जल उपचार के लिए एपीएएम पाउडर

कुछ विशिष्ट जल गुणवत्ता स्थितियों के अंतर्गत, एनायनिक पॉलीएक्रिलामाइड (एपीएएम) पाउडर और अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट्स (जैसे पीएसी, पीएफएस, आदि) का संयुक्त उपयोग तंत्र संघर्ष, अभिकर्मक विफलता या प्रतिकूल प्रभावों के कारण लागू नहीं हो सकता है, और यहां तक कि उपचार प्रभाव को भी खराब कर सकता है। 

मुख्य स्थितियाँ इस प्रकार हैं: 

1. प्रबल अम्ल या प्रबल क्षार का चरम पीएच वातावरण (पीएच < 3 या pH > 11)

प्रबल अम्ल (पीएच < 3): अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट (जैसे PAC, PFS) का मुख्य कार्य जल-अपघटन द्वारा उत्पन्न पॉलीन्यूक्लियर हाइड्रॉक्सी संकुलों (जैसे Al³⁺, Fe³⁺ के जल-अपघटन उत्पाद) पर निर्भर करता है। प्रबल अम्लीय परिस्थितियाँ उनके जल-अपघटन को बाधित करती हैं, जिससे अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट प्रभावी ऊर्णन घटक नहीं बना पाते और अपनी आवेश-निष्क्रियीकरण क्षमता खो देते हैं। साथ ही, जल उपचार हेतु APAM प्रबल अम्लीय वातावरण में आणविक श्रृंखला जल-अपघटन और अपघटन से गुजर सकता है (एमाइड समूह कार्बोक्सिल समूह में जल-अपघटित हो जाता है, और प्रबल अम्ल श्रृंखला संरचना को नुकसान पहुँचा सकता है), जिससे इसका अधिशोषण सेतु-कार्य समाप्त हो जाता है। इस स्थिति में, संयुक्त उपयोग न केवल अप्रभावी होता है, बल्कि अभिकर्मकों की बर्बादी के कारण लागत भी बढ़ जाती है। 

प्रबल क्षार (पीएच शशशश 11): अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट (जैसे पीएसी) प्रबल क्षारीय परिस्थितियों में घुलनशील मेटाएल्यूमिनेट लवण (जैसे नाAlO₂) बनाते हैं, जिससे उनकी फ्लोक्यूलेशन क्रियाशीलता समाप्त हो जाती है। यद्यपि एपीएएम क्रिस्टल पाउडर में प्रबल अम्ल प्रतिरोध की तुलना में क्षार प्रतिरोध थोड़ा अधिक होता है, प्रबल क्षार (विशेषकर उच्च तापमान प्रबल क्षार) इसकी आणविक श्रृंखला को तोड़ सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आणविक भार में तीव्र गिरावट आती है और प्रभावी फ्लोक बनाने में असमर्थता होती है। 

2. उच्च सांद्रता वाले ऑक्सीडेंट (जैसे मुक्त क्लोरीन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, ओजोन, आदि) वाले जल की गुणवत्ता

ऑक्सीडेंट (जैसे सीवेज उपचार में अत्यधिक क्लोरीन मिलाया जाना, फेंटन के अभिकर्मक से अवशिष्ट H₂O₂) ऑक्सीकरण के माध्यम से एपीएएम क्रिस्टल पाउडर की आणविक श्रृंखला को नुकसान पहुंचा सकते हैं (एनायनिक पॉलीएक्रिलामाइड का एमाइड समूह आसानी से एक कार्बोक्सिल समूह में ऑक्सीकृत हो जाता है, और यहां तक कि मुख्य श्रृंखला टूट जाती है), जिससे एपीएएम क्रिस्टल पाउडर के आणविक भार में उल्लेखनीय कमी आती है और अवशोषण ब्रिजिंग क्षमता का नुकसान होता है। इस समय, भले ही अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट कुछ चार्ज बेअसर करने वाला प्रभाव डाल सके, एपीएएम क्रिस्टल पाउडर पहले ही विफल हो चुका है। संयुक्त उपयोग न केवल सहक्रियात्मक वृद्धि हासिल करने में विफल रहता है, बल्कि एपीएएम क्रिस्टल पाउडर के अपघटन उत्पादों (छोटे अणु पदार्थों) के अकार्बनिक फ्लोक्यूलेशन प्रक्रिया के साथ संभावित हस्तक्षेप के कारण फ्लोक को ठीक कर सकता है और खराब अवसादन प्रदर्शन कर सकता है। 

