स्कन्दन (जल उपचार)

जल उपचार में, जमावट और ऊर्णन में ऐसे यौगिकों को शामिल किया जाता है जो बारीक ऊर्ण को बड़े ऊर्ण में एकत्रित करने को बढ़ावा देते हैं ताकि उन्हें पानी से अधिक आसानी से अलग किया जा सके। जमावट एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें चार्ज को बेअसर करना शामिल है जबकि फ्लोक्यूलेशन एक भौतिक प्रक्रिया है और इसमें चार्ज को बेअसर करना शामिल नहीं है। जमावट-फ्लोकुलेशन प्रक्रिया का उपयोग निस्पंदन और अवसादन जैसी अन्य जल या अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रियाओं के बीच प्रारंभिक या मध्यस्थ चरण के रूप में किया जा सकता है। लोहा और एल्यूमीनियम लवण सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कौयगुलांट हैं, लेकिन टाइटेनियम और ज़िरकोनियम जैसी अन्य धातुओं के लवण भी अत्यधिक प्रभावी पाए गए हैं।

कारक
जमावट प्रयुक्त कौयगुलांट के प्रकार, उसकी खुराक और द्रव्यमान से प्रभावित होता है; जिस पानी का उपचार किया जा रहा है उसका पीएच और प्रारंभिक गंदगी; और मौजूद प्रदूषकों के गुण। जमावट प्रक्रिया की प्रभावशीलता ऑक्सीकरण जैसे पूर्व उपचारों से भी प्रभावित होती है।

प्रक्रिया
कोलाइडल निलंबन में, कण बहुत धीरे-धीरे व्यवस्थित होंगे या बिल्कुल नहीं, क्योंकि कोलाइडल कण सतह पर विद्युत आवेश ले जाते हैं जो परस्पर एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। इस सतह आवेश का मूल्यांकन आमतौर पर ज़ेटा क्षमता, फिसलन वाले तल पर विद्युत क्षमता के संदर्भ में किया जाता है। जमावट को प्रेरित करने के लिए, प्रतिकारक चार्ज को दूर करने और निलंबन को "अस्थिर" करने के लिए विपरीत चार्ज के साथ एक कौयगुलांट (आमतौर पर एक धातु नमक) को पानी में जोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए, कोलाइडल कण ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं और धनात्मक आवेशित आयन बनाने के लिए फिटकरी को कौयगुलांट के रूप में मिलाया जाता है। एक बार जब प्रतिकारक आवेश निष्प्रभावी हो जाते हैं (चूंकि विपरीत आवेश आकर्षित होते हैं), वैन डेर वाल्स बल कणों को एक साथ चिपकाने (एग्लोमरेट) का कारण बनेगा और सूक्ष्म प्रवाह का निर्माण करेगा।

जार परीक्षण
उपयोग किए जाने वाले कौयगुलांट की खुराक जार परीक्षण के माध्यम से निर्धारित की जा सकती है। जार परीक्षण में उपचारित किए जाने वाले पानी के समान मात्रा के नमूनों को कौयगुलांट की विभिन्न खुराकों में उजागर करना और फिर नमूनों को एक साथ लगातार तेजी से मिश्रण समय पर मिलाना शामिल है। जमावट के बाद बनने वाला माइक्रोफ्लोक आगे फ्लोक्यूलेशन से गुजरता है और उसे व्यवस्थित होने दिया जाता है। फिर नमूनों की गंदगी मापी जाती है और सबसे कम गंदगी वाली खुराक को इष्टतम कहा जा सकता है।

सूक्ष्म पैमाने पर निर्जलीकरण परीक्षण
तथाकथित डीवाटरिंग प्रयोगों के प्रदर्शन में इसके व्यापक उपयोग के बावजूद, जार परीक्षण कई नुकसानों के कारण इसकी उपयोगिता में सीमित है। उदाहरण के लिए, भावी स्कंदक या फ़्लोकुलेंट के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए पानी/अपशिष्ट जल के नमूनों (लीटर) और प्रायोगिक समय (घंटे) दोनों की महत्वपूर्ण मात्रा की आवश्यकता होती है। यह उन प्रयोगों के दायरे को सीमित करता है जो प्रतिकृति के अतिरिक्त सहित किए जा सकते हैं। इसके अलावा, जार परीक्षण प्रयोगों का विश्लेषण परिणाम उत्पन्न करता है जो अक्सर अर्ध-मात्रात्मक होते हैं। मौजूद रासायनिक कौयगुलांट और फ्लोक्यूलेंट की विस्तृत श्रृंखला के साथ, यह टिप्पणी की गई है कि सबसे उपयुक्त डिवाटरिंग एजेंट के साथ-साथ इष्टतम खुराक का निर्धारण व्यापक रूप से एक 'विज्ञान' के बजाय एक 'कला' के रूप में अधिक माना जाता है। जैसे, जार परीक्षण जैसे डिवाटरिंग प्रदर्शन परीक्षण लघुकरण के लिए खुद को अच्छी तरह से उधार देते हैं। उदाहरण के लिए, LaRue et al द्वारा विकसित माइक्रोस्केल फ्लोकुलेशन टेस्ट। पारंपरिक जार परीक्षणों के पैमाने को एक मानक मल्टी-वेल microplate  के आकार तक कम कर देता है, जो कम नमूना मात्रा और बढ़े हुए समानांतरकरण से होने वाले लाभों को प्राप्त करता है; यह तकनीक केशिका चूषण समय जैसे मात्रात्मक ओसिंग मेट्रिक्स के लिए भी उत्तरदायी है।

स्ट्रीमिंग वर्तमान डिटेक्टर
स्ट्रीमिंग करंट डिटेक्टर (SCD) कौयगुलांट की खुराक निर्धारित करने के लिए एक स्वचालित उपकरण है। SCD कणों के शुद्ध सतह आवेश को मापता है और आवेशों के निष्प्रभावी होने पर 0 का स्ट्रीमिंग करंट मान दिखाता है (Cationic coagulants anionic colloids को बेअसर करता है)। इस मान (0) पर, कौयगुलांट की खुराक को इष्टतम कहा जा सकता है।

सीमाएं
जमावट के परिणामस्वरूप फ्लोक का निर्माण होता है, लेकिन फ्लोक को आगे बढ़ने और व्यवस्थित करने में मदद करने के लिए फ्लोकुलेशन की आवश्यकता होती है। जमावट-फ्लोकुलेशन प्रक्रिया स्वयं लगभग 60% -70% कार्बनिक पदार्थ (एनओएम) को हटा देती है और इस प्रकार, कच्चे पानी या अपशिष्ट जल उपचार के लिए ऑक्सीकरण, निस्पंदन और अवसादन जैसी अन्य प्रक्रियाएं आवश्यक हैं। कौयगुलांट एड्स (पॉलिमर जो कोलाइड्स को एक साथ पुल करते हैं) का उपयोग अक्सर प्रक्रिया की दक्षता बढ़ाने के लिए किया जाता है।

यह भी देखें

 * electrocoagulation
 * औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार
 * औद्योगिक जल उपचार