कोएग्युलेशन-सेडिमेंटेशन प्रक्रिया पर चर्च
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अधिकांश सीवेज ट्रीटमेंट प्लांटों में कोएगुलेशन एवं अवक्षेपण हेतु PAC+PAM का उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया के दौरान कई कारक ऐसे होते हैं जो कोएगुलेशन की प्रभावशीलता को प्रभावित कर सकते हैं; आइए, इन कारकों के नियंत्रण संबंधी विवरणों पर चर्चा करें।
पॉलीअल्यूमिनियम क्लोराइड (PAC), जल शुद्धिकरण हेतु उपयोग में आने वाला एक अकार्बनिक उच्च-आणविक-भार वाला संघनक है। इसे “पॉलीअल्यूमिनियम” भी कहा जाता है; इसका अंग्रेजी में संक्षिप्त नाम PAC है। हाइड्रॉक्साइड आयनों की क्रॉस-बांधन प्रक्रिया एवं बहुमूल्यांकीय ऋणायनों के संयोजन के कारण ही ऐसा अकार्बनिक उच्च-आणविक-भार वाला एवं उच्च आवेश वाला पदार्थ बनता है, जिसका उपयोग जल शुद्धिकरण हेतु किया जाता है। रूप के आधार पर, इन्हें ठोस एवं तरल दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। ठोस पदार्थों को उनके रंग के आधार पर भूरा-ब्राउन, चावली-पीला, सुनहरा-पीला एवं सफ़ेद में विभाजित किया जाता है। जबकि तरल पदार्थ रंगहीन एवं पारदर्शी, हल्के पीले, मध्यम पीले से लेकर पीला-भूरे रंग के हो सकते हैं। विभिन्न रंगों के पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड में, उनके उपयोग एवं उत्पादन तकनीकों में भी काफी अंतर होता है।
चीनी नाम: पॉली एल्यूमिनियम क्लोराइड
अंग्रेजी नाम: Poly Aluminium Chloride
अन्य नाम: PAC, पॉलीअल्यूमिनियम, पॉलीक्लोरीनेटेड एल्यूमिनियम
रासायनिक सूत्र: Al2Cln(OH)6-n
CAS कोड: 1327-41-9; 101707-17-9; 11097-68-0; 114442-10-3
EINECS कोड: 215-477-2
गलनांक: 190 (253 किलोपास्कल पर)
जल-घुलनशीलता: पानी में आसानी से घुल जाता है।
घनत्व: तरल अवस्था में ≥1.12
उपयोग: जल शोधन हेतु।
खतरे के संकेत: नहीं।
खतरे संबंधी विवरण: नहीं।
अंग्रेजी नाम: Poly Aluminium Chloride
अन्य नाम: PAC, पॉलीअल्यूमिनियम, पॉलीक्लोरीनेटेड एल्यूमिनियम
रासायनिक सूत्र: Al2Cln(OH)6-n
CAS कोड: 1327-41-9; 101707-17-9; 11097-68-0; 114442-10-3
EINECS कोड: 215-477-2
गलनांक: 190 (253 किलोपास्कल पर)
जल-घुलनशीलता: पानी में आसानी से घुल जाता है।
घनत्व: तरल अवस्था में ≥1.12
उपयोग: जल शोधन हेतु।
खतरे के संकेत: नहीं।
खतरे संबंधी विवरण: नहीं।
सांद्रता निर्धारण की विधियाँ: दैनिक उपयोग में, ठोस रूप में उपलब्ध पॉलीमराइज्ड क्लोराइड ऑफ एल्यूमिनियम (PAC) को तरल रूप में बदलने हेतु, पॉलीमराइज्ड क्लोराइड ऑफ एल्यूमिनियम (PAC) की सांद्रता निर्धारित करने हेतु कुछ सामान्य विधियाँ दी गई हैं। उम्मीद है कि ये जानकारियाँ सभी के लिए उपयोगी साबित होंगी! पहला चरण, मूल जल की स्थिति के आधार पर, उपयोग से पहले छोटे पैमाने पर परीक्षण करके सबसे उपयुक्त दवा-मात्रा निर्धारित करना है। नमूना घोल की तैयारी में वजन-अनुपात (W/W) का उपयोग किया जाता है; आमतौर पर 2–5% का अनुपात ही उपयुक्त माना जाता है। 3% वाले घोल के लिए: 3 ग्राम पॉलीमराइज्ड अल्यूमिनियम क्लोराइड PAC को लेकर उसे 200 मिलीलीटर के मापने वाले बर्तन में डालें। इसमें लगभग 50 मिलीलीटर पानी डालें। जब यह पूरी तरह घुल जाए, तो इसमें और पानी मिलाकर मात्रा को 100 मिलीलीटर तक ले आएं। अब इसे अच्छी तरह हिला दें। दूसरा चरण, उत्पादन हेतु पॉलीमराइज्ड क्लोराइड एल्यूमिनियम PAC बनाते समय, पॉलीमराइज्ड क्लोराइड एल्यूमिनियम PAC के ठोस भाग एवं साफ पानी के भाग का अनुपात 1:9 से 1:15 वजन अनुपात में होना चाहिए; ऐसे ही मिश्रण को घोला जा सकता है। 1% से कम एल्यूमिना सांद्रता वाले घोल आसानी से जल-अपघटन कर जाते हैं; इससे उनका उपयोगी प्रभाव कम हो जाता है। वहीं, अधिक सांद्रता वाले घोलों को समान रूप से मिलाना कठिन होता है। तीसरा चरण: दवा को, प्रायोगिक परीक्षणों से प्राप्त किए गए सर्वोत्तम मात्रा में ही मिलाना आवश्यक है। यदि अवक्षेपण टैंक में फॉलिक एसिड की मात्रा कम हो, एवं पानी में अशुद्धियाँ अधिक हों, तो इसकी मात ； यदि अवक्षेपण टैंक में फेरिक ऑक्साइड की मात्रा अधिक हो, एवं पानी में अशुद्धियाँ भी अधिक हों, तो इसका कारण यह है कि दवा की मात्रा अत्यधिक है;
पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड की विशेषताएँ: 1. फ्लोकों का निर्माण तेज़ होता है; इसकी गतिशीलता अच्छी होती है, एवं फिल्टरिंग क्षमता 2. किसी क्षारीय सहायक पदार्थ की आवश्यकता नहीं है; यदि इसमें नमी आ जाए, तो भी इसका प्रभाव वैसा ही रहता है। 3. यह विभिन्न pH मानों के अनुकूल है; इसकी अनुकूलन क्षमता उच्च है, एवं इसके उपयोग क्षेत्र भी व्य 4. प्रसंस्कृत किए गए पानी में लवणों की मात्रा कम होती है। 5. यह भारी धातुओं एवं रेडियोधर्मी पदार्थों के कारण पानी में होने वाले प्रदूषण को दूर कर सकता है। 6. इसमें प्रभावी घटकों की मात्रा अधिक होती है; इसलिए इसे संग्रहीत एवं परिवहन करना आस
पॉली(क्लोराइड) एल्यूमिनियम का फ्लोकुलेंट प्रभाव निम्नलिखित है:
अ. जल में मौजूद कोलॉइडल पदार्थों का तीव्र विद्युत-न्यूट्रलीकरण। ख. जलीय अवक्षेपों पर हाइड्रोलिसिस उत्पादों का उत्कृष्ट आकर्षण-प्रभाव। ग. घुलनशील पदार्थों का चयनात्मक अवशोषण। एग्रीगेटेड एल्यूमिनियम क्लोराइड एक अकार्बनिक उच्च-आणविक-वजन वाला संघनक है। हाइड्रॉक्साइड आयनों की पुल-निर्माण क्रिया एवं बहुमूल्यांकीय ऋणायनों के संयोजन के कारण ही इसका आणविक वजन अधिक होता है, एवं इसका आवेश भी अधिक होता है। यह एक अकार्बनिक उच्च-आणविक-वजन वाला जल-शोधन एजेंट है। इसकी विशेषताएँ मुख्य रूप से “प्रेशर-आधारित नेबुलाइजर” के कार्य-सिद्धांत पर निर्भर हैं।
अ. जल में मौजूद कोलॉइडल पदार्थों का तीव्र विद्युत-न्यूट्रलीकरण। ख. जलीय अवक्षेपों पर हाइड्रोलिसिस उत्पादों का उत्कृष्ट आकर्षण-प्रभाव। ग. घुलनशील पदार्थों का चयनात्मक अवशोषण। एग्रीगेटेड एल्यूमिनियम क्लोराइड एक अकार्बनिक उच्च-आणविक-वजन वाला संघनक है। हाइड्रॉक्साइड आयनों की पुल-निर्माण क्रिया एवं बहुमूल्यांकीय ऋणायनों के संयोजन के कारण ही इसका आणविक वजन अधिक होता है, एवं इसका आवेश भी अधिक होता है। यह एक अकार्बनिक उच्च-आणविक-वजन वाला जल-शोधन एजेंट है। इसकी विशेषताएँ मुख्य रूप से “प्रेशर-आधारित नेबुलाइजर” के कार्य-सिद्धांत पर निर्भर हैं।