3. उच्च लवणता (उच्च इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता) जल गुणवत्ता (जैसे समुद्री जल, उच्च लवणता वाला औद्योगिक अपशिष्ट जल)

जब सीवेज में इलेक्ट्रोलाइट्स की उच्च सांद्रता होती है (जैसे सोडियम क्लोराइड, CaCl₂, आदि, लवणता शशशश 5% के साथ): 

अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट्स के आवेश उदासीनीकरण प्रभाव में उच्च सांद्रता वाले आयनों द्वारा हस्तक्षेप होता है: 

सीवेज में मुक्त आयनों की बड़ी संख्या कोलाइडल कणों की सतह पर नकारात्मक आवेशों को ढाल देगी, जिससे अकार्बनिक फ्लोकुलेंट्स के धातु आयनों (जैसे अल³⁺, फ़े³⁺) को कोलाइड्स के साथ प्रभावी रूप से संयोजित करना मुश्किल हो जाएगा, जिससे अस्थिरता को रोका जा सकेगा। 

एपीएएम क्रिस्टल पाउडर में लवणीकरण की संभावना अधिक होती है: उच्च सांद्रता वाले इलेक्ट्रोलाइट्स एपीएएम क्रिस्टल पाउडर आणविक श्रृंखलाओं की जलयोजन फिल्म को बाधित कर देते हैं, जिससे इसकी घुलनशीलता और यहां तक कि अवक्षेपण में कमी आ जाती है, जिससे यह पानी में समान रूप से फैलने में असमर्थ हो जाता है और इसका ब्रिजिंग कार्य समाप्त हो जाता है। 

इस समय, संयुक्त उपयोग का सहक्रियात्मक प्रभाव पूरी तरह से समाप्त हो जाता है, और इसका प्रभाव अकेले उपयोग करने की तुलना में बहुत खराब (या यहां तक कि अप्रभावी) होता है। 

4. बड़ी मात्रा में एनायनिक सर्फेक्टेंट (जैसे डिटर्जेंट अपशिष्ट जल, अत्यधिक मानक मुद्रण और रंगाई अपशिष्ट जल) के साथ पानी की गुणवत्ता

एनायनिक सर्फेक्टेंट (जैसे लास, सोडियम डोडेसिल सल्फेट) ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं और अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट में धनायनों (जैसे अल³⁺, फ़े³⁺) के साथ संयोजित होकर स्थिर संकुल बनाते हैं, अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट का उपभोग करते हैं (ताकि वे मल में कोलाइडल कणों के साथ अभिक्रिया न कर सकें)। साथ ही, सर्फेक्टेंट कोलाइडल कणों की सतह पर एक "adशोषण फिल्म" बनाते हैं, जो एपीएएम क्रिस्टल पाउडर की आणविक श्रृंखलाओं को कणों से बंधने से रोकता है, इस प्रकार एपीएएम क्रिस्टल पाउडर को अपना ब्रिजिंग कार्य करने से रोकता है। इस समय, सर्फेक्टेंट द्वारा अभिकर्मकों के "उपभोग" के कारण संयुक्त उपयोग विफल हो जाता है, और सर्फेक्टेंट के फैलाव प्रभाव के कारण फ्लोक बनाना भी मुश्किल हो सकता है। 

5. उच्च सांद्रता वाले कार्बनिक विलायकों या गैर-ध्रुवीय प्रदूषकों के साथ जल की गुणवत्ता 

