घूर्णन/मिनट की गति से 5 मिनट तक धीरे-धीरे हिलाना चाहिए; उसके बाद 10 मिनट तक ऐसे ही रहने देना चाहिए, ताकि शेष अवक्षेप मापा ज ⒋फिल्टरिंग प्रक्रिया को बेहतर बनाने हेतु, फिल्टर की संरचना एवं सहायक पदार्थों का उचित चयन आवश्यक है; ऐसा करने से फिल्टर द्वारा अशुद्धियों को हटाने की क्षमता में वृद्धि होती है। यह जल की गुणवत्ता में सुधार हेतु एक महत्वपू
इस पोस्ट को अंतिम बार zhaolijun द्वारा 2016-3-14 15:50 पर संपादित किया गया।
“शुद्ध पानी बनाने की प्रक्रिया” – संपीड़ित द्विविद्युत परतें। कोलॉइडल कणों की संरचना के कारण, कणों की सतह पर विपरीत आयनों की सांद्रता सबसे अधिक होती है; कणों की सतह से बाहर जाने के साथ ही विपरीत आयनों की सांद्रता कम होती जाती है, और अंत में यह सांद्रता घोल में मौजूद आयनों की सांद्रता के बराबर हो जाती है। जब घोल में इलेक्ट्रोलाइट मिलाया जाता है, जिससे घोल में आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है, तो विसरण परत की मोटाई कम हो जाती है। जब दो गोलाकार कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो विसरण परत की मोटाई कम हो जाती है; इस कारण ξ-विभव कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, उनके बीच का विकर्षण बल भी कम हो जाता है। अर्थात्, ऐसे घोलों में, जहाँ आयनों की सांद्रता अधिक होती है, वहाँ कणों के बीच का विकर्षण बल, आयनों की सांद्रता कम होने पर होने वाले विकर्षण बल की तुलना में कम होता है। गोंद कणों के बीच का आकर्षण, जलीय घटकों की संरचना से प्रभावित नहीं होता। लेकिन विसरण के कारण उनके बीच की दूरी कम हो जाती है; इससे उनके बीच का आकर्षण बढ़ जाता है। देखा जा सकता है कि विकर्षण एवं आकर्षण के बलों का संयुक्त प्रभाव, विकर्षण-आधारित प्रभाव से आकर्षण-आधारित प्रभाव में बदल जाता है (विकर्षण-संबंधी ऊर्जा लुप्त हो जाती है), जिससे कोलॉइडल कण तेजी से एक साथ आ जाते ह यह तंत्र, बंदरगाहों में होने वाली अवसादन प्रक्रिया की अच्छी तरह से व्याख्या करता है; क्योंकि जब मीठा पानी समुद्री जल में मिलता है, तो लवणों की मात्रा बढ़ जाती है, आयनों की सांद्रता भी बढ़ जाती है। इस कारण मीठे पानी में मौजूद कोलॉइडल कणों की स्थिरता कम हो जाती है, और इसी कारण बंदरगाहों में मिट्टी एवं अन्य कोलॉइडल कण आसानी से जमा हो जाते हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, जब घोल में मौजूद इलेक्ट्रोलाइटों की मात्रा, संघनन होने हेतु आवश्यक सीमा से कहीं अधिक हो जाती है, तो विसरण परत में और अतिरिक्त विपरीत आयन नहीं पहुँच पाते। ऐसी स्थिति में जेल कणों का चिह्न बदलकर उन्हें पुनः स्थिर करना संभव नहीं होता। ऐसी व्याख्या में, इलेक्ट्रोलाइटों के कारण जेल कणों का स्थिरता-ह्रास होने की प्रक्रिया को केवल विद्युत-स्थैतिक घटनाओं के आधार पर ही समझाया गया है। लेकिन इसमें स्थिरता-ह्रास की प्रक्रिया में अन्य गुणों के प्रभावों (जैसे अवशोषण) को ध्यान में नहीं लिया गया है। इसलिए, ऐसी व्याख्या कुछ जटिल स्थितियों की व्याख्या नहीं कर सकती; उदाहरण के लिए, जब ट्राइवैलेंट एल्यूमिनियम यौगिकों एवं आयरन यौगिकों का उपयोग कोएग्युलेंट के रूप में अत्यधिक मात्रा में किया जाता है, तो घनीकरण की प्रक्रिया उल्टी हो जाती है, एवं जेल कण पुनः स्थिर हो जाते ह ； उदाहरण के लिए, ऐसे पॉलिमर या उच्च-आणविक वस्तुएँ, जिनका विद्युत आवेश गोंद कणों के समान होता है, अच्छा संघनन प्रभाव दे सकती हैं। सम-विद्युत अवस्था