जब रेजिन में कार्बनिक पदार्थों का प्रदूषण हो जाता है, तो इसका समाधान कैसे किया जाए
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जब रेजिन में कार्बनिक पदार्थों का प्रदूषण हो जाता है, तो इसका समाधान कैसे किया जाए
कार्बनिक पदार्थों से पॉजिटिव रेजिन में प्रदूषण बहुत कम ही होता है। केवल पॉजिटिव रेजिन के कणों पर ही अवक्षेप देखे जा सकते हैं; ऐसे अवक्षेपों को हवा से साफ करने या पानी से धोकर हटाया जा सकता है। लेकिन कार्बनिक पदार्थ, नेगेटिव रेजिन को आसानी से प्रदूषित कर सकते हैं। जैसे कि विलवणरहित पानी संसाधन प्रणाली में, उच्च क्षारीय गुण वाले ऋणात्मक रेजिन, कार्बनिक पदार्थों के कारण आसानी से दूषित हो ज I. कार्बनिक पदार्थों से रेजिन के प्रदूषित होने की विशेषताएँ:
1. जब एनायन-एक्सचेंज रेजिन प्रदूषित हो जाता है, तो इसका रंग गहरा हो जाता है; हल्के पीले रंग से लेकर गहरे भूरे रंग तक, और अंत में काले रंग तक।
2. रेजिन की विनिमय क्षमता कम हो जाती है; इस कारण एनायन-बेड से प्राप्त पानी की मात्रा में कमी आ जाती है।
3. पानी का pH मान कम हो जाता है, एवं इसकी विद्युत-चालकता बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि कार्बनिक पदार्थों के कारण रेजिन से कार्बनिक अम्ल निकलकर पानी में मिल जाते हैं; इस कारण पानी का pH मान 5.4–5.7 तक गिर जाता है।
4. एनायन-बेड की सफाई हेतु आवश्यक समय बढ़ जाता है, एवं सफाई हेतु आवश्यक पानी की मात्रा भी बढ़ जाती है। चूँकि रेजिन पर चिपके हुए कार्बनिक पदार्थों में बड़ी मात्रा में —COOH समूह होते हैं, इसलिए रेजिन के पुनर्उपयोग के दौरान ये —COOH समूह —COONa में बदल जाते हैं। सफाई की प्रक्रिया के दौरान, —COONa में मौजूद Na+ आयन, नेगेटिव चार्ज वाले खनिज अम्लों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं; इससे सफाई में लगने वाला समय एवं पानी की मात्रा बढ़ जाती है।
5. तीव्र अम्लीय धनात्मक रेजिन के ऑक्सीकरण से उत्पन्न होने वाले डाइएथिलीनबेंजीन, एवं धनात्मक रेजिन के यांत्रिक टूटने से उत्पन्न होने वाऋणात्मक चार्ज वाले पदार्थ, नेगेटिव रेजिन को भी दूषित कर सकते हैं। II. रेजिन संदूषण की पहचान
नकारात्मक रेजिन को ढक्कन वाली, छिद्रयुक्त छोटी काँच की बोतलों में डालें। इसमें आसुत जल मिलाकर अच्छी तरह हिलाएं। सतह पर जमे हुए पदार्थों को हटाने हेतु ऐसा 3–4 बार करें। अंत में, उसमें मौजूद पानी को पूरी तरह निकाल दें। 10% खारे पानी से इसे बदलें, 5–10 मिनट तक हिलाएं। इसके बाद पानी के रंग को देखें; रंग के आधार पर ही प्रदूषण की मात्रा का अनुमान लगाया जा सकता है। तीन, रेजिन का पुनरुद्धार
रेजिन में मौजूद कार्बनिक पदार्थों के कारण होने वाले प्रदूषण को दूर करने हेतु एक प्रभावी तरीका यह है कि रेजिन को क्षारीय लवणीय घोल से उपचारित किया जाए (10% NaCl घोल में 2% NaOH मिलाकर)। यदि इस घोल को 40–50°C तापमान पर गर्म किया जाए, तो परिणाम और भी बेहतर होगा। क्षारीय लवणीय जल घोल की मात्रा, रेजिन के आयतन के 1 से 3 गुना होनी चाहिए; जबकि उपचार हेतु प्रवाह दर 3 से 6 मीटर/घंटा होनी चाहिए। प्रसंस्करण के दौरान, शुरुआत में निकलने वाला तरल पदार्थ गहरे भूरे रंग का होता है। जब निकलने वाला