प्रक्रिया-वर्गीकरण: संपादन ‘a’ – रोलर-आधारित पॉली(क्लोराइड) एल्यूमिनियम। इसमें एल्यूमिनियम की मात्रा सामान्य होती है, जबकि जल-अघुलनशील पदार्थों की मात्रा अधिक होती है; इसका उपयोग मुख्य रूप से अपशिष्ट जल क ख, प्लेट-फ्रेम वाला पॉली(क्लोराइड) एल्यूमिनियम – इसमें एल्यूमिनियम की मात्रा अधिक होती है, जबकि जल-अघुलनशील पदार्थों की मात्रा कम होती है। इसका उपयोग अपशिष्ट जल के शोधन एवं पीने ग. स्प्रे-ड्राय पॉली(क्लोराइड) एल्यूमिनियम – इसमें एल्यूमिनियम की मात्रा अधिक होती है; जल-अघुलनशील पदार्थों की मात्रा कम होती है, एवं इसका घुलने की गति तेज होती है। इसका उपयोग पीने के पानी एवं उच्च मानकों वाले जल-शोधन हेतु किया ज पॉलीएल्यूमिनियम क्लोराइड एवं पॉलीप्रोपिलीनेमाइड के संयुक्त उपयोग के बारे में जानकारी: सबसे पहले इन दोनों के बीच के संबंधों का विश्लेषण किया जाएगा; उसके बाद मिश्रण बनाने की प्रक्रिया, ध्यान रखने योग्य बातें एवं संबंधित जानकारियाँ दी जाएंगी। डिटर्जेंट उत्पादन से उत्पन्न अपशिष्ट जल में जटिल घटक होते हैं; इसमें CODcr एवं LAS की मात्रा अधिक होती है, एवं इसे प्रत्यक्ष रूप से जैविक रूप से विघटित करना कठिन होता है। इसके अलावा, इस अपशिष्ट जल का pH मान भी कम होता है। जब अपशिष्ट जल में डिटर्जेंट की मात्रा एक निश्चित स्तर तक पहुँच जाती है, तो यह अपशिष्ट जल के शोधन प्रक्रियाओं जैसे वायु�ीकरण, अवक्षेपण आदि को प्रभावित करता है। वास्तविक अपशिष्ट जल शोधन प्रक्रियाओं में, उच्च सांद्रता वाले LAS को जैविक रूप से विघटित करने में आने वाली कठिनाइयों को दूर करने हेतु फ्लोकुलेंटों का उपयोग किया जाता है। इसलिए, फ्लोकुलेंटों के प्रकार, उनकी मात्रा एवं उन पर प्रभाव डालने वाले कारकों का अध्ययन करना बहुत ही महत्वपूर्ण है।
पॉलीप्रोपिलीन एमाइड के वर्गीकरण – पॉलीप्रोपिलीन एमाइड उत्पादों का संक्षिप्त विवरण: पॉलीप्रोपिलीन एमाइड (PAM), जल-घुलनशील उच्च-आणविक वजन वाला पॉलिमर है; यह अधिकांश कार्बनिक विलायकों में घुलता नहीं है। इसमें उत्कृष्ट फ्लोकुलेंट गुण होते हैं, जिसके कारण तरल पदार्थों के बीच का घर्षण-प्रतिरोध कम हो जाता है। आयनिक गुणों के आधार पर, इसे गैर-आयनिक, ऋणात्मक आयनिक, धनात्मक आयनिक एवं द्विआयनिक ऐसे चार वर्गों में विभाजित किया जा सकता है। (नोट: पॉलीएक्रिलामाइड, एक्रिलामाइड से अलग है।)
चीनी नाम: पॉलीएक्रिलामाइड
विदेशी नाम: Poly Acrylamide
प्रकार: कैटायनिक, एनायनिक, नॉन-आयनिक
उपयोग: कैटायनिक प्रकार का उपयोग सीवेज के अलगीकरण हेतु किया जाता है; एनायनिक/नॉन-आयनिक प्रकार का उपयोग चिपकने वाले पदार्थों एवं उच्च घनत्व वाले तरल पदार्थों को अलग करने हेतु किया जाता है।
प्रभावी pH मान: 7-14
चीनी नाम: पॉलीएक्रिलामाइड
विदेशी नाम: Poly Acrylamide
प्रकार: कैटायनिक, एनायनिक, नॉन-आयनिक
उपयोग: कैटायनिक प्रकार का उपयोग सीवेज के अलगीकरण हेतु किया जाता है; एनायनिक/नॉन-आयनिक प्रकार का उपयोग चिपकने वाले पदार्थों एवं उच्च घनत्व वाले तरल पदार्थों को अलग करने हेतु किया जाता है।
प्रभावी pH मान: 7-14
कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड के उपयोग संबंधी सावधानियाँ:
1. फ्लोकों का आकार: यदि फ्लोक बहुत छोटे हों, तो जल निकासी की गति प्रभावित होगी; जबकि यदि फ्लोक बहुत बड़े हों, तो वे अधिक पानी को अपने अंदर रोक लेंगे, जिससे कीचड़ की घनत्व कम हो जाएगी। पॉलीएक्रिलामाइड के आणविक वजन को चुनकर, फ्लोकों के आकार को समायोजित किया जा सकता है। 2. कचरे की विशेषताएँ: सबसे पहले, कचरे के स्रोत, उसकी विशेषताओं एवं घटकों, तथा उनके अनुपात को समझना आवश्यक है। प्रकृति के आधार पर, सीवेज को जैविक एवं अजैविक सीवेज दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग कार्बनिक सीवेज के निपटान हेतु किया जाता है, जबकि एनायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग अकार्बनिक सीवेज के लिए किया जाता है। जब अम्लता बहुत अधिक होती है, तो कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का ही उपयोग किया जाता है; जबकि अम्लता बहुत कम होने पर एनायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग उपयुक्त नहीं होता। जब सीवेज में ठोस पदार्थों की मात्रा अधिक होती है, तो पॉलीप्रोपिलीन एमाइड की मात्रा भी अधिक होनी पड़ती है। 3. फ्लोकों की मजबूती: काटने के दबाव के बावजूद भी फ्लोक स्थिर रहने चाहिए, न कि टूट जाएं। प्रोग्रेसिव पॉलीएक्रिलामाइड का आणविक भार बढ़ाना, या उपयुक्त आणविक संरचना चुनना, फ्लोकों की स्थिरता में सुधार करने में मदद करता है। 4. पॉलीप्रोपिलीन एमाइड की आयनता: निर्जलित कचरे के लिए, विभिन्न आयनता वाले फ्लोकुलेंटों का उपयोग करके प्रारंभिक परीक्षण किए जा सकते हैं; इस तरह सबसे उपयुक्त पॉलीप्रोपिलीन एमाइड चुना जा सकता है। ऐसा करने से न केवल सर्वोत्तम फ्लोकुलेंट प्रभाव प्राप्त होता है, बल्कि दवा की मात्रा भी कम हो जाती है, जिससे लागत भी बचती है। 5. पॉलीएक्रिलामाइड का घुलना: तभी ही इसका फ्लोकुलेंट के रूप में पूरा प्रभाव देखने को मिलता है, जब यह अच्छी तरह घुल जाए। कभी-कभी घुलने की गति को बढ़ाने की आवश्यकता होती है; ऐसी स्थिति में पॉलीप्रोपिलीन एमाइड घोल की सांद्रता बढ़ाने पर विचार किया जा सकता है। क्या पॉलीएक्रिलामाइड एवं पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड का उपयोग एक साथ किया जा सकता है? वास्तव में, सीवेज के शोधन हेतु, कुछ मामलों में केवल एक ही फ्लोकुलेंट का उपयोग करने से पर्याप्त परिणाम नहीं मिलते; ऐसी स्थितियों में दोनों का संयुक्त उपयोग आवश्यक होता है। अकार्बनिक फ्लोकुलेंट PAC एवं पॉलीएक्रिलामाइड का संयुक्त उपयोग करने से सीवेज के शोधन में बेहतर परिणाम प्राप्त होते हैं। लेकिन इन रसायनों को डालते समय उनके क्रम पर ध्यान देना आवश्यक है; क्रम गलत होने पर भी पर्याप्त परिणाम नहीं मिलेंगे। पॉलीएक्रिलामाइड एवं अन्य फ्लोकुलेंटों को मिलाकर उपयोग करते समय उनके डालने का क्रम एवं समय-अंतराल पर ध्यान देना आवश्यक है! PAC एवं PAM का संयुक्त उपयोग इस प्रकार होता है – पहले PAC आवेशों/कोलॉइडों को निष्क्रिय करके छोट-छोटे फ्लोक बनाता है; इसके बाद फ्लोकों के आकार को और बढ़ाकर उनका पूरी तरह अवक्षेपण संभव हो जाता है। चूँकि पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड (PAC) की अभिक्रिया हेतु समय बहुत कम होता है, इसलिए इसे मिलाने के लिए तेज़ मिश्रण आवश्यक है। वहीं, PAM के मामले में अभिक्रिया हेतु समय अधिक होता है; इसलिए मिश्रण करते समय पहले तेज़ गति से मिश्रण करना आवश्यक है, ताकि सब कुछ अच्छी तरह मिल जाए, और बाद में धीमी गति से मिश्रण करना आवश्यक है, ताकि फ्लोकों को कोई नुकसान न पहुँचे! पॉलीएक्रिलामाइड एक फ्लोकुलेंट है, जबकि पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड एक कोएग्युलेंट है। आम तौर पर पहले कोएग्युलेंट मिलाया जाता है, उसके बाद ही पॉलीएक्रिलामाइड। लेकिन सुरक्षा के लिहाज से, यह बेहतर होगा कि अतिरिक्त मिश्रण क्रम का निर्धारण प्रयोगों के माध्यम से ही किया जाए! दवा मिलाने का स्थान, दवा की मात्रा, दवा मिलाने का समय, एवं मिश्रण की तीव्रता – इन सभी का निर्धारण प्रयोगों द्वारा ही किया जाना चाहिए। ध्यान रखें कि इन दोनों दवाओं को कभी भी एक साथ उपयोग में नहीं लाना चाहिए; अन्यथा इससे प्रभाव प्रभावित होगा, एवं उपयोग की लागत भी बढ़ जाएगी।