में सबसे अच्छा संघनन प्रभाव होता है; लेकिन व्यावहारिक रूप से, जब ξ-विभव शून्य से अधिक होता है, तो संघनन प्रभाव सबसे कम होता है। वास्तव में, जलीय घोल में कोएगुलेंट मिलाने से कोलॉइडल कणों का स्थिरता-ह्रास होना, कोलॉइडल कणों एवं कोएगुलेंट के बीच, कोलॉइडल कणों एवं जलीय घोल के बीच, तथा कोएगुलेंट एवं जलीय घोल के बीच होने वाली पारस्परिक क्रियाओं से संबंधित है; यह एक समग्र प्रक्रिया है। अवशोषण द्वारा विद्युत-न्यूट्रलीकरण: अवशोषण द्वारा विद्युत-न्यूट्रलीकरण की प्रक्रिया में, कणों की सतह, विपरीत आवेश वाले आयनों, विपरीत आवेश वाले गोलाकार कणों, या श्रृंखलाबद्ध आणविक संरचनाओं पर मजबूत आकर्षण बल लगाती है। इस आकर्षण बल के कारण उनका कुछ आवेश नष्ट हो जाता है, जिससे विद्युत-विकर्षण बल कम हो जाता है। इस प्रकार, ऐसे कण आसानी से अन्य कणों के निकट आकर उनके साथ जुड़ सकते हैं। इस समय, विद्युत-स्थैतिक आकर्षण बल ही इन प्रभावों का मुख्य कारण होता है; लेकिन कई मामलों में, अन्य प्रभाव विद्युत-स्थैतिक आकर्षण बल से अधिक हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, ऋणात्मक आवेश वाले आयोडाइड ऑफ सिल्वर विलयन में मौजूद अशुद्धियों को Na+ एवं डोडेसिलम एमोनियम आयन (C12H25NH3+) का उपयोग करके दूर किया गया। पाया गया कि एक-आवेशीय कार्बनिक एमोनियम आयनों की “अस्थिरता पैदा करने की क्षमता”, Na+ की तुलना में कहीं अधिक है। Na+ की अतिरिक्त मात्रा के उपयोग से जेल कण पुनः स्थिर नहीं होते, जबकि कार्बनिक एमोनियम आयनों के मामले में ऐसा नहीं होता; निश्चित मात्रा से अधिक इन आयनों के उपयोग से जेल कण पुनः स्थिर हो जाते हैं। इसका कारण यह है कि जेल कणों ने अत्यधिक मात्रा में विपरीत आयनों को अवशोषित कर लिया, जिससे उनका मूल ऋणात्मक आवेश धनात्मक आवेश में बदल गया। जब एल्यूमिनियम लवणों एवं आयरन लवणों की मात्रा अधिक होती है, तो पुनः स्थिरीकरण की प्रक्रिया होती है, एवं आवेश में भी परिवर्तन हो ज ऊपर वर्णित घटनाओं की व्याख्या “अवशोषण-विद्युत-समतुलन” सिद्धांत के आधार पर करना उचित है। अवशोषण-सेतुकरण प्रभाव: अवशोषण-सेतुकरण प्रभाव की प्रक्रिया में, उच्च-आणविक वस्तुओं का जेल-कणों से अवशोषण एवं उनके बीच सेतु बनना शामिल है। इसे इस तरह भी समझा जा सकता है कि दो बड़े, सम-चार्ज वाले आणविक कण, एक विपरीत-चार्ज वाले आणविक कण के कारण आपस में जुड़ जाते हैं। उच्च आणविक वजन वाले फ्लोकुलेंटों में रैखिक संरचना होती है; इनमें ऐसे रासायनिक समूह होते हैं जो कोलॉइडल कणों की सतह पर कुछ विशेष स्थानों पर क्रिया कर सकते हैं। जब ऐसे उच्च आणविक वजन वाले पदार्थ कोलॉइडल कणों के संपर्क में आते हैं, तो ये समूह कणों की सतह पर विशेष अभिक्रियाएँ करके उनके साथ आपस में जुड़ जाते हैं। जबकि इन पदार्थों के अन्य भाग घोल में ही रहते हैं, एवं वे ऐसे अन्य कणों से भी जुड़ सकते हैं जिनकी सतह पर खाली स्थान हो। इस प्रकार, ये पदार्थ कणों को आपस में जोड़ने में मदद करते हैं। यदि गोंद के कण कम हों, तो उपरोक्त पॉलिमर का वह विस्तारित हिस्सा दूसरे गोंद के कणों से चिपक नहीं पाएगा। ऐसी स्थिति में, वह विस्तारित हिस्सा जल्द या देर से मूल गोंद के कणों द्वारा कहीं और आकर्षित हो जाएगा। इस प्रकार, वह पॉलिमर पुल बनाने का कार्य नहीं कर पाएगा, और गोंद के कण स्थिर अवस्था में ही रहेंगे। जब पॉलीमर फ्लोकुलेंट की मात्रा अत्यधिक हो जाती है, तो इससे जेल कणों की सतह संतृप्त हो जाती है, जिससे “पुनः स्थिरीकरण” की