यदि सीवेज में बड़ी मात्रा में कार्बनिक सॉल्वैंट्स (जैसे मेथनॉल, एसीटोन, टोल्यूनि) या गैर ध्रुवीय प्रदूषक (जैसे भारी तेल, लंबी श्रृंखला वाले एल्केन) मौजूद हों: 

एपीएएम क्रिस्टल पाउडर एक जल में घुलनशील बहुलक है, जिसकी कार्बनिक विलायकों में घुलनशीलता अत्यंत कम होती है, तथा यह सीधे अवक्षेपित हो जाता है, घुलने और फैलने में असमर्थ होता है, जिससे इसका कार्य समाप्त हो जाता है। 

अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट (विशेषकर द्रव रूप) का विलयन संतुलन कार्बनिक विलायकों द्वारा बाधित हो सकता है, जिससे प्रभावी घटक अवक्षेपित हो जाते हैं और अपना आवेश-निष्क्रियीकरण प्रभाव डालने में असमर्थ हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि कुछ रासायनिक अपशिष्ट जल (जैसे पेंट अपशिष्ट जल, स्याही अपशिष्ट जल) का कार्बनिक विलायकों को हटाने के लिए पूर्व-उपचार नहीं किया जाता है, तो एपीएएम क्रिस्टल पाउडर और अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट का संयुक्त उपयोग पूरी तरह से विफल हो जाएगा। 

6. उच्च सांद्रता वाले भारी धातु आयनों (जैसे करोड़⁶⁺, एचजी²⁺, एजी⁺) के साथ जल की गुणवत्ता

कुछ भारी धातु आयनों (जैसे एजी⁺, एचजी⁺) में प्रबल ऑक्सीकरण या जटिल निर्माण गुण होते हैं: - प्रबल ऑक्सीकरण करने वाली भारी धातुएं (जैसे करोड़⁶⁺) सीवेज एपीएएम आणविक श्रृंखला का ऑक्सीकरण और क्षरण करेंगी। 

जटिल बनाने वाली भारी धातुएँ (जैसे घन²⁺, नी²⁺) सीवेज एपीएएम के एमाइड समूहों के साथ स्थिर जटिल यौगिक बनाएँगी, जिससे सीवेज एपीएएम आण्विक श्रृंखला सिकुड़ जाएगी और अपनी सेतु-निर्माण क्षमता खो देगी। साथ ही, भारी धातु आयन अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट (जैसे पीएसी) के साथ अभिक्रिया करके अघुलनशील अवक्षेप बना सकते हैं, जो अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट के प्रभावी घटकों को नष्ट कर देते हैं। इस समय, संयुक्त उपयोग न केवल अप्रभावी है, बल्कि आपंक उपचार की कठिनाई को भी बढ़ा सकता है। उपरोक्त जल गुणवत्ता स्थितियों की मुख्य समस्या यह है कि ये या तो अकार्बनिक फ्लोक्यूलेंट की आवेश-निष्क्रियीकरण क्षमता को नष्ट कर देती हैं या सॉवेज एपीएएम आण्विक श्रृंखलाओं के क्षरण/निष्क्रियीकरण का कारण बनती हैं, जिससे दोनों का सहक्रियात्मक प्रभाव समाप्त हो जाता है। ऐसे परिदृश्यों में, पहले पूर्व-उपचार (जैसे पीएच को समायोजित करना, ऑक्सीडेंट/सर्फेक्टेंट को हटाना, विलवणीकरण, आदि) के माध्यम से जल की गुणवत्ता में सुधार करना आवश्यक है, और फिर मूल्यांकन करना होगा कि क्या संयुक्त उपयोग उपयुक्त है। यदि पूर्व उपचार लागत बहुत अधिक है, तो अभिकर्मक के प्रकार को बदलने की आवश्यकता है (जैसे कि गैर आयनिक पीएएम, कैशनिक पीएएम पर स्विच करना, या केवल उच्च दक्षता वाले अकार्बनिक फ्लोकुलेंट्स का उपयोग करना)।