1. फ्लोकों का आकार: यदि फ्लोक बहुत छोटे हों, तो जल निकासी की गति प्रभावित होगी; जबकि यदि फ्लोक बहुत बड़े हों, तो वे अधिक पानी को अपने अंदर रोक लेंगे, जिससे कीचड़ की घनत्व कम हो जाएगी। पॉलीएक्रिलामाइड के आणविक वजन को चुनकर, फ्लोकों के आकार को समायोजित किया जा सकता है। 2. कचरे की विशेषताएँ: सबसे पहले, कचरे के स्रोत, उसकी विशेषताओं एवं घटकों, तथा उनके अनुपात को समझना आवश्यक है। प्रकृति के आधार पर, सीवेज को जैविक एवं अजैविक सीवेज दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग कार्बनिक सीवेज के निपटान हेतु किया जाता है, जबकि एनायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग अकार्बनिक सीवेज के लिए किया जाता है। जब अम्लता बहुत अधिक होती है, तो कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का ही उपयोग किया जाता है; जबकि अम्लता बहुत कम होने पर एनायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग उपयुक्त नहीं होता। जब सीवेज में ठोस पदार्थों की मात्रा अधिक होती है, तो पॉलीप्रोपिलीन एमाइड की मात्रा भी अधिक होनी पड़ती है। 3. फ्लोकों की मजबूती: काटने के दबाव के बावजूद भी फ्लोक स्थिर रहने चाहिए, न कि टूट जाएं। प्रोग्रेसिव पॉलीएक्रिलामाइड का आणविक भार बढ़ाना, या उपयुक्त आणविक संरचना चुनना, फ्लोकों की स्थिरता में सुधार करने में मदद करता है। 4. पॉलीप्रोपिलीन एमाइड की आयनता: निर्जलित कचरे के लिए, विभिन्न आयनता वाले फ्लोकुलेंटों का उपयोग करके प्रारंभिक परीक्षण किए जा सकते हैं; इस तरह सबसे उपयुक्त पॉलीप्रोपिलीन एमाइड चुना जा सकता है। ऐसा करने से न केवल सर्वोत्तम फ्लोकुलेंट प्रभाव प्राप्त होता है, बल्कि दवा की मात्रा भी कम हो जाती है, जिससे लागत भी बचती है। 5. पॉलीएक्रिलामाइड का घुलना: तभी ही इसका फ्लोकुलेंट के रूप में पूरा प्रभाव देखने को मिलता है, जब यह अच्छी तरह घुल जाए। कभी-कभी घुलने की गति को बढ़ाने की आवश्यकता होती है; ऐसी स्थिति में पॉलीप्रोपिलीन एमाइड घोल की सांद्रता बढ़ाने पर विचार किया जा सकता है। क्या पॉलीएक्रिलामाइड एवं पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड का उपयोग एक साथ किया जा सकता है? वास्तव में, सीवेज के शोधन हेतु, कुछ मामलों में केवल एक ही फ्लोकुलेंट का उपयोग करने से पर्याप्त परिणाम नहीं मिलते; ऐसी स्थितियों में दोनों का संयुक्त उपयोग आवश्यक होता है। अकार्बनिक फ्लोकुलेंट PAC एवं पॉलीएक्रिलामाइड का संयुक्त उपयोग करने से सीवेज के शोधन में बेहतर परिणाम प्राप्त होते हैं। लेकिन इन रसायनों को डालते समय उनके क्रम पर ध्यान देना आवश्यक है; क्रम गलत होने पर भी पर्याप्त परिणाम नहीं मिलेंगे। पॉलीएक्रिलामाइड एवं अन्य फ्लोकुलेंटों को मिलाकर उपयोग करते समय उनके डालने का क्रम एवं समय-अंतराल पर ध्यान देना आवश्यक है! PAC एवं PAM का संयुक्त उपयोग इस प्रकार होता है – पहले PAC आवेशों/कोलॉइडों को निष्क्रिय करके छोट-छोटे फ्लोक बनाता है; इसके बाद फ्लोकों के आकार को और बढ़ाकर उनका पूरी तरह अवक्षेपण संभव हो जाता है। चूँकि पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड (PAC) की अभिक्रिया हेतु समय बहुत कम होता है, इसलिए इसे मिलाने के लिए तेज़ मिश्रण आवश्यक है। वहीं, PAM के मामले में अभिक्रिया हेतु समय अधिक होता है; इसलिए मिश्रण करते समय पहले तेज़ गति से मिश्रण करना आवश्यक है, ताकि सब कुछ अच्छी तरह मिल जाए, और बाद में धीमी गति से मिश्रण करना आवश्यक है, ताकि फ्लोकों को कोई नुकसान न पहुँचे! पॉलीएक्रिलामाइड एक फ्लोकुलेंट है, जबकि पॉलीमराइज्ड एल्यूमिनियम क्लोराइड एक कोएग्युलेंट है। आम तौर पर पहले कोएग्युलेंट मिलाया जाता है, उसके बाद ही पॉलीएक्रिलामाइड। लेकिन सुरक्षा के लिहाज से, यह बेहतर होगा कि अतिरिक्त मिश्रण क्रम का निर्धारण प्रयोगों के माध्यम से ही किया जाए! दवा मिलाने का स्थान, दवा की मात्रा, दवा मिलाने का समय, एवं मिश्रण की तीव्रता – इन सभी का निर्धारण प्रयोगों द्वारा ही किया जाना चाहिए। ध्यान रखें कि इन दोनों दवाओं को कभी भी एक साथ उपयोग में नहीं लाना चाहिए; अन्यथा इससे प्रभाव प्रभावित होगा, एवं उपयोग की लागत भी बढ़ जाएगी।
पॉलीप्रोपिलीन एमाइड फ्लोकुलेंट के अकार्यक्षम होने का निर्धारण करने का तरीका: कई जल शोधन संयंत्रों में, खासकर दक्षिणी क्षेत्रों में, आर्द्र जलवायु के कारण पॉलीप्रोपिलीन एमाइड धीरे-धीरे नमी अवशोषित करके गाँठें बना लेता है। ऐसी स्थिति में लोगों को यह सवाल होता है कि क्या यह फ्लोकुलेंट अब अकार्यक्षम हो गया है, और क्या इसका उपयोग फिर से किया जा सकता है? वास्तव में, यदि इसे घोला जा सके, एवं घोल में चिपचिपाहट हो, तो यह अकार्यक्षम नहीं है। लेकिन गाँठों के रूप में बदल जाने के बाद इसे घोलना बहुत कठिन हो जाता है; ऐसी स्थिति में संसाधनों का अपव्यय होता है। विभिन्न प्रकार के पॉलीप्रोपिलीन एमाइडों की शेल्फ-लाइफ में काफी अंतर होता है; यह उनकी संरचना से संबंधित है। आम तौर पर, एनायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइडों की शेल्फ-लाइफ अधिक होती है, जबकि कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइडों के लिए हम आम तौर पर शेल्फ-लाइफ को 1 वर्ष मानते हैं। इस समय सीमा के बाद, इसे हमेशा “उपयोग की समय सीमा समाप्त” माना जाता है। इससे विफल होने का जोखिम होता है। पॉलीअक्रिलामाइड के विफल होने का मूल्यांकन दो तरीकों से किया जा सकता है – एक तो चिपचिपाहट में कमी, और दूसरा फ्लोकुलेशन प्रभाव में कमी।
पॉलीएक्रिलामाइड के उपयोग संबंधी निर्देश:
1. कोयला धोने हेतु उपयोग में आने वाले कैटायनिक पॉलीएक्रिलामाइड की मात्रा 30 किलोग्राम से 110 किलोग्राम के बीच हो सकती है।； रसायन उद्योग में अपशिष्ट जल की मात्रा आमतौर पर 50 से 120 किलोग्राम के बीच होती है। ； रंगाई-संबंधी उद्योगों से निकलने वाला अपशिष्ट जल, तथा कागज निर्माण उद्योगों से निकलने वाला अपशिष्ट जल को संसाधित करना सबसे कठिन है। इनके उपयोग की मात्रा को 100 से 300 किलोग्राम तक रखना उचित होगा। इलेक्ट्रोलिटिक प्रक्रियाओं से निकलने वाले अपशिष्ट जल, तथा सामान्य औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले जल की मात्रा 50 किलोग्राम से अधिक नहीं होनी चाहिए। ध्यान दें: (इन विभिन्न उद्योगों में उपयोग होने वाली मात्रा, प्रति हजार टन अपशिष्ट जल के हिसाब से है।) 2. जीवन-अपशिष्ट के उपचार हेतु उपयोग किए जाने वाले फ्लोकुलेंट, उपचार विधि के आधार पर अलग-अलग होते हैं। यदि प्रसंस्करण प्रक्रिया में जैव-रासायनिक विधियों का उपयोग किया जाता है, अर्थात् अवशिष्ट सीवेज को निकालने हेतु (जिसमें कुछ मात्रा में प्रारंभिक अवसाद भी हो सकता है), तो केवल कैटायनिक PAM का ही उपयोग सीवेज को निकालने हेतु किया जा सकता है। यदि प्रसंस्करण प्रक्रिया में भौतिक-रासायनिक विधियों का उपयोग किया जाता है, जैसे कि प्रथम स्तरीय सुदृढ़ीकरण, चुंबकीय अलगाव आदि, तो आमतौर पर सबसे पहले PAC का उपयोग करके पदार्थ को तैयार किया जाता है; इसके बाद एनायनिक फ्लोकुलेंट का उपयोग किया जाता है, और अंत में कैटायनिक फ्लोकुलेंट का उपयोग करके जल निकाला जाता वास्तविक मात्रा, सीवेज की गुणवत्ता के आधार पर ही निर्धारित की जानी चाहिए। सीवेज शोधन स्टेशन भी बहुत हैं; वहाँ की कचरा-मिश्रण सामग्री में PAC या अन्य अकार्बनिक फ्लोकुलेंट्स मिलाने से ही उसे सुखाया जा सकता है। इस विधि का उपयोग बोर्ड-फ्रेम फिल्टरेशन मशीनों में, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स कारखानों या छोटे सीवेज शोधन स्टेशनों में व्यापक रूप से किया जाता है। जब PAM को स्लर्ज निकालने हेतु उपयोग में लाया जाता है, तो इसका पानी के साथ अनुपात आमतौर पर 0.1%–0.2% के बीच होता है। जब यह पदार्थ गोंद जैसे तरल रूप में बदल जाता है, तब इसे सीवेज में मिलाकर उसका उपचार किया जाता है। कीचड़ के साथ इसका अनुपात आमतौर पर 5%–10% होता है; कभी-कभी यह इससे भी कम होता है। यह मात्रा कीचड़ की सांद्रता के आधार पर निर्धारित की जाती है। सबसे अच्छा तरीका तो यह है कि वास्तविक स्थितियों में प्रयोग करके ही सबसे उपयुक्त मात्रा एवं उपयोग हेतु उपयुक्त मॉडल निर्धारित किया जाए। विभिन्न प्रकार के सीवेज, विभिन्न प्रकार की दवाइयाँ, विभिन्न प्रकार के उपकरण, एवं विभिन्न स्तर का प्रबंधन – इन सबके कारण सीवेज के निपटान का परिणाम अलग-अलग होता है। 3. सीवेज शोधन संयंत्रों में, सीवेज के निपटान हेतु स्लर्ज को सूखाने हेतु कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग किया जाता है। ग्राहकों के साथ बातचीत करते समय, वे अक्सर सीवेज ट्रीटमेंट प्रक्रिया में स्लर्ज को सूखाने हेतु उपयोग किए जाने वाले एजेंटों की मात्रा संबंधी प्रश्न पूछते हैं। कीचड़-निर्जलीकरण एजेंटों की मात्रा के बारे में सटीक जानकारी प्राप्त करने हेतु, सबसे पहले इन मापदंडों को समझना आवश्यक है – कीचड़ में मौजूद जल की मात्रा, कीचड़-गोलियों में मौजूद जल की मात्रा, कीचड़ की मात्रा, उपयोग किए जाने वाले एजेंटों की मात्रा, एवं उन एजेंटों की सांद्रता आदि। कचरे में नमी का प्रतिशत: कचरे में मौजूद जल का वजन, कचरे के कुल वजन के अनुपात को ही कचरे में नमी का प्रतिशत कहा जाता है। कीचड़-गोले में जल-सांद्रता: कीचड़ से अलग किए गए कीचड़-गोले में मौजूद जल का वजन, कीचड़ के कुल वजन के अनुपात को प्रतिशत के रूप में व्यक्त करने हेतु “कीचड़-गोले में जल-सांद्रता” कहा जाता है। गणनाओं हेतु निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग किया जाना आवश्यक है:
1. दवा की मात्रा, mg/L = दवा का द्रव्यमान / शोधित पानी की मात्रा / दवा का सांद्रता
2. शोधित पानी की मात्रा के अनुसार आवश्यक दवा की मात्रा = शोधित पानी की मात्रा, m3/h × दवा की मात्रा, g/m3
3. सूखी कीचड़ की मात्रा = शोधित पानी की मात्रा × 【(1 – कीचड़ में जल की मात्रा) / (1 – कीचड़-गोले में जल की मात्रा)】
4. प्रति टन सूखी कीचड़ में आवश्यक दवा की मात्रा, g/m3 = दवा की मात्रा / सूखी कीचड़ की मात्रा
उपरोक्त गणनाओं से प्राप्त परिणामों में काफी त्रुटि हो सकती है; इन्हें केवल सीवेज शोधन प्रक्रिया में संदर्भ हेतु ही उपयोग में लाना चाहिए। वास्तविक दवा-खपत का आकलन, वास्तविक ऑपरेशनल परीक्षणों के माध्यम से ही किया जा सकता है।
1. कोयला धोने हेतु उपयोग में आने वाले कैटायनिक पॉलीएक्रिलामाइड की मात्रा 30 किलोग्राम से 110 किलोग्राम के बीच हो सकती है।； रसायन उद्योग में अपशिष्ट जल की मात्रा आमतौर पर 50 से 120 किलोग्राम के बीच होती है। ； रंगाई-संबंधी उद्योगों से निकलने वाला अपशिष्ट जल, तथा कागज निर्माण उद्योगों से निकलने वाला अपशिष्ट जल को संसाधित करना सबसे कठिन है। इनके उपयोग की मात्रा को 100 से 300 किलोग्राम तक रखना उचित होगा। इलेक्ट्रोलिटिक प्रक्रियाओं से निकलने वाले अपशिष्ट जल, तथा सामान्य औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले जल की मात्रा 50 किलोग्राम से अधिक नहीं होनी चाहिए। ध्यान दें: (इन विभिन्न उद्योगों में उपयोग होने वाली मात्रा, प्रति हजार टन अपशिष्ट जल के हिसाब से है।) 2. जीवन-अपशिष्ट के उपचार हेतु उपयोग किए जाने वाले फ्लोकुलेंट, उपचार विधि के आधार पर अलग-अलग होते हैं। यदि प्रसंस्करण प्रक्रिया में जैव-रासायनिक विधियों का उपयोग किया जाता है, अर्थात् अवशिष्ट सीवेज को निकालने हेतु (जिसमें कुछ मात्रा में प्रारंभिक अवसाद भी हो सकता है), तो केवल कैटायनिक PAM का ही उपयोग सीवेज को निकालने हेतु किया जा सकता है। यदि प्रसंस्करण प्रक्रिया में भौतिक-रासायनिक विधियों का उपयोग किया जाता है, जैसे कि प्रथम स्तरीय सुदृढ़ीकरण, चुंबकीय अलगाव आदि, तो आमतौर पर सबसे पहले PAC का उपयोग करके पदार्थ को तैयार किया जाता है; इसके बाद एनायनिक फ्लोकुलेंट का उपयोग किया जाता है, और अंत में कैटायनिक फ्लोकुलेंट का उपयोग करके जल निकाला जाता वास्तविक मात्रा, सीवेज की गुणवत्ता के आधार पर ही निर्धारित की जानी चाहिए। सीवेज शोधन स्टेशन भी बहुत हैं; वहाँ की कचरा-मिश्रण सामग्री में PAC या अन्य अकार्बनिक फ्लोकुलेंट्स मिलाने से ही उसे सुखाया जा सकता है। इस विधि का उपयोग बोर्ड-फ्रेम फिल्टरेशन मशीनों में, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स कारखानों या छोटे सीवेज शोधन स्टेशनों में व्यापक रूप से किया जाता है। जब PAM को स्लर्ज निकालने हेतु उपयोग में लाया जाता है, तो इसका पानी के साथ अनुपात आमतौर पर 0.1%–0.2% के बीच होता है। जब यह पदार्थ गोंद जैसे तरल रूप में बदल जाता है, तब इसे सीवेज में मिलाकर उसका उपचार किया जाता है। कीचड़ के साथ इसका अनुपात आमतौर पर 5%–10% होता है; कभी-कभी यह इससे भी कम होता है। यह मात्रा कीचड़ की सांद्रता के आधार पर निर्धारित की जाती है। सबसे अच्छा तरीका तो यह है कि वास्तविक स्थितियों में प्रयोग करके ही सबसे उपयुक्त मात्रा एवं उपयोग हेतु उपयुक्त मॉडल निर्धारित किया जाए। विभिन्न प्रकार के सीवेज, विभिन्न प्रकार की दवाइयाँ, विभिन्न प्रकार के उपकरण, एवं विभिन्न स्तर का प्रबंधन – इन सबके कारण सीवेज के निपटान का परिणाम अलग-अलग होता है। 