प्रक्रिया शुरू हो जाती है जिन जेल कणों पर पुल-निर्माण हो चुका है, यदि उन्हें तीव्र एवं लंबे समय तक मिश्रित किया जाए, तो पुल-निर्माण करने वाले पॉलिमर दूसरे जेल कणों की सतह से अलग हो सकते हैं, एवं पुनः मूल जेल कणों की सतह पर वापस आ सकते हैं; इससे पुनः स्थिर अवस्था बन जाती है। पॉलिमरों का जेल कणों की सतह पर आकर्षण, विभिन्न भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाओं के कारण होता है; जैसे कि वैन डर वाल्स बल, विद्युत-स्थैतिक बल, हाइड्रोजन बंधन, समन्वय बंधन आदि। यह आकर्षण, पॉलिमर एवं जेल कणों की सतह की रासायनिक संरचना पर निर्भर होता है। यह सिद्धांत, गैर-आयनिक या सम-आवेश वाले आयनिक उच्च-आणविक वजन वाले फ्लोकुलेंटों के अच्छे फ्लोकुलेशन प्रभाव की व्याख्या करता है। अवक्षेपों द्वारा जाल-निर्माण की प्रक्रिया: जब धातुलवण (जैसे एल्यूमिनियम सल्फेट या आयरन क्लोराइड), या धातु ऑक्साइड एवं हाइड्रॉक्साइड (जैसे चूना) को संघनक के रूप में उपयोग में लाया जाता है, तो जब इनकी मात्रा इतनी अधिक होती है कि धातु हाइड्रॉक्साइड (जैसे Al(OH)3, Fe(OH)3, Mg(OH)2) या धातु कार्बोनेट (जैसे CaCO3) तेजी से अवक्षेपित हो जाते हैं, तो जल में मौजूद जेल-कण इन अवक्षेपों द्वारा घिर जाते हैं। जब अवक्षेपों पर धनात्मक आवेश होता है (जैसे Al(OH)3 एवं Fe(OH)3, तटस्थ या अम्लीय pH में), तो घोल में उपस्थित ऋणात्मक आयनों के कारण अवक्षेपण की गति बढ़ सकती है; उदाहरण के लिए, चाँदी के सल्फेट आयन। इसके अलावा, पानी में मौजूद कोलॉइडल कण, इन धातु-ऑक्साइड अवक्षेपों के निर्माण हेतु केंद्रक के रूप में कार्य कर सकते हैं। इसलिए, संघनक की उचित मात्रा, हटाए जाने वाले पदार्थों की सांद्रता के व्युत्क्रमानुपात में होती है; अर्थात्, जितने अधिक कोलॉइडल कण होते हैं, उतनी ही कम मात्रा में संघनक की आवश्यकता होती है।
“शुद्ध पानी बनाने की प्रक्रिया” – संपीड़ित द्विविद्युत परतें। कोलॉइडल कणों की संरचना के कारण, कणों की सतह पर विपरीत आयनों की सांद्रता सबसे अधिक होती है; कणों की सतह से बाहर जाने के साथ ही विपरीत आयनों की सांद्रता कम होती जाती है, और अंत में यह सांद्रता घोल में मौजूद आयनों की सांद्रता के बराबर हो जाती है। जब घोल में इलेक्ट्रोलाइट मिलाया जाता है, जिससे घोल में आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है, तो विसरण परत की मोटाई कम हो जाती है। जब दो गोलाकार कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो विसरण परत की मोटाई कम हो जाती है; इस कारण ξ-विभव कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, उनके बीच का विकर्षण बल भी कम हो जाता है। अर्थात्, ऐसे घोलों में, जहाँ आयनों की सांद्रता अधिक होती है, वहाँ कणों के बीच का विकर्षण बल, आयनों की सांद्रता कम होने पर होने वाले विकर्षण बल की तुलना में कम होता है। गोंद कणों के बीच का आकर्षण, जलीय घटकों की संरचना से प्रभावित नहीं होता। लेकिन विसरण के कारण उनके बीच की दूरी कम हो जाती है; इससे उनके बीच का आकर्षण बढ़ जाता है। देखा जा सकता है कि विकर्षण एवं आकर्षण के बलों का संयुक्त प्रभाव, विकर्षण-आधारित प्रभाव से आकर्षण-आधारित प्रभाव में बदल जाता है (विकर्षण-संबंधी ऊर्जा लुप्त हो जाती है), जिससे कोलॉइडल कण तेजी से एक साथ आ जाते ह यह तंत्र, बंदरगाहों में होने वाली अवसादन प्रक्रिया की अच्छी तरह से व्याख्या करता है; क्योंकि जब मीठा पानी समुद्री जल में मिलता है, तो