कोगुलेटिंग टैंक क्या है? कार्य सिद्धांत, डिज़ाइन और अनुप्रयोग
बना गयी 2025.04.16
स्कंदन टैंक क्या है? कार्य सिद्धांत, डिज़ाइन और अनुप्रयोग
स्कंदन टैंक (जिसे कोएग्यूलेशन टैंक या रैपिड मिक्स टैंक भी कहा जाता है) नगर निगम जल उपचार और औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में एक विशेष अभिक्रिया पात्र है। इसका मुख्य कार्य स्कंदक रसायनों—जैसे एल्युमिनियम सल्फेट (फिटकरी) या पॉलीएल्युमिनियम क्लोराइड (PAC)—को कच्चे पानी में तेजी से मिलाना है ताकि निलंबित कोलॉइडी कणों को अस्थिर किया जा सके।
कच्चे पानी में, सूक्ष्म निलंबित ठोस, कार्बनिक पदार्थ और बैक्टीरिया एक नकारात्मक सतही आवेश (ज़ीटा पोटेंशियल के रूप में मापा जाता है) रखते हैं। चूंकि समान आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, ये महीन कण स्थायी रूप से निलंबित रहते हैं और अपने आप जमने से इनकार करते हैं। एक जमावट टैंक तीव्र, उच्च गति वाले आंदोलन के तहत धनात्मक आवेशित धातु लवणों को प्रस्तुत करता है ताकि उन सतही आवेशों को निष्क्रिय किया जा सके, जिससे कण आपस में जुड़कर सूक्ष्म "माइक्रो-फ्लॉक्स" बना सकें।
जमावट टैंक कैसे काम करता है: 4-चरणीय अभिक्रिया
जमावट एक तीव्र रासायनिक अभिक्रिया है जो सेकंडों में होती है। टैंक का भौतिक डिज़ाइन रासायनिक जमावटकर्ता के पानी में टूटने से पहले उसे समान रूप से वितरित करने के लिए फ्लैश मिक्सिंग (उच्च अपरूपण) पर निर्भर करता है।
1. रासायनिक इंजेक्शन: समय: 0 - 5 सेकंड।
जमावटकर्ता (जैसे, फिटकरी Al2(SO4)3, फेरिक क्लोराइड FeCl3, या PAC) को सीधे टैंक के इनलेट पर या उच्च गति वाले इम्पेलर के ठीक ऊपर कच्चे पानी की धारा में डाला जाता है।
2. फ्लैश हाई-शियर मिश्रण: अवधारण समय: 30 - 60 सेकंड।
एक उच्च गति का यांत्रिक आंदोलक उच्च अपरूपण स्तरों पर काम करता है, जो 700 s-1 से 1000 s-1 तक के वेग प्रवणता (G-मान) के साथ तीव्र अशांति उत्पन्न करता है।
3. आवेश उदासीनीकरण: माइक्रोसेकंड पैमाना।
धनात्मक आवेशित त्रिसंयोजक धातु आयन (Al3+ या Fe3+) ऋणात्मक आवेशित कोलॉइडी कणों के चारों ओर की दोहरी परत को तेजी से संपीड़ित करते हैं, जिससे विद्युत आवेश (ज़ीटा पोटेंशियल) शून्य के करीब पहुंच जाता है।
4.सूक्ष्म-फ्लॉक निर्माण और आउटलेट: तत्काल निर्वहन।
उदासीन कण टकराकर पिनहेड आकार के सूक्ष्म फ्लॉक बनाते हैं। पानी तुरंत बाद के फ्लॉक्यूलेशन टैंक में ओवरफ्लो हो जाता है, जहाँ धीमी गति से हल्का मिश्रण होता है।
कौयगुलेशन बनाम फ्लॉक्यूलेशन बनाम अवसादन टैंक
जल स्पष्टीकरण तीन अलग-अलग प्रक्रिया इकाइयों पर निर्भर करता है जो श्रृंखला में काम करती हैं। मिश्रण की तीव्रता और अवधारण समय उनके बीच काफी भिन्न होते हैं:
विशेषता / मीट्रिक | स्कंदन टैंक | फ्लोक्यूलेशन टैंक | अवसादन / स्पष्टीकरण टैंक |
प्राथमिक लक्ष्य | कणों के आवेश को उदासीन करें | सूक्ष्म-फ्लॉक को भारी मैक्रो-फ्लॉक में विकसित करें | स्वच्छ जल से फ्लॉक का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण |
मिश्रण गति | तेज़ / उच्च अपरूपण (100 - 300 RPM) | धीमी / निम्न अपरूपण (10 - 30 RPM) | स्थैतिक / शांत (शून्य आंदोलन) |
वेग प्रवणता (G) | उच्च (700 - 1000 s-1) | निम्न (20 - 70 s-1) | 0 s-1 |
अवधारण समय | 30 से 60 सेकंड | 15 से 30 मिनट | 2 से 4 घंटे |
प्रमुख रसायन | स्कंदक (फिटकरी, PAC, FeCl3) | स्कंदन सहायक / बहुलक (PAM) | फ्लॉक्यूलेंट कीचड़ की चादरें / अवसादन प्लेटें |
