औष्णिक ऊर्जा प्रकल्पाच्या जलशुद्धीकरणात पीएसीच्या वापराचा परिणाम

१. मेक-अप वॉटरची पूर्व-प्रक्रिया

नैसर्गिक जलाशयांमध्ये अनेकदा चिखल, चिकणमाती, ह्युमस आणि इतर तरंगणारे पदार्थ, तसेच कोलाइडल अशुद्धी, जिवाणू, बुरशी, शैवाल, विषाणू आणि इतर सूक्ष्मजीव असतात. हे पदार्थ पाण्यात स्थिर राहतात आणि पाण्याच्या गढूळपणा, रंग व वासाचे मुख्य कारण आहेत. हे अतिरिक्त सेंद्रिय पदार्थ आयन एक्सचेंजरमध्ये प्रवेश करतात, रेझिनला दूषित करतात, रेझिनची विनिमय क्षमता कमी करतात आणि क्षार-निराकरण प्रणालीच्या सांडपाण्याच्या गुणवत्तेवरही परिणाम करतात. स्कंदन प्रक्रिया, स्थिरीकरण स्पष्टीकरण आणि गाळण प्रक्रिया यांचा मुख्य उद्देश या अशुद्धींना काढून टाकणे हा असतो, जेणेकरून पाण्यातील तरंगणाऱ्या पदार्थांचे प्रमाण ५ मिग्रॅ/लिटर पेक्षा कमी होईल, म्हणजेच शुद्ध पाणी मिळेल. याला जल पूर्व-प्रक्रिया म्हणतात. पूर्व-प्रक्रियेनंतर, पाण्यातील विरघळलेले क्षार आयन एक्सचेंजद्वारे आणि पाण्यातील विरघळलेले वायू उष्णता देऊन, निर्वात करून किंवा हवा फुंकून काढून टाकल्यावरच ते पाणी बॉयलर वॉटर म्हणून वापरले जाऊ शकते. जर या अशुद्धी आधी काढून टाकल्या नाहीत, तर पुढील प्रक्रिया (क्षार-निराकरण) केली जाऊ शकत नाही. त्यामुळे, पाण्याची स्कंदन प्रक्रिया ही जलशुद्धीकरण प्रक्रियेतील एक महत्त्वाचा टप्पा आहे.

औष्णिक ऊर्जा प्रकल्पाची पूर्व-प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे: कच्चे पाणी → स्कंदन → अवक्षेपण आणि स्पष्टीकरण → गाळण. स्कंदन प्रक्रियेमध्ये सामान्यतः वापरले जाणारे स्कंदक म्हणजे पॉलीॲल्युमिनियम क्लोराईड, पॉलीफेरिक सल्फेट, ॲल्युमिनियम सल्फेट, फेरिक ट्रायक्लोराईड इत्यादी. खाली प्रामुख्याने पॉलीॲल्युमिनियम क्लोराईडच्या उपयोगाची ओळख करून दिली आहे.

पॉलीॲल्युमिनियम क्लोराईड, ज्याला पीएसी (PAC) असेही म्हणतात, हे ॲल्युमिनियमची राख किंवा ॲल्युमिनियम खनिजे कच्चा माल म्हणून वापरून बनवले जाते. उच्च तापमान आणि विशिष्ट दाबावर अल्कली व ॲल्युमिनियमच्या अभिक्रियेतून पॉलिमर तयार होतो. कच्चा माल आणि उत्पादन प्रक्रिया वेगवेगळी असल्यामुळे, उत्पादनाची वैशिष्ट्ये एकसारखी नसतात. पीएसीचे आण्विक सूत्र [Al2(OH)nCI6-n]m आहे, जिथे n हा १ ते ५ मधील कोणताही पूर्णांक असू शकतो आणि m हा १० चा पूर्णांक आहे. पीएसी घन आणि द्रव या दोन्ही स्वरूपात आढळते.

२. गोठण यंत्रणा

पाण्यातील कलिल कणांवर स्कंदकांचे तीन मुख्य परिणाम होतात: विद्युत उदासीनीकरण, अधिशोषण सेतूबंधन आणि सफाई. या तीन परिणामांपैकी कोणता मुख्य आहे, हे स्कंदकाचा प्रकार आणि प्रमाण, पाण्यातील कलिल कणांचे स्वरूप आणि प्रमाण, आणि पाण्याचे pH मूल्य यावर अवलंबून असते. पॉलिॲल्युमिनियम क्लोराईडच्या कार्याची यंत्रणा ॲल्युमिनियम सल्फेटसारखीच आहे, आणि पाण्यातील ॲल्युमिनियम सल्फेटचे वर्तन हे Al3+ द्वारे विविध जलविघटित प्रजाती निर्माण करण्याच्या प्रक्रियेला सूचित करते.