लवणों की मात्रा बढ़ जाती है, आयनों की सांद्रता भी बढ़ जाती है। इस कारण मीठे पानी में मौजूद कोलॉइडल कणों की स्थिरता कम हो जाती है, और इसी कारण बंदरगाहों में मिट्टी एवं अन्य कोलॉइडल कण आसानी से जमा हो जाते हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, जब घोल में मौजूद इलेक्ट्रोलाइटों की मात्रा, संघनन होने हेतु आवश्यक सीमा से कहीं अधिक हो जाती है, तो विसरण परत में और अतिरिक्त विपरीत आयन नहीं पहुँच पाते। ऐसी स्थिति में जेल कणों का चिह्न बदलकर उन्हें पुनः स्थिर करना संभव नहीं होता। ऐसी व्याख्या में, इलेक्ट्रोलाइटों के कारण जेल कणों का स्थिरता-ह्रास होने की प्रक्रिया को केवल विद्युत-स्थैतिक घटनाओं के आधार पर ही समझाया गया है। लेकिन इसमें स्थिरता-ह्रास की प्रक्रिया में अन्य गुणों के प्रभावों (जैसे अवशोषण) को ध्यान में नहीं लिया गया है। इसलिए, ऐसी व्याख्या कुछ जटिल स्थितियों की व्याख्या नहीं कर सकती; उदाहरण के लिए, जब ट्राइवैलेंट एल्यूमिनियम यौगिकों एवं आयरन यौगिकों का उपयोग कोएग्युलेंट के रूप में अत्यधिक मात्रा में किया जाता है, तो घनीकरण की प्रक्रिया उल्टी हो जाती है, एवं जेल कण पुनः स्थिर हो जाते ह ； उदाहरण के लिए, ऐसे पॉलिमर या उच्च-आणविक वस्तुएँ, जिनका विद्युत आवेश गोंद कणों के समान होता है, अच्छा संघनन प्रभाव दे सकती हैं। सम-विद्युत अवस्था में सबसे अच्छा संघनन प्रभाव होता है; लेकिन व्यावहारिक रूप से, जब ξ-विभव शून्य से अधिक होता है, तो संघनन प्रभाव सबसे कम होता है। वास्तव में, जलीय घोल में कोएगुलेंट मिलाने से कोलॉइडल कणों का स्थिरता-ह्रास होना, कोलॉइडल कणों एवं कोएगुलेंट के बीच, कोलॉइडल कणों एवं जलीय घोल के बीच, तथा कोएगुलेंट एवं जलीय घोल के बीच होने वाली पारस्परिक क्रियाओं से संबंधित है; यह एक समग्र प्रक्रिया है। अवशोषण द्वारा विद्युत-न्यूट्रलीकरण: अवशोषण द्वारा विद्युत-न्यूट्रलीकरण की प्रक्रिया में, कणों की सतह, विपरीत आवेश वाले आयनों, विपरीत आवेश वाले गोलाकार कणों, या श्रृंखलाबद्ध आणविक संरचनाओं पर मजबूत आकर्षण बल लगाती है। इस आकर्षण बल के कारण उनका कुछ आवेश नष्ट हो जाता है, जिससे विद्युत-विकर्षण बल कम हो जाता है। इस प्रकार, ऐसे कण आसानी से अन्य कणों के निकट आकर उनके साथ जुड़ सकते हैं। इस समय, विद्युत-स्थैतिक आकर्षण बल ही इन प्रभावों का मुख्य कारण होता है; लेकिन कई मामलों में, अन्य प्रभाव विद्युत-स्थैतिक आकर्षण बल से अधिक हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, ऋणात्मक आवेश वाले आयोडाइड ऑफ सिल्वर विलयन में मौजूद अशुद्धियों को Na+ एवं डोडेसिलम एमोनियम आयन (C12H25NH3+) का उपयोग करके दूर किया गया। पाया गया कि एक-आवेशीय कार्बनिक एमोनियम आयनों की “अस्थिरता पैदा करने की क्षमता”, Na+ की तुलना में कहीं अधिक है। Na+ की अतिरिक्त मात्रा के उपयोग से जेल कण पुनः स्थिर नहीं होते, जबकि कार्बनिक एमोनियम आयनों के मामले में ऐसा नहीं होता; निश्चित मात्रा से अधिक इन आयनों के उपयोग से जेल कण पुनः स्थिर हो जाते हैं। इसका कारण यह है कि जेल कणों ने अत्यधिक मात्रा में विपरीत आयनों को अवशोषित कर लिया, जिससे उनका मूल ऋणात्मक आवेश धनात्मक आवेश में बदल गया। जब एल्यूमिनियम लवणों एवं आयरन लवणों की मात्रा अधिक होती है, तो पुनः स्थिरीकरण की प्रक्रिया होती है, एवं आवेश में भी परिवर्तन हो ज ऊपर वर्णित घटनाओं की व्याख्या “अवशोषण-विद्युत-समतुलन” सिद्धांत के आधार पर करना उचित है। अवशोषण-सेतुकरण