जल उपचार में वैक्यूम डीगैसिंग

साफ दिखने वाला पानी भी मुसीबत भरा हो सकता है। घुली हुई गैसें-ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और अन्य गैसें अदृश्य हैं, लेकिन वे जंग को बढ़ाती हैं, उपचार प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करती हैं और अनुपालन संबंधी सिरदर्द पैदा करती हैं। बॉयलर फ़ीड पानी में, घुली हुई ऑक्सीजन स्टील पाइप और हीट एक्सचेंजर्स को खा जाती है। पीने के पानी में, अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड पीएच को गिरा देता है और कीटाणुशोधन को अप्रत्याशित बना देता है। औद्योगिक शीतलन लूपों में, घुली हुई हवा पंप गुहिकायन का कारण बनती है और गर्मी हस्तांतरण को कम करती है।

इन गैसों को बाहर निकालने के लिए वैक्यूम डीगैसिंग सबसे प्रभावी तरीकों में से एक है। यह कोई नया विचार नहीं है - बिजली संयंत्र और बॉयलर हाउस दशकों से इसका उपयोग कर रहे हैं - लेकिन सख्त नियम, उच्च ऊर्जा लागत और अधिक मांग वाली जल गुणवत्ता विशिष्टताएं इसे नगरपालिका और औद्योगिक जल उपचार में नए अनुप्रयोगों में धकेल रही हैं।

यह लेख बताता है कि वैक्यूम डीगैसिंग क्या करता है, यह क्यों महत्वपूर्ण है, और अपनी जल उपचार प्रक्रिया के लिए सही प्रणाली का चयन कैसे करें।

घुली हुई गैसें एक समस्या क्यों हैं?

पानी में घुली गैसें यूं ही नहीं होतीं। वे वायुमंडल के संपर्क से, वातन प्रक्रियाओं के माध्यम से, या रासायनिक प्रतिक्रियाओं के उप-उत्पादों के रूप में प्रवेश करते हैं। एक बार घुलने के बाद, वे तब तक घोल में रहते हैं जब तक कि कुछ बदल न जाए - तापमान, दबाव या रासायनिक संतुलन।

ऑक्सीजनसबसे कुख्यात है. यहां तक ​​कि प्रति मिलियन कुछ हिस्से भी कार्बन स्टील पाइपिंग और बॉयलर में गंभीर क्षरण का कारण बन सकते हैं। शुरुआत में क्षति हमेशा स्पष्ट नहीं होती है; यह गड्ढे के रूप में शुरू होता है, फिर रिसाव और विफलताओं में तेजी लाता है। बॉयलर सिस्टम में, ऑक्सीजन का क्षरण अनिर्धारित डाउनटाइम का एक प्रमुख कारण है।

कार्बन डाईऑक्साइडघुलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है, पीएच कम करता है और पानी को धातुओं और कंक्रीट के प्रति आक्रामक बनाता है। पीने के पानी में, यह पीएच समायोजन को जटिल बनाता है और क्षारीय रसायनों की मांग को बढ़ा सकता है। उच्च शुद्धता वाले औद्योगिक पानी में, CO₂ का अंश भी चालकता और प्रतिरोधकता माप में हस्तक्षेप करता है।

नाइट्रोजनज्यादातर निष्क्रिय होता है, लेकिन जब यह घोल से बाहर आता है तो बुलबुले बनाता है जो पंप गुहिकायन का कारण बनता है, गर्मी हस्तांतरण दक्षता को कम करता है, और शोर, अकुशल संचालन पैदा करता है।

अन्य गैसें-मीथेन, हाइड्रोजन सल्फाइड, क्लोरीन और वाष्पशील कार्बनिक पदार्थ- विशिष्ट अनुप्रयोगों में दिखाई देते हैं। प्रत्येक अपनी-अपनी समस्याएँ लेकर आता है, गंध से लेकर विषाक्तता से लेकर विस्फोट के जोखिम तक।

आम बात यह है कि ये सभी अवांछित हैं। वैक्यूम डीगैसिंग आपको उन्हें बाहर निकालने का एक तरीका देता है।

