प्लवन की विधि एवं प्रक्रिया. दबाव प्लवन. प्लवनशीलता है...
अपशिष्ट जल उपचार की समस्या कई दशकों से प्रासंगिक रही है। कठिनाई विधियों और उपकरणों के अप्रचलन के साथ-साथ घरेलू रसायनों और उत्पादन में नए रसायनों के उद्भव में निहित है, जिनके लिए अपशिष्ट जल से उनके निष्कासन के लिए पूरी तरह से नए दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। सार्वभौमिक अपशिष्ट जल उपचार विधियों में से एक प्लवनशीलता है। प्रदूषक की विशेषताओं के आधार पर, इसमें केवल अभिकर्मकों के प्रतिस्थापन और प्रक्रिया स्थितियों में सुधार की आवश्यकता होती है।
नालियों की सफाई
इस विधि का उपयोग फाइबर, तेल उत्पादों, तेल और वसा के साथ-साथ पानी में खराब घुलनशील अन्य पदार्थों को शामिल करने के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है। पहले, अपशिष्ट जल को विशेष पदार्थों का उपयोग करके निलंबन और इमल्शन में स्थानांतरित किया जाता है।
प्लवन प्रक्रिया गैस के बुलबुले के कणों से जुड़ने की क्षमता पर निर्भर करती है, जिससे उन्हें तरल की सतह पर तैरने में मदद मिलती है।
विधि के सामान्य सिद्धांत
प्लवन का सबसे सरल कार्य अघुलनशील कणों (उदाहरण के लिए, खनिज, तेल, या कोई अन्य) को हवा के बुलबुले से जोड़ना माना जाता है। शुद्धिकरण की सफलता उस दर पर निर्भर करती है जिस पर कण और बुलबुले के बीच एक बंधन बनता है, इस बंधन की ताकत पर और इस परिसर के अस्तित्व की अवधि पर। जो, बदले में, कणों की प्रकृति, पानी से भीगने की प्रवृत्ति और अभिकर्मकों के साथ उनकी बातचीत की विशेषताओं से निर्धारित होता है। इस प्रकार, प्लवन एक ऐसी प्रक्रिया है जो कई कारकों पर निर्भर करती है।
एक प्राथमिक कार्य निम्नलिखित तंत्रों में से किसी एक द्वारा किया जा सकता है:
- निलंबित कणों में तुरंत बुलबुले बनते हैं;
- जब वे गैस के बुलबुले से टकराते हैं तो निलंबन कण उससे जुड़ जाते हैं;
- कण की सतह पर एक छोटा बुलबुला बनता है, जो टकराने पर दूसरे से जुड़ जाता है और आयतन में बढ़ जाता है।
प्लवन की प्रक्रिया में बनने वाला कॉम्प्लेक्स व्यावहारिक रूप से स्थिर माध्यम में केवल इस शर्त पर तैर सकता है कि गैस बुलबुले का उठाने वाला बल कण के वजन से अधिक हो। इससे उपचारित पानी की सतह पर झाग की परत बन जाएगी।
इसके अलावा, संपर्क बिंदु पर बुलबुले और कणों का सतह क्षेत्र एक निश्चित अनुपात में होना चाहिए। चिपकने वाली ताकतें कणों के वर्ग आकार के अनुपात में बढ़ती हैं, क्योंकि उनके कनेक्शन की परिधि उनके सबसे बड़े चेहरे के आकार से सीमित होती है। और पृथक्करण बल सीधे प्रदूषणकारी कण के द्रव्यमान (यानी एक घन में इसके रैखिक आयाम) पर निर्भर करता है। इस प्रकार, जब एक निश्चित कण आकार तक पहुंच जाता है, तो पृथक्करण बल चिपकने वाले बलों से अधिक हो जाते हैं। इसका मतलब यह है कि प्लवनशीलता विधि द्वारा सफल अपशिष्ट जल उपचार के लिए, न केवल निलंबित पदार्थ और बुलबुले के बीच संबंध की प्रकृति महत्वपूर्ण है, बल्कि उनका आकार भी महत्वपूर्ण है।
पानी को बुलबुलों से संतृप्त करने के तरीके