प्रभाव: अवशोषण-सेतुकरण प्रभाव की प्रक्रिया में, उच्च-आणविक वस्तुओं का जेल-कणों से अवशोषण एवं उनके बीच सेतु बनना शामिल है। इसे इस तरह भी समझा जा सकता है कि दो बड़े, सम-चार्ज वाले आणविक कण, एक विपरीत-चार्ज वाले आणविक कण के कारण आपस में जुड़ जाते हैं। उच्च आणविक वजन वाले फ्लोकुलेंटों में रैखिक संरचना होती है; इनमें ऐसे रासायनिक समूह होते हैं जो कोलॉइडल कणों की सतह पर कुछ विशेष स्थानों पर क्रिया कर सकते हैं। जब ऐसे उच्च आणविक वजन वाले पदार्थ कोलॉइडल कणों के संपर्क में आते हैं, तो ये समूह कणों की सतह पर विशेष अभिक्रियाएँ करके उनके साथ आपस में जुड़ जाते हैं। जबकि इन पदार्थों के अन्य भाग घोल में ही रहते हैं, एवं वे ऐसे अन्य कणों से भी जुड़ सकते हैं जिनकी सतह पर खाली स्थान हो। इस प्रकार, ये पदार्थ कणों को आपस में जोड़ने में मदद करते हैं। यदि गोंद के कण कम हों, तो उपरोक्त पॉलिमर का वह विस्तारित हिस्सा दूसरे गोंद के कणों से चिपक नहीं पाएगा। ऐसी स्थिति में, वह विस्तारित हिस्सा जल्द या देर से मूल गोंद के कणों द्वारा कहीं और आकर्षित हो जाएगा। इस प्रकार, वह पॉलिमर पुल बनाने का कार्य नहीं कर पाएगा, और गोंद के कण स्थिर अवस्था में ही रहेंगे। जब पॉलीमर फ्लोकुलेंट की मात्रा अत्यधिक हो जाती है, तो इससे जेल कणों की सतह संतृप्त हो जाती है, जिससे “पुनः स्थिरीकरण” की प्रक्रिया शुरू हो जाती है जिन जेल कणों पर पुल-निर्माण हो चुका है, यदि उन्हें तीव्र एवं लंबे समय तक मिश्रित किया जाए, तो पुल-निर्माण करने वाले पॉलिमर दूसरे जेल कणों की सतह से अलग हो सकते हैं, एवं पुनः मूल जेल कणों की सतह पर वापस आ सकते हैं; इससे पुनः स्थिर अवस्था बन जाती है। पॉलिमरों का जेल कणों की सतह पर आकर्षण, विभिन्न भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाओं के कारण होता है; जैसे कि वैन डर वाल्स बल, विद्युत-स्थैतिक बल, हाइड्रोजन बंधन, समन्वय बंधन आदि। यह आकर्षण, पॉलिमर एवं जेल कणों की सतह की रासायनिक संरचना पर निर्भर होता है। यह सिद्धांत, गैर-आयनिक या सम-आवेश वाले आयनिक उच्च-आणविक वजन वाले फ्लोकुलेंटों के अच्छे फ्लोकुलेशन प्रभाव की व्याख्या करता है। अवक्षेपों द्वारा जाल-निर्माण की प्रक्रिया: जब धातुलवण (जैसे एल्यूमिनियम सल्फेट या आयरन क्लोराइड), या धातु ऑक्साइड एवं हाइड्रॉक्साइड (जैसे चूना) को संघनक के रूप में उपयोग में लाया जाता है, तो जब इनकी मात्रा इतनी अधिक होती है कि धातु हाइड्रॉक्साइड (जैसे Al(OH)3, Fe(OH)3, Mg(OH)2) या धातु कार्बोनेट (जैसे CaCO3) तेजी से अवक्षेपित हो जाते हैं, तो जल में मौजूद जेल-कण इन अवक्षेपों द्वारा घिर जाते हैं। जब अवक्षेपों पर धनात्मक आवेश होता है (जैसे Al(OH)3 एवं Fe(OH)3, तटस्थ या अम्लीय pH में), तो घोल में उपस्थित ऋणात्मक आयनों के कारण अवक्षेपण की गति बढ़ सकती है; उदाहरण के लिए, चाँदी के सल्फेट आयन। इसके अलावा, पानी में मौजूद कोलॉइडल कण, इन धातु-ऑक्साइड अवक्षेपों के निर्माण हेतु केंद्रक के रूप में कार्य कर सकते हैं। इसलिए, संघनक की उचित मात्रा, हटाए जाने वाले पदार्थों की सांद्रता के व्युत्क्रमानुपात में होती है; अर्थात्, जितने अधिक कोलॉइडल कण होते हैं, उतनी ही कम मात्रा में संघनक की आवश्यकता होती है।