विशिष्ट परिस्थितीत ॲल्युमिनियम क्लोराईडचे Al(OH)3 मध्ये जलविघटन आणि बहुलकीकरण होण्याच्या प्रक्रियेतील विविध मध्यवर्ती उत्पादने म्हणून पॉलिॲल्युमिनियम क्लोराईडला मानले जाऊ शकते. ते Al3+ च्या जलविघटन प्रक्रियेशिवाय, विविध बहुलक प्रजाती आणि Al(OH)a(s) च्या स्वरूपात पाण्यात थेट आढळते.

३. अनुप्रयोग आणि प्रभावित करणारे घटक

१. पाण्याचे तापमान

पाण्याच्या तापमानाचा स्कंदन उपचाराच्या परिणामावर स्पष्ट प्रभाव पडतो. जेव्हा पाण्याचे तापमान कमी असते, तेव्हा स्कंदकाचे जलीय विघटन अधिक कठीण होते, विशेषतः जेव्हा पाण्याचे तापमान ५℃ पेक्षा कमी असते, तेव्हा जलीय विघटनाचा दर मंद असतो आणि तयार झालेल्या अवसादकाची रचना सैल, पाण्याचे प्रमाण जास्त आणि कण बारीक असतात. जेव्हा पाण्याचे तापमान कमी असते, तेव्हा कलिल कणांचे विद्राव्यीकरण वाढते, अवसादनासाठी जास्त वेळ लागतो आणि अवसादनाचा दर मंद असतो. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की २५~३०℃ पाण्याचे तापमान अधिक योग्य आहे.

२. पाण्याचे pH मूल्य

पॉलीॲल्युमिनियम क्लोराईडची जलविघटन प्रक्रिया ही H+ च्या सतत मुक्त होण्याची प्रक्रिया आहे. त्यामुळे, वेगवेगळ्या pH परिस्थितींमध्ये, वेगवेगळे जलविघटन मध्यस्थ तयार होतात आणि पॉलीॲल्युमिनियम क्लोराईडच्या स्कंदन उपचारासाठी सर्वोत्तम pH मूल्य साधारणपणे ६.५ ते ७.५ च्या दरम्यान असते. या वेळी स्कंदनाचा प्रभाव अधिक असतो.

३. रक्त गोठवणाऱ्या औषधाची मात्रा

जेव्हा स्कंदकाचे प्रमाण अपुरे असते, तेव्हा बाहेर पडणाऱ्या पाण्यात उर्वरित गढूळपणा जास्त असतो. जेव्हा प्रमाण खूप जास्त असते, तेव्हा पाण्यातील कलिल कण अतिरिक्त स्कंदक शोषून घेतात, ज्यामुळे कलिल कणांच्या विद्युत प्रभाराचा गुणधर्म बदलतो आणि परिणामी बाहेर पडणाऱ्या पाण्यात उर्वरित गढूळपणा पुन्हा वाढतो. स्कंदन प्रक्रिया ही एक साधी रासायनिक अभिक्रिया नाही, त्यामुळे आवश्यक मात्रा गणितानुसार ठरवता येत नाही, तर ती पाण्याच्या विशिष्ट गुणवत्तेनुसार योग्य मात्रा निश्चित केली पाहिजे; जेव्हा पाण्याची गुणवत्ता हंगामानुसार बदलते, तेव्हा त्यानुसार मात्रेत बदल केला पाहिजे.

४. संपर्क माध्यम

स्कंदन उपचार किंवा इतर अवक्षेपण उपचारांच्या प्रक्रियेत, जर पाण्यात विशिष्ट प्रमाणात चिखलाचा थर असेल, तर स्कंदन उपचाराचा प्रभाव लक्षणीयरीत्या सुधारला जाऊ शकतो. यामुळे मोठा पृष्ठभाग उपलब्ध होतो, आणि अधिशोषण, उत्प्रेरण व स्फटिकीकरण केंद्राद्वारे स्कंदन उपचाराचा प्रभाव सुधारता येतो.

सध्या जलशुद्धीकरणासाठी स्कंदन अवक्षेपण ही एक मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी पद्धत आहे. पॉलीॲल्युमिनियम क्लोराईडचा वापर जलशुद्धीकरणासाठी फ्लॉक्युलंट म्हणून केला जातो. याचे उत्तम स्कंदन गुणधर्म, मोठे कण, कमी मात्रा, उच्च कार्यक्षमता, जलद अवक्षेपण, विस्तृत उपयोग श्रेणी असे इतर फायदे आहेत. पारंपरिक फ्लॉक्युलंटच्या तुलनेत याची मात्रा १/३ ते १/२ ने कमी करता येते आणि खर्चात ४०% बचत होते. व्हॉल्व्हविरहित फिल्टर आणि सक्रिय कार्बन फिल्टरच्या वापरासोबत याचा उपयोग केल्यास, कच्च्या पाण्याची गढूळता मोठ्या प्रमाणात कमी होते, क्षार-निराकरण प्रणालीच्या सांडपाण्याची गुणवत्ता सुधारते, क्षार-निराकरण रेझिनची विनिमय क्षमताही वाढते आणि परिचालन खर्च कमी होतो.