वैक्यूम डीगैसिंग कैसे काम करता है

सिद्धांत सरल है: गैसें उच्च दबाव पर बेहतर ढंग से घुलती हैं और दबाव कम होने पर घोल से बाहर आ जाती हैं। वैक्यूम डीगैसर में, पानी को कम दबाव वाले वातावरण में उजागर किया जाता है - आमतौर पर 0.02 से 0.2 बार निरपेक्ष - जहां घुली हुई गैसें घुलनशील नहीं होती हैं। वे तरल चरण को छोड़ देते हैं और निर्वात प्रणाली द्वारा ले जाये जाते हैं।

प्रक्रिया की दक्षता तीन बातों पर निर्भर करती है:

• सतह क्षेत्रफल।निर्वात में पानी जितना अधिक सतह क्षेत्र प्रस्तुत करता है, गैसें उतनी ही तेजी से बाहर निकलती हैं। यही कारण है कि डीगैसर पानी को पतली फिल्मों या बूंदों में तोड़ने के लिए पैकिंग, ट्रे या स्प्रे नोजल का उपयोग करते हैं।

• निवास का समय.पानी को निर्वात में काफी समय तक रहना चाहिए ताकि गैसें थोक तरल से बाहर फैल सकें।

• निर्वात स्तर.कम निरपेक्ष दबाव का मतलब कम गैस घुलनशीलता है। गहरा वैक्यूम अधिक गैस निकालता है, लेकिन इसके उत्पादन में लागत भी अधिक आती है।

व्यवहार में, अधिकांश जल उपचार डिगैसर 90-99% घुलित ऑक्सीजन और CO₂ को हटा देते हैं। सटीक प्रदर्शन सिस्टम डिज़ाइन और आने वाली गैस सांद्रता पर निर्भर करता है।

जहां वैक्यूम डीगैसिंग का उपयोग किया जाता है

बॉयलर फ़ीड जल उपचारक्लासिक एप्लिकेशन है. घुलित ऑक्सीजन और CO₂ को हटाने से बॉयलर, फीडवॉटर हीटर और कंडेनसेट रिटर्न लाइनों में जंग को रोका जा सकता है। आधुनिक बॉयलर सिस्टम अक्सर दो-परत सुरक्षा के लिए रासायनिक ऑक्सीजन स्केवेंजर्स के साथ वैक्यूम डीगैसिंग को जोड़ते हैं।

पेयजल उपचारअतिरिक्त CO₂ को हटाने, pH को समायोजित करने और कीटाणुशोधन दक्षता में सुधार करने के लिए वैक्यूम डीगैसिंग का उपयोग करता है। इसका उपयोग भूजल से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) और रेडॉन को अलग करने के लिए भी किया जाता है।

औद्योगिक ठंडा पानीडीगैसिंग से लाभ होता है क्योंकि घुली हुई हवा पंप गुहिकायन का कारण बनती है और हीट एक्सचेंजर के प्रदर्शन को कम कर देती है। हवा को हटाने से प्रवाह स्थिर होता है और ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है।

व्यर्थ पानी का उपचारहाइड्रोजन सल्फाइड जैसी गंधयुक्त गैसों को हटाने और झिल्ली निस्पंदन या निर्वहन के लिए पानी तैयार करने के लिए वैक्यूम डीगैसिंग का उपयोग करता है।

उच्च शुद्धता वाली जल प्रणालियाँ- फार्मास्युटिकल, सेमीकंडक्टर और पावर प्लांट - अल्ट्रा-लो घुलित गैस के स्तर को प्राप्त करने के लिए वैक्यूम डीगैसिंग पर निर्भर करते हैं।

सही वैक्यूम सिस्टम चुनना

वैक्यूम पंप किसी भी डीगैसिंग प्रणाली का हृदय है। कई प्रौद्योगिकियां उपलब्ध हैं, जिनमें से प्रत्येक में ट्रेड-ऑफ़ हैं।

तरल रिंग पंपपानी से गैस निकालने के लिए ये एक आम विकल्प हैं क्योंकि ये नमी और तरल पदार्थ के बहाव को सहन करते हैं। वे मजबूत, सरल और विश्वसनीय हैं। हालाँकि, वे सील पानी का उपभोग करते हैं और उनकी ऊर्जा दक्षता मध्यम होती है।