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**सीवेज का निपटान:** 1. सीवेज में कोलॉइडल कण होते हैं (ये पानी में मौजूद धूल, ह्यूमस, सेल्यूलोज आदि से बने कोलॉइडल कण हैं); इन्हें प्राकृतिक तरीकों से हटाया नहीं जा सकता। पानी में मौजूद, जिन कोलॉइडल कणों को आसानी से अवक्षेपित नहीं किया जा सकता, उन्हें अवक्षेपित करने हेतु कुछ रसायनों (फ्लोकुलेंट्स) का उपयोग आवश्यक है। ऐसे रसायनों के उपयोग से ये कोलॉइडल कण एक साथ जुड़कर बड़े कणों क जल-फ्लोकीकरण प्रक्रिया से संबंधित प्रक्रियात्मक मापदंडों का निर्धारण करने हेतु, जैसे कि फ्लोकीकरण एजेंटों के प्रकार, उनकी मात्रा, जल का pH मान, तापमान, एवं विभिन्न रसायनों को डालने का क्रम आदि, आमतौर पर परीक्षण किए जाते हैं। विभिन्न तापमान के पानी में, उचित मिश्रण दर एवं समय की स्थितियों में, विभिन्न फ्लोकुलेंटों एवं उनकी मात्रा का उपयोग करके विभिन्न रंगों वाले पानी के pH मान को समायोजित करके फ्लोकुलेशन प्रक्रिया का परीक्षण किया गया। अमेरिकन सोसाइटी फॉर एक्सपेरिमेंटल मटेरियल्स का मानक ASTM2035-1980 (1990 में संशोधित/पुष्टि किया गया), “जल का फ्लोकुलेशन – फ्लोकुलेशन परीक्षणों हेतु विधियाँ”, एक उन्नत विधि है। चीन ने 1997 में ASTM की मानक पद्धतियों को अपनाते हुए **मानक पद्धतियाँ** जारी कीं। इस विधि में तीन चरण होते हैं – तेज़ गति से मिश्रण करना, धीमी गति से मिश्रण करना, एवं स्थिर अवस्था में छोड़ देना। मिलाया गया कोएग्युलेंट, तेज़ मिश्रण के कारण जल्दी ही विघटित हो जाता है, एवं पानी में मौजूद कोलॉइडल कणों से संपर्क करता है। इसके परिणामस्वरूप कोलॉइडल कण एक साथ आकर फ्लोक्स बनाने लगते हैं। धीमी गति से मिश्रण करने से, सूक्ष्म कण आपस में टकरकर बड़े कणों में बदल जाते हैं। हिलाना बंद करने के बाद, बने हुए कोलॉइडी समूह गुरुत्वाकर्षण के कारण स्वाभाविक रूप से नीचे बैठ जाते हैं। यह विधि, पानी के फ्लोकुलेशन प्रक्रम से संबंधित प्रक्रिया-पैरामीटरों का निर्धारण करने हेतु उपयुक्त है; जिसमें फ्लोकुलेंटों के प्रकार, उनकी मात्रा, पानी का pH मान, तापमान, एवं विभिन्न रसायनों को डालने का क्रम आदि शामिल है। कप में किए गए प्रयोग में जल-नमूने की घुटन, रंगत आदि को मापकर, कोलॉइडों के जल-निकासन एवं संघनन की मात्रा का पता लिया जा सकता है। 2: प्रक्रिया 1) कई मिक्सरों की गति को 20-150 R/min की सीमा में बिना किसी रुकावट के समायोजित किया जा सकता है। स्टिरर ब्लेड हल्की एवं जंग-प्रतिरोधी सामग्री से बने होते हैं। इनका आकार 60मिमी*40मिमी*2मिमी है, एवं ये आयताकार होते हैं। कई मिक्सरों के आधार या अंदरूनी हिस्सों में प्रकाश व्यवस्था होनी चाहिए; इसके द्वारा फ्लोकों के निर्माण की प्रक्रिया का अवलोकन किया जा सकता है। कई मिक्सरों एवं मिक्सिंग ब्लेडों का आकार ऐसा होना चाहिए कि वे पानी में 3/4 हिस्से तक ही डूबे रहें। 2) बीकर – बीकरों का आकार एवं आकृति समान होती है; इनकी क्षमता कम से कम 1500 मिलीलीटर होनी चाहिए। 3. संचालन चरण:
1) विभिन्न मिक्सरों द्वारा निर्धारित की गई क्रेटों की संख्या के अनुसार, प्रत्येक क्रेट में 100 मिलीलीटर पानी डालें, एवं क्रेटों को उचित स्थान पर रखें। फिर, मिश्रण करने हेतु उपयोग में आने वाले पंखों को पानी में डाल द प्लेट का अक्ष, केटल के केंद्र से थोड़ा दूर होना चाहिए; प्लेट एवं केटल की दीवार के बीच कम से कम 6.4 मिमी का अंतर होना आवश्यक है। प्रयोग शुरू होने के समय का तापमान दर्ज करें। 2) फ्लोकुलेंट को रिएजेंट रैक में मौजूद टेस्ट ट्यूबों में डालें। दवा डालते समय, प्रत्येक टेस्ट ट्यूब में मौजूद दवा को पानी की मदद से 10 मिलीलीटर तक पतला कर दिया जाता है। यदि इनमें से किसी एक दवा की मात्रा 10 मिलीलीटर से अधिक हो। अन्य टेस्ट ट्यूबों में भी पानी डालना आवश्यक है, ताकि उनका आयतन भी वही रहे। सस्पेंशन दवा मिलाते समय, इसे मिलाने से पहले अच्छी तरह हिलाना आवश्यक है। 3) कई मिक्सरों का उपयोग करके, 120 आर/मिनट की गति पर तेज़ी से मिश्रण किया जाए। निर्धारित मात्रा में दवाओं को विभिन्न कपों में डाला जाए, एवं 1 मिनट तक मिश्रण किया जाए।