प्रमुख संरचनात्मक और इंजीनियरिंग घटक
एक समान रासायनिक फैलाव सुनिश्चित करने और आक्रामक अम्लीय स्कंदकों से होने वाले क्षरण को रोकने के लिए, एक सुव्यवस्थित स्कंदन टैंक में शामिल हैं:
1. संक्षारण प्रतिरोधी टैंक शेल: ग्लास-फ्यूज्ड-टू-स्टील (GFS), 316 स्टेनलेस स्टील, उच्च-घनत्व पॉलीथीन (HDPE), या भारी-शुल्क एपॉक्सी कोटिंग्स के साथ लाइन किए गए कार्बन स्टील से निर्मित, जो अम्लीय रासायनिक फीड (pH 2-4) को सहन कर सके।
2. उच्च-दक्षता फ्लैश आंदोलक: उच्च गति वाले अक्षीय या रेडियल टरबाइन प्रणोदक जो प्रति इकाई आयतन में उच्च शक्ति इनपुट प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
3. एंटी-वोर्टेक्स बैफल्स: आंतरिक दीवारों के साथ लगाए गए ऊर्ध्वाधर बैफल्स जो तरल को घूमने से रोकते हैं, घूर्णी गति को एकसमान ऊर्ध्वाधर अशांति में परिवर्तित करते हैं।
4. पीएच एवं खुराक नियंत्रण स्वचालन: इष्टतम पीएच सीमा (सामान्यतः फिटकरी अभिक्रिया के लिए पीएच 5.5 - 7.5) बनाए रखने के लिए एकीकृत ऑनलाइन पीएच सेंसर और खुराक पंप।
प्राथमिक औद्योगिक अनुप्रयोग
● नगर निगम जल शुद्धिकरण: निस्पंदन से पहले निलंबित गाद, मिट्टी, सतही शैवाल और कार्बनिक अग्रदूतों को हटाता है।
● सूती एवं रंगाई अपशिष्ट जल: विघटित रंग कणों को निष्क्रिय करता है और भारी रंग की मैलापन को हटाता है।
● खाद्य एवं पेय पदार्थ अपशिष्ट जल: निलंबित वसा, तेल, प्रोटीन और कार्बनिक ठोस पदार्थों को अवक्षेपित करता है।
● विद्युतलेपन एवं भारी धातु निष्कासन: विघटित भारी धातुओं को अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप में परिवर्तित करता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्रश्न 1: स्कंदन टैंक में उच्च गति वाला "फ्लैश" मिश्रण क्यों आवश्यक है?
उत्तर: जब पानी में मिलाए जाते हैं तो जमावट करने वाले रसायन एक सेकंड के अंशों में रासायनिक हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं। उच्च गति का मिश्रण (G-मान 700-1000 s-1) यह सुनिश्चित करता है कि अल्पकालिक हाइड्रोलिसिस मध्यवर्ती उत्पादों के विघटित होने से पहले रसायन पूरे पानी की मात्रा में समान रूप से फैल जाए।
प्रश्न 2: यदि कच्चा पानी जमावट टैंक में बहुत देर तक रहे तो क्या होता है?
उत्तर: अत्यधिक मिश्रण या अत्यधिक अवरोधन समय नवगठित सूक्ष्म-फ्लॉक को अत्यधिक हाइड्रोलिक कतरनी के माध्यम से तोड़ देता है। जमावट टैंकों को जानबूझकर छोटा आकार दिया जाता है ताकि कम अवरोधन समय (30-60 सेकंड) हो और कतरनी क्षरण को रोका जा सके।
प्रश्न 3: जमावट टैंक के लिए आदर्श pH सीमा क्या है?
उत्तर: इष्टतम pH उपयोग किए गए कौयगुलांट पर निर्भर करता है। एल्युमिनियम सल्फेट (फिटकरी) pH 5.5 से 7.5 के बीच सबसे अच्छा काम करता है, पॉलीएल्युमिनियम क्लोराइड (PAC) pH 5.0 से 9.0 की व्यापक श्रेणी में प्रभावी रूप से काम करता है, और फेरिक लवण pH 4.5 से 11.0 के बीच अच्छी तरह से काम करते हैं।
Q4: कौन सी टैंक सामग्री कौयगुलांट रसायनों को सबसे अच्छी तरह संभालती है?
उत्तर: फेरिक क्लोराइड और फिटकरी जैसे अम्लीय स्कंदक कच्चे कार्बन स्टील के लिए संक्षारक होते हैं। ग्लास-फ्यूज्ड-टू-स्टील (GFS), 316L स्टेनलेस स्टील, FRP (फाइबरग्लास प्रबलित प्लास्टिक), और एपॉक्सी-लाइन वाले स्टील दीर्घकालिक संक्षारण प्रतिरोध और संरचनात्मक स्थायित्व के लिए पसंदीदा विकल्प हैं।
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