3. सीवेज शोधन संयंत्रों में, सीवेज के निपटान हेतु स्लर्ज को सूखाने हेतु कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग किया जाता है। ग्राहकों के साथ बातचीत करते समय, वे अक्सर सीवेज ट्रीटमेंट प्रक्रिया में स्लर्ज को सूखाने हेतु उपयोग किए जाने वाले एजेंटों की मात्रा संबंधी प्रश्न पूछते हैं। कीचड़-निर्जलीकरण एजेंटों की मात्रा के बारे में सटीक जानकारी प्राप्त करने हेतु, सबसे पहले इन मापदंडों को समझना आवश्यक है – कीचड़ में मौजूद जल की मात्रा, कीचड़-गोलियों में मौजूद जल की मात्रा, कीचड़ की मात्रा, उपयोग किए जाने वाले एजेंटों की मात्रा, एवं उन एजेंटों की सांद्रता आदि। कचरे में नमी का प्रतिशत: कचरे में मौजूद जल का वजन, कचरे के कुल वजन के अनुपात को ही कचरे में नमी का प्रतिशत कहा जाता है। कीचड़-गोले में जल-सांद्रता: कीचड़ से अलग किए गए कीचड़-गोले में मौजूद जल का वजन, कीचड़ के कुल वजन के अनुपात को प्रतिशत के रूप में व्यक्त करने हेतु “कीचड़-गोले में जल-सांद्रता” कहा जाता है। गणनाओं हेतु निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग किया जाना आवश्यक है:
1. दवा की मात्रा, mg/L = दवा का द्रव्यमान / शोधित पानी की मात्रा / दवा का सांद्रता
2. शोधित पानी की मात्रा के अनुसार आवश्यक दवा की मात्रा = शोधित पानी की मात्रा, m3/h × दवा की मात्रा, g/m3
3. सूखी कीचड़ की मात्रा = शोधित पानी की मात्रा × 【(1 – कीचड़ में जल की मात्रा) / (1 – कीचड़-गोले में जल की मात्रा)】
4. प्रति टन सूखी कीचड़ में आवश्यक दवा की मात्रा, g/m3 = दवा की मात्रा / सूखी कीचड़ की मात्रा
उपरोक्त गणनाओं से प्राप्त परिणामों में काफी त्रुटि हो सकती है; इन्हें केवल सीवेज शोधन प्रक्रिया में संदर्भ हेतु ही उपयोग में लाना चाहिए। वास्तविक दवा-खपत का आकलन, वास्तविक ऑपरेशनल परीक्षणों के माध्यम से ही किया जा सकता है।
कार्य-सिद्धांत:
1) फ्लोकुलेशन का सिद्धांत: जब PAM का उपयोग फ्लोकुलेशन हेतु किया जाता है, तो यह फ्लोकुलेट होने वाले पदार्थों की सतही विशेषताओं, विशेष रूप से इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशियल, चिपचिपाहट, घुलनशीलता एवं सस्पेंशन के pH मान से संबंधित होता है। कणों की सतह पर मौजूद इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशियल ही कणों के आपस में जुड़ने में बाधा बनता है। सतह पर विपरीत आवेश वाला PAM मिलाने से यह इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशियल कम हो जाता है, जिससे कण आपस में जुड़ जाते हैं। 2) अवशोषण-सेतु निर्माण: PAM अणु-श्रृंखलाएँ विभिन्न कणों की सतहों पर स्थिर हो जाती हैं; इससे कणों के बीच पॉलिमर के “सेतु” बन जाते हैं, जिसके कारण कण एक समूह बनाकर नीचे गिर जाते हैं। 3) सतही अधिशोषण: PAM अणुओं पर मौजूद ध्रुवीय समूहों द्वारा विभिन्न कणों का अधिशोषण। 4) सुदृढ़ीकरण का प्रभाव: PAM अणु-श्रृंखलाएँ, विभिन्न यांत्रिक, भौतिक एवं रासायनिक तंत्रों के माध्यम से, विघटित घटकों को आपस में जोड़कर एक जालक-संरचना बनाती हैं।
1) फ्लोकुलेशन का सिद्धांत: जब PAM का उपयोग फ्लोकुलेशन हेतु किया जाता है, तो यह फ्लोकुलेट होने वाले पदार्थों की सतही विशेषताओं, विशेष रूप से इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशियल, चिपचिपाहट, घुलनशीलता एवं सस्पेंशन के pH मान से संबंधित होता है। कणों की सतह पर मौजूद इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशियल ही कणों के आपस में जुड़ने में बाधा बनता है। सतह पर विपरीत आवेश वाला PAM मिलाने से यह इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशियल कम हो जाता है, जिससे कण आपस में जुड़ जाते हैं। 2) अवशोषण-सेतु निर्माण: PAM अणु-श्रृंखलाएँ विभिन्न कणों की सतहों पर स्थिर हो जाती हैं; इससे कणों के बीच पॉलिमर के “सेतु” बन जाते हैं, जिसके कारण कण एक समूह बनाकर नीचे गिर जाते हैं। 3) सतही अधिशोषण: PAM अणुओं पर मौजूद ध्रुवीय समूहों द्वारा विभिन्न कणों का अधिशोषण। 4) सुदृढ़ीकरण का प्रभाव: PAM अणु-श्रृंखलाएँ, विभिन्न यांत्रिक, भौतिक एवं रासायनिक तंत्रों के माध्यम से, विघटित घटकों को आपस में जोड़कर एक जालक-संरचना बनाती हैं।
औषधि को डालने की विधियाँ: औषधि को डालने हेतु गुरुत्वाकर्षण एवं दबाव वाली विधियों का उपयोग किया जाता है। चाहे कोई भी विधि हो, घोलने वाले टैंक से लेकर औषधि डालने वाले स्थान तक, हमेशा औषधि को ऊपर उठाने हेतु उपकरण आवश्यक होते हैं। औषधि को ऊपर उठाने हेतु आमतौर पर मापन यंत्र एवं वॉटर जेटर का उपयोग किया जाता है। 1. गुरुत्वाकर्षण द्वारा डालना – गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करके दवा को पंप की इनलेट पाइप में, या जल निकासी हेतु उपयोग में आने वाले उपकरणों में डाला जाता है; इसके बाद पंप के पंखों द्वारा इस दवा को मिश्रित किया जाता है। 2. दबाव के साथ ड्रगों का छिड़काव – पंप या वॉटर जेटर का उपयोग करके ड्रगों को मूल जल पाइपलाइनों में डाला जाता है। यह विधि उन स्थानों पर उपयोगी है, जहाँ ड्रगों को उच्च दबाव वाली पाइपलाइनों में, या दूर स्थित, ऊँचाई पर स्थित जल शोधन संयंत्रों में डालने की आवश्यकता होती है। 3. जलपंप का उपयोग: जलपंप का उपयोग, घोलन कक्ष में मौजूद दवाईयुक्त तरल पदार्थ को दबाव वाली पाइपलाइनों तक पहुँचाने हेतु किया जाता है। इसके लिए या तो मापन हेतु पंपों का उपयोग किया जाता है, या फिर अम्ल-प्रतिरोधी सामग्रियों का उपयोग किया जाता है उपयोग से पहले, पॉलीएक्रिलामाइड को आमतौर पर 0.1% से 0.5% की सांद्रता वाले घोल के रूप में तैयार किया जाता है। तैयार किए गए इस घोल को ज्यादा समय तक संग्रहीत नहीं रखना चाहिए; उपयोग से पहले इस घोल को और पतला करके 0.01 से 0.05 की सांद्रता वाला घोल बनाना आवश्यक है। ऐसा करने से फ्लोकुलेंट का अवक्षेपण प्रक्रिया में बेहतर ढंग से होता है, इसकी मात्रा कम हो जाती है, एवं बेहतर फ्लोकुलेशन प्रभाव प्राप्त होता है!