4) गति को 20-40 आर/मिनट तक कम कर दिया जाए, ताकि कपों में मौजूद कण समान रूप से तैरते रहें। लगभग 20 मिनट तक धीमी गति से मिश्रण को हिलाएं। प्रारंभिक फ्लोकों के बनने का समय दर्ज करें। 5) धीमी गति से मिश्रण करने के बाद, मिश्रण करने हेतु उपयोग में आने वाले उपकरणों को पानी से बाहर निकाल लें। अब देखें कि फ्लोक कितनी जल्दी नीचे बैठ रहे हैं, एवं अधिकांश फ्लोकों के नीचे बैठने में कितना समय लग रहा है, इसका रिकॉर्ड लेकिन विशेष परिस्थितियों में, अवसादन प्रवाह के प्रभाव से प्रभावित हो जाता है; ऐसी स्थिति में अवसादन का समय वही होना चाहिए, जब ऊपर एवं नीचे जाने वाले अवसादित न हुए कणों की संख्या लगभग समान हो। 6) अवक्षेपण के 15 मिनट बाद, कप के तल पर मौजूद फ्लोकों की मोटाई को नोट करें। पिपेट की मदद से, केटल में मौजूद पानी के नमूने को उसके ऊपरी हिस्से से 1/2 भाग तक लिया जाता है। इसके बाद उस नमूने की ज्वलनशीलता, रंगत एवं pH मान की जाँच की जाती है।
**सीवेज का निपटान:** 1. सीवेज में कोलॉइडल कण होते हैं (ये पानी में मौजूद धूल, ह्यूमस, सेल्यूलोज आदि से बने कोलॉइडल कण हैं); इन्हें प्राकृतिक तरीकों से हटाया नहीं जा सकता। पानी में मौजूद, जिन कोलॉइडल कणों को आसानी से अवक्षेपित नहीं किया जा सकता, उन्हें अवक्षेपित करने हेतु कुछ रसायनों (फ्लोकुलेंट्स) का उपयोग आवश्यक है। ऐसे रसायनों के उपयोग से ये कोलॉइडल कण एक साथ जुड़कर बड़े कणों क जल-फ्लोकीकरण प्रक्रिया से संबंधित प्रक्रियात्मक मापदंडों का निर्धारण करने हेतु, जैसे कि फ्लोकीकरण एजेंटों के प्रकार, उनकी मात्रा, जल का pH मान, तापमान, एवं विभिन्न रसायनों को डालने का क्रम आदि, आमतौर पर परीक्षण किए जाते हैं। विभिन्न तापमान के पानी में, उचित मिश्रण दर एवं समय की स्थितियों में, विभिन्न फ्लोकुलेंटों एवं उनकी मात्रा का उपयोग करके विभिन्न रंगों वाले पानी के pH मान को समायोजित करके फ्लोकुलेशन प्रक्रिया का परीक्षण किया गया। अमेरिकन सोसाइटी फॉर एक्सपेरिमेंटल मटेरियल्स का मानक ASTM2035-1980 (1990 में संशोधित/पुष्टि किया गया), “जल का फ्लोकुलेशन – फ्लोकुलेशन परीक्षणों हेतु विधियाँ”, एक उन्नत विधि है। चीन ने 1997 में ASTM की मानक पद्धतियों को अपनाते हुए **मानक पद्धतियाँ** जारी कीं। इस विधि में तीन चरण होते हैं – तेज़ गति से मिश्रण करना, धीमी गति से मिश्रण करना, एवं स्थिर अवस्था में छोड़ देना। मिलाया गया कोएग्युलेंट, तेज़ मिश्रण के कारण जल्दी ही विघटित हो जाता है, एवं पानी में मौजूद कोलॉइडल कणों से संपर्क करता है। इसके परिणामस्वरूप कोलॉइडल कण एक साथ आकर फ्लोक्स बनाने लगते हैं। धीमी गति से मिश्रण करने से, सूक्ष्म कण आपस में टकरकर बड़े कणों में बदल जाते हैं। हिलाना बंद करने के बाद, बने हुए कोलॉइडी समूह गुरुत्वाकर्षण के कारण स्वाभाविक रूप से नीचे बैठ जाते हैं। यह विधि, पानी के फ्लोकुलेशन प्रक्रम से संबंधित प्रक्रिया-पैरामीटरों का निर्धारण करने हेतु उपयुक्त है; जिसमें फ्लोकुलेंटों के प्रकार, उनकी मात्रा, पानी का pH मान, तापमान, एवं विभिन्न रसायनों को डालने का क्रम आदि शामिल है। कप में किए गए प्रयोग में जल-नमूने की घुटन, रंगत आदि को मापकर, कोलॉइडों के जल-निकासन एवं संघनन की मात्रा का पता लिया जा सकता है। 