सूखा पेंच पंपतेल मुक्त संचालन और उच्च दक्षता प्रदान करें। इन्हें नए प्रतिष्ठानों के लिए तेजी से निर्दिष्ट किया जा रहा है जहां उत्पाद की शुद्धता और ऊर्जा लागत मायने रखती है। तरल पदार्थ के प्रवेश से बचने के लिए उन्हें अच्छे अपस्ट्रीम पृथक्करण की आवश्यकता होती है, लेकिन आधुनिक डिजाइन जल वाष्प को अच्छी तरह से संभालते हैं।

जड़ें उड़ाने वालेगहरे वैक्यूम या उच्च क्षमता प्राप्त करने के लिए अक्सर अन्य पंपों के साथ संयोजन में बूस्टर के रूप में उपयोग किया जाता है। गीले अनुप्रयोगों के लिए इनका अकेले उपयोग नहीं किया जाता है।

भाप निकालने वालेएक विकल्प है जहां भाप उपलब्ध है और बिजली महंगी है। उनके पास कोई चलने वाला भाग नहीं है, लेकिन वे भाप का उपभोग करते हैं और अपशिष्ट जल उत्पन्न करते हैं।

सही विकल्प आवश्यक वैक्यूम स्तर, गैस भार, पानी का तापमान और सुविधा की परिचालन लागत प्राथमिकताओं पर निर्भर करता है।

सिस्टम डिज़ाइन संबंधी विचार

एक वैक्यूम डिगैसर सिर्फ एक पंप से कहीं अधिक है। प्रणाली में एक डीगैसिंग पोत, पैकिंग या ट्रे, जल वितरण, वैक्यूम पाइपिंग और नियंत्रण शामिल हैं। प्रत्येक घटक प्रदर्शन को प्रभावित करता है.

जहाज़ का डिज़ाइनयह निर्धारित करता है कि पानी निर्वात से कितनी अच्छी तरह संपर्क करता है। पैक किए गए कॉलम उच्च सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं लेकिन निलंबित ठोस पदार्थों से खराब हो सकते हैं। स्प्रे प्रणालियाँ सरल लेकिन कम कुशल हैं। ट्रे डिज़ाइन बीच में आते हैं।

पानी का तापमानमायने रखता है क्योंकि तापमान बढ़ने पर गैस की घुलनशीलता कम हो जाती है। गर्म पानी अधिक आसानी से नष्ट हो जाता है, लेकिन इससे वैक्यूम पंप पर वाष्प का भार भी बढ़ जाता है।

वैक्यूम नियंत्रणस्थिर संचालन के लिए आवश्यक है। यदि वैक्यूम बहुत गहरा है, तो पानी भाप में बदल सकता है। यदि यह बहुत उथला है, तो डीगैसिंग अधूरा है। स्वचालित नियंत्रण वाल्व और दबाव ट्रांसमीटर सेटपॉइंट बनाए रखते हैं।

सामग्रीहटाई जा रही गैसों से होने वाले क्षरण का विरोध करना चाहिए। कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड विशेष रूप से आक्रामक हैं। स्टेनलेस स्टील या लेपित घटकों को अक्सर निर्दिष्ट किया जाता है।

रखरखाव और समस्या निवारण

वैक्यूम डीगैसिंग सिस्टम अपेक्षाकृत कम रखरखाव वाले होते हैं, लेकिन वे रखरखाव-मुक्त नहीं होते हैं।

पम्प प्रदर्शनसमय के साथ ख़राब हो जाता है। सील घिसाव, आंतरिक क्षरण और गंदगी से कार्यक्षमता कम हो जाती है। वैक्यूम स्तर और पंप करंट की नियमित निगरानी से समस्याएं जल्दी पकड़ में आ जाती हैं।

पैकिंग और ट्रेपैमाने, जैविक विकास, या निलंबित ठोस पदार्थों से ख़राब हो सकता है। सफाई या प्रतिस्थापन समय-समय पर होता है।

वैक्यूम लीकखराब प्रदर्शन का एक सामान्य कारण हैं। सिस्टम में हवा के रिसाव से पूर्ण दबाव बढ़ जाता है और डीगैसिंग दक्षता कम हो जाती है। रिसाव परीक्षण नियमित रखरखाव का हिस्सा होना चाहिए।

पानी की गुणवत्तासिस्टम जीवन को प्रभावित करता है। कठोर जल स्केलिंग का कारण बनता है; संक्षारक जल आक्रमण सामग्री। पूर्व उपचार आवश्यक हो सकता है.

