अपशिष्ट जल उपचार की समस्या कई दशकों से प्रासंगिक है। कठिनाई विधियों और उपकरणों के अप्रचलित होने के साथ-साथ घरेलू रसायनों और उत्पादन में नए रसायनों के उद्भव में निहित है, जिन्हें अपशिष्ट जल से हटाने 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, इसे केवल अभिकर्मकों के प्रतिस्थापन और प्रक्रिया की स्थिति में सुधार की आवश्यकता होती है।
अपशिष्ट जल उपचार
इस विधि का उपयोग अपशिष्ट जल युक्त फाइबर, तेल उत्पाद, तेल और वसा, और अन्य पदार्थ जो पानी में खराब घुलनशील हैं, के उपचार के लिए सफलतापूर्वक किया गया है। अपशिष्ट जल को पहले विशेष पदार्थों का उपयोग करके निलंबन और पायस में स्थानांतरित किया जाता है।
प्लवन प्रक्रिया गैस के बुलबुले की कणों से जुड़ने की क्षमता पर निर्भर करती है, जिससे उन्हें तरल की सतह पर तैरने में मदद मिलती है।
विधि के सामान्य सिद्धांत
प्लवनशीलता का सबसे सरल कार्य है लगावहवा के बुलबुले के लिए अघुलनशील कण (उदाहरण के लिए, खनिज, तेल या कोई अन्य)। 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, प्लवनशीलता एक प्रक्रिया है जो कई कारकों पर निर्भर करती है।
निम्नलिखित में से किसी एक तंत्र के माध्यम से एक प्रारंभिक कार्य किया जा सकता है:
- निलंबित कणों में तुरंत बुलबुले बनते हैं;
- निलंबन के कण जब गैस के बुलबुले से टकराते हैं तो 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।
प्लोटेशन प्रक्रिया के दौरान बनने वाला कॉम्प्लेक्स, व्यावहारिक रूप से गतिहीन माध्यम में केवल इस शर्त के तहत तैर सकता है कि गैस के 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 के बिंदु पर बुलबुले और कणों का सतह क्षेत्र एक निश्चित अनुपात में होना चाहिए। चिपकने वाले बल वर्ग कणों के आकार के अनुपात में बढ़ते हैं, क्योंकि उनके कनेक्शन की परिधि उनके सबसे बड़े चेहरे के आकार से सीमित होती है। और पृथक्करण बल सीधे प्रदूषणकारी कण के द्रव्यमान (अर्थात घन में इसके रैखिक आयाम) पर निर्भर करता है। इस प्रकार, जब एक निश्चित कण आकार तक पहुँच जाता है, तो टुकड़ी बल चिपके हुए बलों से अधिक हो जाते हैं। के लिएप्लवनशीलता द्वारा सफल बहिःस्राव उपचार न केवल बुलबुले के साथ निलंबन के संबंध की प्रकृति के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि उनके आकार के लिए भी महत्वपूर्ण है।
पानी को बुलबुले से संतृप्त करने के तरीके
कई तकनीकें हैं जो अपशिष्ट जल में गैस के बुलबुले की उपस्थिति सुनिश्चित करती हैं। प्लवनशीलता में उपयोग की जाने वाली मुख्य विधियाँ हैं:
- बढ़ते दबाव के साथ पानी में हवा की घुलनशीलता बढ़ाने के आधार पर संपीड़न (या दबाव) विधि।
- हवा के साथ तरल के गहन मिश्रण पर आधारित यांत्रिक विधि।
- छिद्रपूर्ण पदार्थों के माध्यम से अपशिष्ट जल को प्रवाहित करना जिससे वे फैल जाते हैं।
- पानी के इलेक्ट्रोलिसिस पर आधारित विद्युत विधि, साथ में गैस के बुलबुले दिखाई देते हैं।
- एक रासायनिक प्रक्रिया जो अपशिष्ट जल घटकों के साथ कुछ अभिकर्मकों की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान बुलबुले के गठन का कारण बनती है।
- दबाव में कमी की विशेषता वैक्यूम विधि।
दबाव प्लवनशीलता
कम सांद्रता वाले महीन और कोलॉइडी निलंबनों के निष्कर्षण के लिए यह सबसे प्रभावी है। शुद्ध पानी एक विशेष रिएक्टर - संतृप्ति में 7 एमपीए तक के दबाव में हवा से संतृप्त होता है। इसमें से पानी छोड़ने के बाद, दबाव तेजी से सामान्य (वायुमंडलीय) तक गिर जाता है, जो हवा के बुलबुले की एक गहन 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 दृष्टिकोणअघुलनशील कणों के आकार में वृद्धि में योगदान करते हैं। कोगुलेंट दोनों अकार्बनिक यौगिक हैं, आमतौर पर फेरिक आयरन या एल्युमिनियम के लवण और कुछ कार्बनिक पदार्थ। फ्लोक्यूलेंट विशेष बहुलक होते हैं जिनके अणु जलीय माध्यम में एक आवेशित नेटवर्क बनाते हैं जो प्रदूषणकारी कणों को आकर्षित करने में सक्षम होते हैं, जिससे फ्लोकुलेंट समुच्चय की उपस्थिति होती है।