2: प्रक्रिया 1) कई मिक्सरों की गति को 20-150 R/min की सीमा में बिना किसी रुकावट के समायोजित किया जा सकता है। स्टिरर ब्लेड हल्की एवं जंग-प्रतिरोधी सामग्री से बने होते हैं। इनका आकार 60मिमी*40मिमी*2मिमी है, एवं ये आयताकार होते हैं। कई मिक्सरों के आधार या अंदरूनी हिस्सों में प्रकाश व्यवस्था होनी चाहिए; इसके द्वारा फ्लोकों के निर्माण की प्रक्रिया का अवलोकन किया जा सकता है। कई मिक्सरों एवं मिक्सिंग ब्लेडों का आकार ऐसा होना चाहिए कि वे पानी में 3/4 हिस्से तक ही डूबे रहें। 2) बीकर – बीकरों का आकार एवं आकृति समान होती है; इनकी क्षमता कम से कम 1500 मिलीलीटर होनी चाहिए। 3. संचालन चरण:
1) विभिन्न मिक्सरों द्वारा निर्धारित की गई क्रेटों की संख्या के अनुसार, प्रत्येक क्रेट में 100 मिलीलीटर पानी डालें, एवं क्रेटों को उचित स्थान पर रखें। फिर, मिश्रण करने हेतु उपयोग में आने वाले पंखों को पानी में डाल द प्लेट का अक्ष, केटल के केंद्र से थोड़ा दूर होना चाहिए; प्लेट एवं केटल की दीवार के बीच कम से कम 6.4 मिमी का अंतर होना आवश्यक है। प्रयोग शुरू होने के समय का तापमान दर्ज करें। 2) फ्लोकुलेंट को रिएजेंट रैक में मौजूद टेस्ट ट्यूबों में डालें। दवा डालते समय, प्रत्येक टेस्ट ट्यूब में मौजूद दवा को पानी की मदद से 10 मिलीलीटर तक पतला कर दिया जाता है। यदि इनमें से किसी एक दवा की मात्रा 10 मिलीलीटर से अधिक हो। अन्य टेस्ट ट्यूबों में भी पानी डालना आवश्यक है, ताकि उनका आयतन भी वही रहे। सस्पेंशन दवा मिलाते समय, इसे मिलाने से पहले अच्छी तरह हिलाना आवश्यक है। 3) कई मिक्सरों का उपयोग करके, 120 आर/मिनट की गति पर तेज़ी से मिश्रण किया जाए। निर्धारित मात्रा में दवाओं को विभिन्न कपों में डाला जाए, एवं 1 मिनट तक मिश्रण किया जाए।
4) गति को 20-40 आर/मिनट तक कम कर दिया जाए, ताकि कपों में मौजूद कण समान रूप से तैरते रहें। लगभग 20 मिनट तक धीमी गति से मिश्रण को हिलाएं। प्रारंभिक फ्लोकों के बनने का समय दर्ज करें। 5) धीमी गति से मिश्रण करने के बाद, मिश्रण करने हेतु उपयोग में आने वाले उपकरणों को पानी से बाहर निकाल लें। अब देखें कि फ्लोक कितनी जल्दी नीचे बैठ रहे हैं, एवं अधिकांश फ्लोकों के नीचे बैठने में कितना समय लग रहा है, इसका रिकॉर्ड लेकिन विशेष परिस्थितियों में, अवसादन प्रवाह के प्रभाव से प्रभावित हो जाता है; ऐसी स्थिति में अवसादन का समय वही होना चाहिए, जब ऊपर एवं नीचे जाने वाले अवसादित न हुए कणों की संख्या लगभग समान हो। 6) अवक्षेपण के 15 मिनट बाद, कप के तल पर मौजूद फ्लोकों की मोटाई को नोट करें। पिपेट की मदद से, केटल में मौजूद पानी के नमूने को उसके ऊपरी हिस्से से 1/2 भाग तक लिया जाता है। इसके बाद उस नमूने की ज्वलनशीलता, रंगत एवं pH मान की जाँच की जाती है।
स्थानीय आवेश सांद्रता में परिवर्तन करके, कोलॉइडों के अवक्षेपण को प्रेरित किया जाता ह इसलिए, वहाँ पानी में ही जाना होता है।
ऊपर दी गई जानकारी भी बहुत ही विस्तृत है! दूसरे लोग क्या कहते हैं: Q
यह तो अवक्षेपों के साथ ही कीचड़ में जम जाना चाहिए। अधिशोषण-सेतु बनने की प्रक्रिया के आधार पर, चूँकि PAC की लंबाई अधिक होती है, इसलिए यह जेल-कणों को अपने में अधिशोषित करके बड़े आकार के फ्लोक बना सकता है।~~