संघनन प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले कारक हैं: 1. पानी के तापमान का प्रभाव। 2. पानी के pH मान का प्रभाव। 3. जल में ऑर्गेनिक प्रदूषकों का प्रभाव। 4. जल-संबंधी परिस्थितियों का प्रभाव। 5. जल में कणों की सांद्रता का प्रभाव। 6. कोएगुलेंट डालने की विधि का प्रभाव। 7. कोएगुलेंट की मात्रा का प्रभाव।
कैटायनिक: कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड (CPAM) की विशेषताएँ – कैटायनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड (CPAM) सफ़ेद रंग के पाउडर के रूप में होता है। इसकी आयनीकरण क्षमता 20% से 55% तक होती है। यह पानी में अच्छी तरह घुल जाता है; किसी भी अनुपात में पानी में घुल सकता है, लेकिन कार्बनिक विलायकों में नहीं घुलता। यह उच्च-पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट के गुणों का है; इसका उपयोऋणात्मक आवेश वाले एवं कार्बनिक पदार्थों से भरपूर अपशिष्ट जल के शोधन हेतु किया जाता है। यह रंगाई, कागज निर्माण, खाद्य उद्योग, निर्माण क्षेत्र, धातुकर्म, खनन, कोयले का उपयोग, तेल क्षेत्र, मत्स्य प्रसंस्करण एवं किण्वन जैसे उद्योगों में पाए जाने वाले, जिसमें कार्बनिक कोलॉइड्स की मात्रा अधिक होती है, ऐसे अपशिष्ट जल के शोधन हेतु उपयुक्त है। यह विशेष रूप से शहरी सीवेज, शहरी कचरा, कागज निर्माण से उत्पन्न कचरा एवं अन्य औद्योगिक कचरों के जल-निकासी हेतु भी उपयुक्त है। गैर-आयनिक उत्पादों की विशेषताएँ: गैर-आयनिक पॉलीप्रोपिलीनमाइड उत्पाद, उच्च आणविक वजन वाले एवं कम आयनीकरण स्तर वाले रैखिक पॉलिमर होते हैं। अपने विशेष समूहों के कारण, इसमें फ्लोकुलेशन, विघटन, गाढ़ा होना, चिपकना, फिल्म बनाना, जेल बनाना, एवं कोलॉइडों को स्थिर रखने जैसे गुण होते हैं। सीवेज ट्रीटमेंट एजेंट: जब तरल कचरा अम्लीय होता है, तो फ्लोकुलेंट के रूप में नॉन-आयनिक पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग करना उचित होता है। इस समय, PAM एक अवशोषण-सेतु की भूमिका निभाता है; जिससे निलंबित कण आपस में जुड़कर गिर जाते हैं, और इस तरह से सीवेज को शुद्ध किया जा सकता है। इसका उपयोग पीने के पानी को शुद्ध करने हेतु भी किया जा सकता है; विशेष रूप से अकार्बनिक फ्लोकुलेंट्स के साथ उपयोग करने पर, जल शोधन में यह सबसे प्रभावी साबित होता है। अनुप्रयोग: 1. इसका उपयोग औद्योगिक अपशिष्ट जल के शोधन हेतु व्यापक रूप से किया जाता है। ऐसे अपशिष्ट जल में निलंबित कण, मोटे कण, उच्च सांद्रता वाले पदार्थ, धनात्मक आवेश वाले आयन, तथा तटस्थ या क्षारीय pH वाला जल शामिल है। इसका उपयोग इस्पात कारखानों के अपशिष्ट जल, धातु-विज्ञान संबंधी अपशिष्ट जल, कोयला धोने से उत्पन्न अपशिष्ट जल आदि के शोधन हेतु भी किया जाता है। 2. इसका उपयोग तेल उद्योग में, तेल निकालने हेतु, ड्रिलिंग के दौरान प्रयोग में आने वाली कीचड़-सामग्री के निपटान हेतु, पानी के प्रवाह को रोकने हेतु, घर्षण को कम करने हेतु, तेल निकालने की दर को बढ़ाने हेतु, एवं “तृतीयक तेल निकालने” की प्रक्रिया में भी व्यापक रूप स 3. यह कपड़ा उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाला स्टैबिलाइजर है; इसके कारण स्टैबलाइजर का प्रभाव स्थिर रहता है, कम मात्रा में ही स्टैबलाइजर खर्च होता है, कपड़ों में टूटने क 4. कागज निर्माण उद्योग में उपयोग होता है। पहला, भराव सामग्री, रंजक आदि की उपस्थिति-दर में वृद्धि करना। ； दूसरा, कागज़ की मजबूती में वृद्धि करना है (जिसमें सूखी अवस्था में एवं गीली अवस्था में कागज़ की मजब इसके अलावा, कागज़ की फाड़ने के विरुद्ध प्रतिरोधक क्षमता एवं छिद्रपूर्ण संरचना में भी सुधार किया जा सकता है; ऐसा करने से दृश्य एवं मुद्रण गुणों में सुधार होता है। इसका उपयोग खाद्य पदार्थों एवं चाय के पैकेजिंग क बाइअनियन: बाइअनियन पॉलीएक्रिलामाइड, एथिलीन एमाइड एवं विनाइल कैटायनिक मोनोमर अर्थात् एक्रिलामाइड मोनोमर के हाइड्रोलिसिस द्वारा संयुक्त रूप से बनता है। ऐसे अनियमित पॉलिमर, जिनकी आणविक श्रृंखलाओं में धनात्मक एवं ऋणात्मक दोनों प्रकार के आवेश होते हैं।
प्रभावित करने वाले कारक: पॉलीएक्रिलामाइड घोल का चिपचिपापन, मुख्य रूप से तरल पदार्थ के अणुओं के बीच प्रवाह या सापेक्ष गति के कारण उत्पन्न होने वाले आंतरिक घर्षण प्रतिरोध को दर्शाता है। आंतरिक घर्षण प्रतिरोध, पॉलिमर की संरचना, विलायक के गुण, घोल की सांद्रता, तापमान एवं दबाव जैसे कारकों पर निर्भर है। इसका मान जितना अधिक होता है, उतनी ही घोल की चिपचिपाहट अधिक होती है। 1. तापमान का पॉलीएक्रिलामाइड की चिपचिपाहट पर प्रभाव
तापमान, अणुओं की अनियमित गति की मात्रा को दर्शाता है। अणुओं को अपने बीच के पारस्परिक बलों को दूर करना होता है; और अणुओं के बीच के ये पारस्परिक बल, जैसे हाइड्रोजन बंधन, आंतरिक घर्षण, विसरण, अणु-श्रृंखलाओं की दिशा, आदि, सीधे ही चिपचिपाहट को प्रभावित करते हैं। इसलिए, पॉलिमर घोल की चिपचिपाहट तापमान के साथ बदलती रहती है। तापमान में परिवर्तन से पॉलिमर घोल की चिपचिपाहट पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। पॉलीएक्रिलामाइड घोल का चिपचिपापन, तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि उच्च-आणविक वजन वाले घोल में मौजूद कण आपस में जुड़कर एक जालनुमा संरचना बनाते हैं; तापमान जितना अधिक होता है, वह जालनुमा संरचना उतनी ही आसानी से टूट जाती है, इसलिए घोल का चिपचिपापन कम हो जाता है। 