इंस्टॉलेशन और फ्लो डायग्राम
दबाव प्लवनशीलता को अंजाम देने वाले प्रतिष्ठानों को न केवल घर के अंदर, बल्कि उनके बाहर भी रखा जा सकता है। इसलिए, यदि पानी की खपत 20 m3/h से अधिक नहीं है, तो पहले वाले छोटे संस्करणों के लिए उपयुक्त हैं, जबकि बाद वाले की क्षमता बहुत अधिक है। संरचनाओं के संयुक्त स्थान को अक्सर व्यवस्थित किया जाता है, जब बड़ी वस्तुएं, उदाहरण के लिए, एक सैचुरेटर और एक प्लवनशीलता सेल, बाहर होती हैं, और पंप घर के अंदर होते हैं।
हवा के तापमान में नकारात्मक मूल्यों की संभावित कमी की स्थिति में स्थापना के मामले में, फोम हीटिंग सिस्टम प्रदान करना आवश्यक है। एक क्लासिक संपीड़न प्लवनशीलता संयंत्र में निम्नलिखित उपकरण होते हैं:
- तरल आपूर्ति के लिए पंप।
- जल उपचार प्रणाली को हवा (या कोई गैस) की आपूर्ति के लिए कंप्रेसर।
- सेचुरेटर (इसका दूसरा नाम एक प्रेशर टैंक है), जिसमें अपशिष्ट जल में हवा घुल जाती है।
- प्लवनशीलता कक्ष, यदि प्रक्रिया निलंबित कणों के मोटे होने के चरण के लिए प्रदान करती है।
- खुराक के लिए उपकरणों सहित अभिकर्मक उपकरण औरशुद्ध करने के लिए तरल के साथ अभिकर्मकों को मिलाना।
- सफाई प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली।
दबाव प्लवनशीलता द्वारा अपशिष्ट जल उपचार से संबंधित तकनीकी योजनाएं हो सकती हैं:
- सह-धारा, जब शुद्ध किए जाने वाले तरल की पूरी मात्रा सैचुरेटर से होकर गुजरती है।
- पुनरावर्तन, जब केवल 20 - 50% स्पष्ट तरल संतृप्त से होकर गुजरता है।
- आंशिक रूप से प्रत्यक्ष-प्रवाह, जब लगभग 30 -70% कच्चा पानी संतृप्त में प्रवेश करता है, और बाकी को सीधे प्लवनशीलता कक्ष में खिलाया जाता है।
इन योजनाओं में से किसी एक को चुनते समय, उपचारित अपशिष्ट जल के भौतिक और रासायनिक गुणों, उपचार की डिग्री, स्थानीय परिस्थितियों और आर्थिक संकेतकों की आवश्यकताओं को ध्यान में रखा जाता है।
इलेक्ट्रोफ्लोटेशन
इस पद्धति का उपयोग 20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में किया जाने लगा। तब यह पाया गया कि प्लवनशीलता की तीव्रता को बढ़ाने में अक्रिय गैसों या वायु की तुलना में इलेक्ट्रोलिसिस गैसें अधिक प्रभावी होती हैं। यह पानी में अघुलनशील तेल उत्पादों, चिकनाई वाले तेलों, भारी और अलौह धातुओं के खराब घुलनशील यौगिकों को अलग करना संभव बनाता है, जो अपशिष्ट जल में स्थिर इमल्शन बनाते हैं। लेकिन इलेक्ट्रोलिसिस गैसों के अलावा, कुछ अशुद्धियों का निष्कासन कृत्रिम रूप से बनाए गए विद्युत क्षेत्र से प्रभावित होता है जिसमें आवेशित कण विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं।
इलेक्ट्रोफ्लोटेशन के महत्वपूर्ण नुकसान कम उत्पादकता, इलेक्ट्रोड की उच्च लागत, पहनने और संदूषण, और विस्फोट के खतरे हैं।
फोम विभाजन विधि
यह घोल के माध्यम से ऊपर उठने वाले गैस के बुलबुले पर घुले हुए सतह-सक्रिय पदार्थों (सर्फैक्टेंट्स) के सोखने के लिए उबलता है। इस मामले में, फोम सघन रूप से बनता है, जो सोखने वाले पदार्थ से समृद्ध होता है।
इस प्रकार के प्लवनशीलता के लिए आवेदन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र लॉन्ड्री में उपयोग किए जाने वाले डिटर्जेंट से पानी का शुद्धिकरण है। यह सक्रिय कीचड़ को जैव रासायनिक उपचार से अलग करने के लिए भी उपयुक्त है।
अयस्क ड्रेसिंग
सभी प्रकार के अयस्कों के प्राथमिक प्रसंस्करण में प्लवनशीलता प्रक्रिया का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है, जिससे धातु या उसके यौगिकों की उच्च सामग्री के साथ एक मूल्यवान अंश को अलग करना संभव हो जाता है। यह पृथक खनिजों की सतह के गुणों में अंतर पर आधारित है।
अयस्क प्लवन एक तीन चरण की प्रक्रिया है:
- ठोस चरण एक कुचल खनिज है;
- तरल चरण लुगदी है;
- पल्प से गुजरने वाले हवा के बुलबुलों से गैस का चरण बनता है।
फ्लोटेशन झागदार, फिल्मी या तैलीय हो सकता है, जो तरल चरण की सतह पर बनने वाले उत्पाद के आकार पर निर्भर करता है।