ऐसी कई तकनीकें हैं जो अपशिष्ट जल में गैस के बुलबुले की उपस्थिति सुनिश्चित करती हैं। प्लवन में प्रयुक्त मुख्य विधियाँ हैं:
- बढ़ते दबाव के साथ पानी में हवा की घुलनशीलता बढ़ाने पर आधारित संपीड़न (या दबाव) विधि।
- हवा के साथ तरल के गहन मिश्रण पर आधारित यांत्रिक विधि।
- झरझरा पदार्थों के माध्यम से अपशिष्ट जल का प्रवाह, जिससे उनका फैलाव होता है।
- गैस के बुलबुले की उपस्थिति के साथ पानी के इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया पर आधारित एक विद्युत विधि।
- एक रासायनिक विधि जो अपशिष्ट जल घटकों के साथ कुछ अभिकर्मकों की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान बुलबुले के निर्माण का कारण बनती है।
- वैक्यूम विधि, दबाव में कमी की विशेषता।
दबाव प्लवन
यह कम सांद्रता के महीन और कोलाइडल निलंबन निकालने के लिए सबसे प्रभावी है। शुद्ध पानी को एक विशेष रिएक्टर - सैचुरेटर में 7 एमपीए तक के दबाव में हवा से संतृप्त किया जाता है। इससे पानी निकलने के बाद, दबाव तेजी से सामान्य (वायुमंडलीय) तक गिर जाता है, जो हवा के बुलबुले निकलने की तीव्र प्रक्रिया को भड़काता है।
जल उपचार की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करने के लिए, प्लवनशीलता को जमावट और फ्लोक्यूलेशन के साथ जोड़ा जाता है। ये दोनों तकनीकें अघुलनशील कणों के आकार में वृद्धि में योगदान करती हैं। कौयगुलांट दोनों अकार्बनिक यौगिक हैं, आमतौर पर फेरिक आयरन या एल्यूमीनियम के लवण और कुछ कार्बनिक पदार्थ। फ़्लोकुलेंट विशेष पॉलिमर होते हैं जिनके अणु जलीय माध्यम में एक आवेशित नेटवर्क बनाते हैं जो प्रदूषणकारी कणों को आकर्षित करने में सक्षम होते हैं, जिससे फ़्लोकुलेंट समुच्चय की उपस्थिति होती है।
पौधे और तकनीकी योजनाएँ
दबाव प्लवनशीलता करने वाले प्रतिष्ठान न केवल घर के अंदर, बल्कि उनके बाहर भी स्थित हो सकते हैं। तो, पहले वाले छोटी मात्रा के लिए उपयुक्त हैं, यदि पानी की खपत 20 मीटर 3 / घंटा से अधिक नहीं है, और दूसरे वाले की उत्पादकता बहुत अधिक है। संरचनाओं के संयुक्त प्लेसमेंट की व्यवस्था अक्सर की जाती है, जब बड़ी वस्तुएं, उदाहरण के लिए, एक संतृप्त और एक प्लवनशीलता सेल, बाहर होती हैं, और पंप घर के अंदर होते हैं।
यदि इकाइयाँ हवा के तापमान में नकारात्मक मूल्यों तक संभावित कमी की स्थिति में स्थित हैं, तो फोम हीटिंग सिस्टम प्रदान करना आवश्यक है। एक क्लासिक संपीड़न प्लवनशीलता संयंत्र में निम्नलिखित उपकरण होते हैं:
- तरल पदार्थ की आपूर्ति के लिए पंप.
- जल उपचार प्रणाली में हवा (या कोई गैस) की आपूर्ति के लिए कंप्रेसर।
- एक सैचुरेटर (इसका दूसरा नाम प्रेशर टैंक है), जिसमें अपशिष्ट जल में हवा घुल जाती है।
- प्लवन कक्ष, यदि प्रक्रिया निलंबित कणों के मोटे होने के चरण के लिए प्रदान करती है।
- अभिकर्मक उपकरण, जिसमें शुद्ध किए जाने वाले तरल के साथ अभिकर्मकों की खुराक और मिश्रण के लिए उपकरण शामिल हैं।
- सफाई प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली.