2. जलविघटन के समय का पॉलीप्रोपिलीनेमाइड की चिपचिपाहट पर प्रभाव: पॉलीप्रोपिलीनेमाइड घोल की चिपचिपाहट, जलविघटन के समय के साथ बदलती रहती है। जब जलविघटन का समय कम होता है, तो घोल की चिपचिपाहट कम होती है; ऐसा शायद इसलिए होता है, क्योंकि पॉलिमर के पास अभी तक एक जालीदार संरचना बनाने का समय ही नहीं मिला होता। ； यदि जल-अपघटन की प्रक्रिया बहुत लंबे समय तक चलती रहे, तो तरल का चिपचिपापन कम हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि विलयन में पॉलीप्रोपिलीनमाइड की संरचना ढीली हो ज आंशिक रूप से जल-विघटित हुआ पॉलीप्रोपिलीनेमाइड, पानी में घुलने के बाद ऋणात्मक आवेश वाले बड़े अणुओं में विघटित हो जाता है। अणुओं के बीच का विद्युत-स्थैतिक अपरिहार्य बल, एवं एक ही अणु की विभिन्न श्रृंखलाओं के बीच का ऋणात्मक आवेशों का आपसी आकर्षण, अणुओं को घोल में फैलने में मदद करता है; इसी कारण अणु आपस में उलझ जाते हैं। यही कारण है कि आंशिक रूप से जल-विघटित हुआ पॉलीप्रोपिलीनेमाइड, अपने घोल की चिपचिपाहट को काफी हद तक बढ़ा देता है। 3. खनिजीकरण का पॉलीप्रोपिलेनामाइड की चिपचिपाहट पर प्रभाव: पॉलीप्रोपिलेनामाइड की आणविक श्रृंखलाओं में ऋणात्मक आवेश वाले समूहों की तुलना में धनात्मक आवेश वाले समूहों की संख्या अधिक होती है; इस कारण इसका शुद्ध आवेश अधिक होता है, एवं इसकी ध्रुवीयता भी अधिक होती है। चूँकि H2O भी एक ध्रुवीय अणु है, इसलिए “समान-समान घुलनशीलता” के सिद्धांत के अनुसार, पॉलीमर की जल-घुलनशीलता अच्छी होती है, एवं इसकी विशिष्ट चिपचिपाहट भी अधिक होती है। ； जैसे-जैसे खनिजों की मात्रा बढ़ती है, धनात्मक विद्युत आवेशों को ऋणात्मक आयनों द्वारा घेर लिया जाता है; इस प्रकार आयनिक वातावरण बन जाता है। इसके परिणामस्वरूप आसपास के धनात्मक विद्युत आवेशों के साथ संयोजन हो जाता है, जिससे पॉलिमर घोल की ध्रुवीयता कम हो जाती है एवं इसका चिपचिपापन भी कम ； खनिजों की सांद्रता लगातार बढ़ती रहती है; धनात्मक एवं ऋणात्मक आयनों के कारण अणुओं के भीतर या आपस में हाइड्रोजन बंधन बन जाते हैं (जिससे पॉलिमरों का जल में घुलनशीलता कम हो जाती है)। वहीं, जोड़े गए लवण आयन, धनात्मक एवं ऋणात्मक आवेशों को अवरुद्ध करके उनके बीच बने बंधनों को टूटने पर मजबूर करते हैं (जिससे पॉलिमरों का जल में घुलनशीलता बढ़ जाती है)। ये दोनों प्रक्रियाएँ आपस में प्रतिस्पर्धा करती हैं; इस कारण उच्च लवण सांद्रता (>0.06 मोल/लीटर) पर भी पॉलिमर घोल का चिपचिपापन कम ही रहता है। 4. आणविक द्रव्यमान का पॉलीप्रोपिलेनामाइड की चिपचिपाहट पर प्रभाव: पॉलीप्रोपिलेनामाइड घोल की चिपचिपाहट, पॉलिमर के आणविक द्रव्यमान बढ़ने के साथ बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि उच्च-आणविक वजन वाले घोलों की चिपचिपाहट, आणविकों की गति के दौरान आणविकों के बीच होने वाली पारस्परिक क्रियाओं के कारण उत्पन्न होती है। जब पॉलिमर का सापेक्ष आणविक द्रव्यमान लगभग 106 होता है, तो उच्च-आणविक द्रव्यमान वाले अणु एक-दूसरे में प्रवेश करने लगते हैं; इससे प्रकाश के विक्षेपण पर प्रभाव पड़ता है। जब इसकी मात्रा थोड़ी अधिक होती है, तो यांत्रिक आपसी जुड़ाव चिपचिपाहट को प्रभ जब सांद्रता काफी कम होती है, तो पॉलिमर घोल को एक जालीनुमा संरचना के रूप में माना जा सकता है; श्रृंखलाओं के बीच होने वाला यांत्रिक आपसी जुड़ाव एवं हाइड्रोजन बंधन, मिलकर इस जाल के “नोड” बनाते हैं जब इसकी मात्रा अधिक होती है, तो घोल में कई श्रृंखला-संबंधी संपर्क बिंदु होते हैं; जिसके कारण पॉलिमर घोल जेल जैसा बन जाता है। अतः, जितना अधिक पॉलिमर का सापेक्ष आणविक द्रव्यमान होता है, उतनी ही आसानी से अणुओं के बीच संयोजन हो जाता है; इसके परिणामस्वरूप घोल का चिपचिपापन भी बढ़ जाता है।
तापमान, अणुओं की अनियमित गति की मात्रा को दर्शाता है। अणुओं को अपने बीच के पारस्परिक बलों को दूर करना होता है; और अणुओं के बीच के ये पारस्परिक बल, जैसे हाइड्रोजन बंधन, आंतरिक घर्षण, विसरण, अणु-श्रृंखलाओं की दिशा, आदि, सीधे ही चिपचिपाहट को प्रभावित करते हैं। इसलिए, पॉलिमर घोल की चिपचिपाहट तापमान के साथ बदलती रहती है। तापमान में परिवर्तन से पॉलिमर घोल की चिपचिपाहट पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। पॉलीएक्रिलामाइड घोल का चिपचिपापन, तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि उच्च-आणविक वजन वाले घोल में मौजूद कण आपस में जुड़कर एक जालनुमा संरचना बनाते हैं; तापमान जितना अधिक होता है, वह जालनुमा संरचना उतनी ही आसानी से टूट जाती है, इसलिए घोल का चिपचिपापन कम हो जाता है। 2. जलविघटन के समय का पॉलीप्रोपिलीनेमाइड की चिपचिपाहट पर प्रभाव: पॉलीप्रोपिलीनेमाइड घोल की चिपचिपाहट, जलविघटन के समय के साथ बदलती रहती है। जब जलविघटन का समय कम होता है, तो घोल की चिपचिपाहट कम होती है; ऐसा शायद इसलिए होता है, क्योंकि पॉलिमर के पास अभी तक एक जालीदार संरचना बनाने का समय ही नहीं मिला होता। ； यदि जल-अपघटन की प्रक्रिया बहुत लंबे समय तक चलती रहे, तो तरल का चिपचिपापन कम हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि विलयन में पॉलीप्रोपिलीनमाइड की संरचना ढीली हो ज आंशिक रूप से जल-विघटित हुआ पॉलीप्रोपिलीनेमाइड, पानी में घुलने के बाद ऋणात्मक आवेश वाले बड़े अणुओं में विघटित हो जाता है। अणुओं के बीच का विद्युत-स्थैतिक अपरिहार्य बल, एवं एक ही अणु की विभिन्न श्रृंखलाओं के बीच का ऋणात्मक आवेशों का आपसी आकर्षण, अणुओं को घोल में फैलने में मदद करता है; इसी कारण अणु आपस में उलझ जाते हैं। यही कारण है कि आंशिक रूप से जल-विघटित हुआ पॉलीप्रोपिलीनेमाइड, अपने घोल की चिपचिपाहट को काफी हद तक बढ़ा देता है। 