तरल पदार्थ हल्के पीले रंग का हो जाता है, तो इसे संतृप्तीकरण प्रक्रिया पूरी होने का संकेत माना जा सकता है। फिर रेजिन को धोया जाता है, और उसके बाद रेजिन को पुनर्जीवित करने हेतु दोगुनी मात्रा में पुनर्जीवन दवा का उपयोग किया जाता है। आम तौर पर, उच्च क्षारीय गुण वाले नेगेटिव रेजिन को हर 6 से 12 महीने में फिर से सक्रिय किया जाता है। चौथा, कार्बनिक पदार्थों से नेगेटिव रेजिन को संक्रमित होने से बचाने के उपाय:
1. क्लोरीन या ओज़ोन का उपयोग करके ऑक्सीकरण किया जा सकता है; यह प्राकृतिक जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को हटाने की एक सामान्य विधि है।
2. कोएगुलेशन या फिल्टरेशन का उपयोग किया जा सकता है; जब जल में अवक्षेपित एवं कोलॉइडल कार्बनिक पदार्थ होते हैं, तो यह विधि बहुत प्रभावी होती है।
3. एक्टिवेटेड कार्बन का उपयोग फिल्टरिंग हेतु किया जा सकता है; इससे जल में मौजूद विभिन्न पदार्थ हट जाते हैं, जिनमें अकार्बनिक, कार्बनिक कोलॉइड्स एवं घुलनशील उच्च-आणविक वजन वाले कार्बनिक यौगिक भी शामिल हैं।
4. कार्बनिक पदार्थों को हटाने हेतु Cl-प्रकार के एवं OH-प्रकार के उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है। पहला, वह आयन-विनिमयक है जिसमें Cl-प्रकार का जेल या बड़े छिद्रों वाला आयन-विनिमय रेजिन भरा होता है; जबकि दूसरा, वह आयन-विनिमयक है जिसमें नया स्टाइरीन-आधारित क्षारीय रेजिन या पुराना क्षारीय रेजिन भरा होता है। पहले वाले कारण से पानी में Cl+ की मात्रा बढ़ जाती है, जो उपकरणों की संरक्षण-संबंधी आवश्यकताओं के लिए हानिकारक है; जबकि दूसरा विकल्प स्पष्ट रूप से अधिक सुरक्षित एवं किफायती है।
1. जब एनायन-एक्सचेंज रेजिन प्रदूषित हो जाता है, तो इसका रंग गहरा हो जाता है; हल्के पीले रंग से लेकर गहरे भूरे रंग तक, और अंत में काले रंग तक।
2. रेजिन की विनिमय क्षमता कम हो जाती है; इस कारण एनायन-बेड से प्राप्त पानी की मात्रा में कमी आ जाती है।
3. पानी का pH मान कम हो जाता है, एवं इसकी विद्युत-चालकता बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि कार्बनिक पदार्थों के कारण रेजिन से कार्बनिक अम्ल निकलकर पानी में मिल जाते हैं; इस कारण पानी का pH मान 5.4–5.7 तक गिर जाता है।
4. एनायन-बेड की सफाई हेतु आवश्यक समय बढ़ जाता है, एवं सफाई हेतु आवश्यक पानी की मात्रा भी बढ़ जाती है। चूँकि रेजिन पर चिपके हुए कार्बनिक पदार्थों में बड़ी मात्रा में —COOH समूह होते हैं, इसलिए रेजिन के पुनर्उपयोग के दौरान ये —COOH समूह —COONa में बदल जाते हैं। सफाई की प्रक्रिया के दौरान, —COONa में मौजूद Na+ आयन, नेगेटिव चार्ज वाले खनिज अम्लों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं; इससे सफाई में लगने वाला समय एवं पानी की मात्रा बढ़ जाती है।
5. तीव्र अम्लीय धनात्मक रेजिन के ऑक्सीकरण से उत्पन्न होने वाले डाइएथिलीनबेंजीन, एवं धनात्मक रेजिन के यांत्रिक टूटने से उत्पन्न होने वाऋणात्मक चार्ज वाले पदार्थ, नेगेटिव रेजिन को भी दूषित कर सकते हैं। II. रेजिन संदूषण की पहचान