सारांश

पानी से घुली गैसों को निकालने के लिए वैक्यूम डीगैसिंग एक सिद्ध, प्रभावी तरीका है। यह जंग को रोकता है, उपचार प्रदर्शन में सुधार करता है और पानी की गुणवत्ता मानकों को पूरा करने में मदद करता है। यह तकनीक बॉयलर फीडवाटर उपचार में अच्छी तरह से स्थापित है और पीने के पानी, औद्योगिक शीतलन और अपशिष्ट जल में नए अनुप्रयोग ढूंढ रही है।

सही वैक्यूम पंप - लिक्विड रिंग, ड्राई स्क्रू, या हाइब्रिड सिस्टम का चयन करना - विशिष्ट अनुप्रयोग, आवश्यक वैक्यूम स्तर और सुविधा की परिचालन प्राथमिकताओं पर निर्भर करता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई प्रणाली वर्षों तक विश्वसनीय सेवा प्रदान करेगी, उपकरणों की सुरक्षा करेगी और पानी की गुणवत्ता सुनिश्चित करेगी।

तकनीकी अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: पानी से गैस निकालने के लिए विशिष्ट वैक्यूम स्तर क्या है?
उत्तर: अधिकांश वॉटर डीगैसर 0.02 और 0.2 बार के बीच काम करते हैं। सटीक स्तर निकाली जा रही गैसों और वांछित निष्कासन दक्षता पर निर्भर करता है।

प्रश्न: क्या वैक्यूम डीगैसिंग सभी घुलित ऑक्सीजन को हटा सकता है?
उत्तर: यह 90-99% घुली हुई ऑक्सीजन को हटा सकता है। बॉयलर फीडवाटर के लिए, आवश्यक निम्न पीपीबी स्तर प्राप्त करने के लिए अवशिष्ट ऑक्सीजन को आमतौर पर रासायनिक सफाईकर्मियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

प्रश्न: वैक्यूम डीगैसिंग और मेम्ब्रेन डीगैसिंग के बीच क्या अंतर है?
ए: वैक्यूम डीगैसिंग गैसों को अलग करने के लिए कम दबाव वाले बर्तन का उपयोग करता है। मेम्ब्रेन डीगैसिंग पानी से गैसों को अलग करने के लिए एक हाइड्रोफोबिक झिल्ली का उपयोग करता है। मेम्ब्रेन सिस्टम कॉम्पैक्ट होते हैं लेकिन कम प्रवाह दर और उच्च शुद्धता वाले अनुप्रयोगों के लिए बेहतर अनुकूल होते हैं।

प्रश्न: मैं डीगैसिंग के लिए लिक्विड रिंग और ड्राई स्क्रू पंप के बीच कैसे चयन करूं?
ए: लिक्विड रिंग पंप नमी को अच्छी तरह से संभालते हैं और मजबूत होते हैं, लेकिन वे सील पानी का उपभोग करते हैं। ड्राई स्क्रू पंप अधिक ऊर्जा-कुशल और तेल-मुक्त होते हैं, लेकिन उन्हें अच्छे तरल पृथक्करण की आवश्यकता होती है। चुनाव पानी की गुणवत्ता, ऊर्जा लागत और रखरखाव संसाधनों पर निर्भर करता है।

प्रश्न: वैक्यूम डिगैसर को किस रखरखाव की आवश्यकता होती है?
ए: वैक्यूम स्तर, पंप करंट और सील की स्थिति की नियमित जांच। गंदगी के लिए पैकिंग या ट्रे का निरीक्षण किया जाना चाहिए। लीक परीक्षण समय-समय पर किया जाना चाहिए। स्केलिंग को रोकने के लिए जल गुणवत्ता पूर्व उपचार की आवश्यकता हो सकती है।