तकनीकी योजनाएं जो दबाव बढ़ाने के साथ प्लवन द्वारा अपशिष्ट जल उपचार प्रदान करती हैं, वे हो सकती हैं:
- प्रत्यक्ष-प्रवाह, जब शुद्ध किए जाने वाले तरल की पूरी मात्रा संतृप्ति से होकर गुजरती है।
- पुनरावर्तन, जब स्पष्ट तरल का केवल 20 - 50% संतृप्ति से होकर गुजरता है।
- आंशिक रूप से प्रत्यक्ष-प्रवाह, जब लगभग 30-70% अनुपचारित पानी संतृप्ति में प्रवेश करता है, और बाकी सीधे प्लवनशीलता सेल में डाला जाता है।
इन योजनाओं में से किसी एक को चुनते समय, उपचारित अपशिष्टों के भौतिक-रासायनिक गुणों, शुद्धिकरण की डिग्री की आवश्यकताओं, स्थानीय स्थितियों और आर्थिक संकेतकों को ध्यान में रखा जाता है।
इलेक्ट्रोफ्लोटेशन
20वीं सदी के उत्तरार्ध में इसका इस्तेमाल शुरू हुआ। तब यह पाया गया कि प्लवन की तीव्रता बढ़ाने में इलेक्ट्रोलिसिस गैसें अक्रिय गैसों या वायु की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी होती हैं। इससे पानी में अघुलनशील तेल उत्पादों, चिकनाई वाले तेल, भारी और अलौह धातुओं के खराब घुलनशील यौगिकों को अलग करना संभव हो जाता है, जो अपशिष्ट जल में स्थिर इमल्शन बनाते हैं। लेकिन इलेक्ट्रोलिसिस गैसों के अलावा, कुछ अशुद्धियों का निष्कासन कृत्रिम रूप से निर्मित विद्युत क्षेत्र से प्रभावित होता है जिसमें आवेशित कण विपरीत रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं।
इलेक्ट्रोफ्लोटेशन का एक महत्वपूर्ण नुकसान कम उत्पादकता, इलेक्ट्रोड की उच्च लागत, उनकी टूट-फूट और संदूषण, साथ ही विस्फोट का खतरा है।
फ़ोम फ्रैक्शनेशन विधि
यह समाधान के माध्यम से ऊपर उठने वाले गैस के बुलबुले पर घुले हुए सर्फेक्टेंट (सर्फैक्टेंट) के सोखने के लिए आता है। इस मामले में, अधिशोषित पदार्थ से समृद्ध फोम तीव्रता से बनता है।
इस प्रकार के प्लवन के लिए आवेदन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र लॉन्ड्री में उपयोग किए जाने वाले डिटर्जेंट से पानी का शुद्धिकरण है। यह सक्रिय कीचड़ को अलग करने के लिए भी उपयुक्त है, जो जैव रासायनिक उपचार के दौरान बनता है।
अयस्क लाभकारी
सभी प्रकार के अयस्कों के प्राथमिक प्रसंस्करण में प्लवन प्रक्रिया का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है, जिससे धातु या उसके यौगिकों की उच्च सामग्री वाले मूल्यवान अंश को अलग करना संभव हो जाता है। यह पृथक खनिजों की सतह के गुणों में अंतर पर आधारित है।
अयस्क प्लवनशीलता तीन चरणों वाली प्रक्रिया है:
- ठोस चरण एक कुचला हुआ खनिज है;
- तरल चरण लुगदी है;
- गैस चरण गूदे से गुजरने वाले हवा के बुलबुले से बनता है।
तरल चरण की सतह पर बनने वाले उत्पाद के आकार के आधार पर प्लवन फोम, फिल्म या तेल हो सकता है।