नकारात्मक रेजिन को ढक्कन वाली, छिद्रयुक्त छोटी काँच की बोतलों में डालें। इसमें आसुत जल मिलाकर अच्छी तरह हिलाएं। सतह पर जमे हुए पदार्थों को हटाने हेतु ऐसा 3–4 बार करें। अंत में, उसमें मौजूद पानी को पूरी तरह निकाल दें। 10% खारे पानी से इसे बदलें, 5–10 मिनट तक हिलाएं। इसके बाद पानी के रंग को देखें; रंग के आधार पर ही प्रदूषण की मात्रा का अनुमान लगाया जा सकता है। तीन, रेजिन का पुनरुद्धार
रेजिन में मौजूद कार्बनिक पदार्थों के कारण होने वाले प्रदूषण को दूर करने हेतु एक प्रभावी तरीका यह है कि रेजिन को क्षारीय लवणीय घोल से उपचारित किया जाए (10% NaCl घोल में 2% NaOH मिलाकर)। यदि इस घोल को 40–50°C तापमान पर गर्म किया जाए, तो परिणाम और भी बेहतर होगा। क्षारीय लवणीय जल घोल की मात्रा, रेजिन के आयतन के 1 से 3 गुना होनी चाहिए; जबकि उपचार हेतु प्रवाह दर 3 से 6 मीटर/घंटा होनी चाहिए। प्रसंस्करण के दौरान, शुरुआत में निकलने वाला तरल पदार्थ गहरे भूरे रंग का होता है। जब निकलने वाला तरल पदार्थ हल्के पीले रंग का हो जाता है, तो इसे संतृप्तीकरण प्रक्रिया पूरी होने का संकेत माना जा सकता है। फिर रेजिन को धोया जाता है, और उसके बाद रेजिन को पुनर्जीवित करने हेतु दोगुनी मात्रा में पुनर्जीवन दवा का उपयोग किया जाता है। आम तौर पर, उच्च क्षारीय गुण वाले नेगेटिव रेजिन को हर 6 से 12 महीने में फिर से सक्रिय किया जाता है। चौथा, कार्बनिक पदार्थों से नेगेटिव रेजिन को संक्रमित होने से बचाने के उपाय:
1. क्लोरीन या ओज़ोन का उपयोग करके ऑक्सीकरण किया जा सकता है; यह प्राकृतिक जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को हटाने की एक सामान्य विधि है।
2. कोएगुलेशन या फिल्टरेशन का उपयोग किया जा सकता है; जब जल में अवक्षेपित एवं कोलॉइडल कार्बनिक पदार्थ होते हैं, तो यह विधि बहुत प्रभावी होती है।
3. एक्टिवेटेड कार्बन का उपयोग फिल्टरिंग हेतु किया जा सकता है; इससे जल में मौजूद विभिन्न पदार्थ हट जाते हैं, जिनमें अकार्बनिक, कार्बनिक कोलॉइड्स एवं घुलनशील उच्च-आणविक वजन वाले कार्बनिक यौगिक भी शामिल हैं।
4. कार्बनिक पदार्थों को हटाने हेतु Cl-प्रकार के एवं OH-प्रकार के उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है। पहला, वह आयन-विनिमयक है जिसमें Cl-प्रकार का जेल या बड़े छिद्रों वाला आयन-विनिमय रेजिन भरा होता है; जबकि दूसरा, वह आयन-विनिमयक है जिसमें नया स्टाइरीन-आधारित क्षारीय रेजिन या पुराना क्षारीय रेजिन भरा होता है। पहले वाले कारण से पानी में Cl+ की मात्रा बढ़ जाती है, जो उपकरणों की संरक्षण-संबंधी आवश्यकताओं के लिए हानिकारक है; जबकि दूसरा विकल्प स्पष्ट रूप से अधिक सुरक्षित एवं किफायती है।
रेजिन में ऑर्गेनिक पदार्थों के प्रदूषण का निवारण: सबसे आम तरीका क्षारीय खारे पानी का उपयोग है; लेकिन ऑर्गेनिक पदार्थों के प्रदूषण के मामले में, केवल क्षारीय खारे पानी का उपयोग करने से रेजिन में जमे हुए ऑर्गेनिक पदार्थ पूरी तरह से नष्ट नहीं हो पाते। ऑक्सीकरण प्रक्रिया को पूरा करने हेतु ऑक्सीकारकों को भी मिलाना आवश्यक है। लेकिन ऑक्सीकारक, रेजिन को नुकसान पहुँचाने का कारण बन सकते हैं। इसलिए, पुनर्स्थापना प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीकारकों के रेजिन की सुरक्षा पर पड़ने वाले प्रभावों को ध्यान में रखना आवश्यक है।