3. खनिजीकरण का पॉलीप्रोपिलेनामाइड की चिपचिपाहट पर प्रभाव: पॉलीप्रोपिलेनामाइड की आणविक श्रृंखलाओं में ऋणात्मक आवेश वाले समूहों की तुलना में धनात्मक आवेश वाले समूहों की संख्या अधिक होती है; इस कारण इसका शुद्ध आवेश अधिक होता है, एवं इसकी ध्रुवीयता भी अधिक होती है। चूँकि H2O भी एक ध्रुवीय अणु है, इसलिए “समान-समान घुलनशीलता” के सिद्धांत के अनुसार, पॉलीमर की जल-घुलनशीलता अच्छी होती है, एवं इसकी विशिष्ट चिपचिपाहट भी अधिक होती है। ； जैसे-जैसे खनिजों की मात्रा बढ़ती है, धनात्मक विद्युत आवेशों को ऋणात्मक आयनों द्वारा घेर लिया जाता है; इस प्रकार आयनिक वातावरण बन जाता है। इसके परिणामस्वरूप आसपास के धनात्मक विद्युत आवेशों के साथ संयोजन हो जाता है, जिससे पॉलिमर घोल की ध्रुवीयता कम हो जाती है एवं इसका चिपचिपापन भी कम ； खनिजों की सांद्रता लगातार बढ़ती रहती है; धनात्मक एवं ऋणात्मक आयनों के कारण अणुओं के भीतर या आपस में हाइड्रोजन बंधन बन जाते हैं (जिससे पॉलिमरों का जल में घुलनशीलता कम हो जाती है)। वहीं, जोड़े गए लवण आयन, धनात्मक एवं ऋणात्मक आवेशों को अवरुद्ध करके उनके बीच बने बंधनों को टूटने पर मजबूर करते हैं (जिससे पॉलिमरों का जल में घुलनशीलता बढ़ जाती है)। ये दोनों प्रक्रियाएँ आपस में प्रतिस्पर्धा करती हैं; इस कारण उच्च लवण सांद्रता (>0.06 मोल/लीटर) पर भी पॉलिमर घोल का चिपचिपापन कम ही रहता है। 4. आणविक द्रव्यमान का पॉलीप्रोपिलेनामाइड की चिपचिपाहट पर प्रभाव: पॉलीप्रोपिलेनामाइड घोल की चिपचिपाहट, पॉलिमर के आणविक द्रव्यमान बढ़ने के साथ बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि उच्च-आणविक वजन वाले घोलों की चिपचिपाहट, आणविकों की गति के दौरान आणविकों के बीच होने वाली पारस्परिक क्रियाओं के कारण उत्पन्न होती है। जब पॉलिमर का सापेक्ष आणविक द्रव्यमान लगभग 106 होता है, तो उच्च-आणविक द्रव्यमान वाले अणु एक-दूसरे में प्रवेश करने लगते हैं; इससे प्रकाश के विक्षेपण पर प्रभाव पड़ता है। जब इसकी मात्रा थोड़ी अधिक होती है, तो यांत्रिक आपसी जुड़ाव चिपचिपाहट को प्रभ जब सांद्रता काफी कम होती है, तो पॉलिमर घोल को एक जालीनुमा संरचना के रूप में माना जा सकता है; श्रृंखलाओं के बीच होने वाला यांत्रिक आपसी जुड़ाव एवं हाइड्रोजन बंधन, मिलकर इस जाल के “नोड” बनाते हैं जब इसकी मात्रा अधिक होती है, तो घोल में कई श्रृंखला-संबंधी संपर्क बिंदु होते हैं; जिसके कारण पॉलिमर घोल जेल जैसा बन जाता है। अतः, जितना अधिक पॉलिमर का सापेक्ष आणविक द्रव्यमान होता है, उतनी ही आसानी से अणुओं के बीच संयोजन हो जाता है; इसके परिणामस्वरूप घोल का चिपचिपापन भी बढ़ जाता है।
मात्रा निर्धारण: पॉलीएक्रिलामाइड की मात्रा इस आधार पर निर्धारित की जानी चाहिए कि घोल स्पष्ट रहे। उचित मात्रा में ही इसे मिलाना चाहिए; अधिक मात्रा में मिलाने से न केवल प्रभाव स्पष्ट नहीं होता, बल्कि खर्च भी बढ़ जाता है, एवं यह फिल्टर मशीन की क्षमता को भी प्रभावित करता है। तरल पॉलीप्रोपिलेनामाइड की एक बार में तैयार की जाने वाली सांद्रता भी अत्यधिक नहीं होनी चाहिए। यदि सांद्रता अत्यधिक हो, तो पॉलीप्रोपिलेनामाइड एवं क्षारीय जल का मिश्रण सही तरीके से नहीं हो पाता, एवं पॉलीप्रोपिलेनामाइड की जल-अपघटन प्रक्रिया भी पूरी तरह नहीं हो पाती; इससे फ्लोकुलेशन प्रक्रिया प्र पॉलीप्रोपिलीन एमाइड की मात्रा, मुख्य रूप से निकलने वाली लाल मिट्टी की मात्रा एवं उसके अवक्षेपण की प्रक्रिया पर निर्भर है। जितनी अधिक लाल मिट्टी होगी, उतनी ही अधिक मात्रा में पॉलीप्रोपिलीन एमाइड की आवश्यकता होगी। हालाँकि, इसके निर्माण हेतु उपयोग की जाने वाली विधि, पॉलीप्रोपिलीन एमाइड के अवक्षेपण पर बहुत ही प्रभाव डालती है। उचित विधि का उपयोग करने से अवक्षेपण की प्रक्रिया में सुधार होता है, साथ ही पॉलीप्रोपिलीन एमाइड की खपत भी कम हो जाती है; जिससे अवक्षेपण प्रणाली की क्षमता में वृद्धि होती है।
पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग जल शोधन हेतु किया जाता है। पॉलीप्रोपिलीन एमाइड के एमाइड समूह, कई पदार्थों के साथ बंध सकते हैं, एवं हाइड्रोजन बंधन बना सकते हैं। उच्च आणविक वजन वाला पॉलीएक्रिलामाइड, अवशोषित होने वाले कणों के बीच “सेतु” बनाता है; इससे कण एक साथ जुड़ जाते हैं, जिससे वे नीचे गिरने में सहायता पाते हैं। पॉलीएक्रिलामाइड आधारित फ्लोकुलेंट, विभिन्न प्रकार की फ्लोकुलेशन प्रक्रियाओं में उपयोग में आ सकते हैं। इनकी मात्रा कम होती है, दक्षता अधिक होती है; इनके उपयोग से कम कचरा उत्पन्न होता है, एवं बाद की प्रसंस्करण प्रक्रियाएँ आसान हो जाती हैं। कुछ मामलों में तो ये विशेष रूप से उपयोगी स हमारे देश में, प्राकृतिक जल की सफाई, शहरी सीवेज के शोधन एवं औद्योगिक अपशिष्ट जल के शोधन हेतु, विभिन्न स्तरों पर पॉलीप्रोपिलीन एमाइड का उपयोग जल शोधन हेतु रासायनिक एजेंटों के रूप में किया जाता है। पॉलीएक्रिलामाइड, वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग में आने वाला, एवं सबसे प्रभावी उच्च-आणविक वजन वाला कार्बनिक संश्लेषित फ्लोकुलेंट है।
पॉलीएक्रिलामाइड फ्लोकुलेंट का उपयोग एवं सावधानियाँ: 1. इसका 0.2% सांद्रता वाला जलीय घोल तैयार करना उचित है; ऐसा घोल तटस्थ होना चाहिए, एवं इसमें लवण नहीं होना चाहिए। 2. चूँकि इस उत्पाद का उपयोग विभिन्न प्रकार के जल स्रोतों में किया जा सकता है, इसलिए इसकी मात्रा आम तौर पर 0.1-10 पीपीएम (0.1-10 मिलीग्राम/लीटर) होती है। 3. पूरी तरह घुल जाए। इस उत्पाद को घोलते समय सावधान रहना आवश्यक है; खासकर ऑटोमेटिक ड्रग-डोजिंग उपकरणों में तरल पदार्थ का प्रवाह बहुत तेज नहीं होना चाहिए। ऐसा करने से पॉलीप्रोपिलीन एमाइड ठोस रूप नहीं लेगा, एवं पाइपलाइनों में रुकावट भी नहीं होगी, जिससे अनावश्यक समस्याएँ उत्पन्न नहीं होंगी। 4. मिश्रण करने हेतु उचित गति 200 घूर्णन/मिनट होनी चाहिए; समय कम से कम एक घंटा होना आवश्यक है। पानी का तापमान 20-30 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने से घुलने की प्रक्रिया तेज हो जाती है। दवा के घोल का अधिकतम तापमान 60 डिग्री से कम होना चाहिए।
दवा की मात्रा, पॉलीप्रोपाइलीन का मॉडल, मिश्रण करने हेतु आवश्यक बल, मिश्रण करने का समय, मिश्रण करने की विधि आदि।