گندے پانی کے دوبارہ استعمال کے لیے کلاسک کیمیکل نرم کرنے کا طریقہ

کیمیکل نرمی ایک ایسا عمل ہے جس میں پانی میں مخصوص کیمیکلز شامل کرنا شامل ہوتا ہے تاکہ سخت ہونے والے کیلشیم اور میگنیشیم آئنوں کو ناقابل حل مرکبات میں تبدیل کیا جا سکے، جنہیں بعد میں ورن اور فلٹریشن کے ذریعے ہٹا دیا جاتا ہے۔ یہ ایک کلاسک اور موثر سختی ہٹانے والی ٹیکنالوجی ہے۔

اس طریقہ کار کی نظریاتی بنیاد حل پذیری پروڈکٹ کا اصول ہے۔ یعنی، پانی میں کیمیکلز شامل کرنے سے، کیلشیم اور میگنیشیم آئنوں (جیسے CO3^2-، OH-، PO4^3-، وغیرہ) کے ساتھ ناقابل حل پریزیٹیٹ بنانے والے anions کا ارتکاز بڑھ جاتا ہے، جس کی وجہ سے آئن پروڈکٹ اپنی حل پذیری پروڈکٹ کے مستقل سے تجاوز کر جاتی ہے، جس کے نتیجے میں پیدا ہونے والی پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے۔

اہم بارش کے رد عمل میں شامل ہیں:

1. کاربونیٹ کی سختی کو ہٹانا:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ->2CaCO3↓ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 ->2CaCO3↓ + Mg(OH)2↓ + 2H2O

چونا بائی کاربونیٹ آئنوں کو کاربونیٹ آئنوں میں تبدیل کرنے کے لیے OH- آئن فراہم کرتا ہے اور میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ پرسیپیٹیٹ بنانے کے لیے پی ایچ کو بڑھاتا ہے۔

2. غیر-کاربونیٹ سختی (کیلشیم) کو ہٹانا:

CaSO4 + Na2CO3 ->CaCO3↓ + Na2SO4

CaCl2 + Na2CO3 ->CaCO3↓ + 2NaCl

سوڈا ایش CO3^2- آئن فراہم کرتی ہے، جو کیلشیم آئنوں کے ساتھ مل کر کیلشیم کاربونیٹ پرسیپیٹیٹ بناتی ہے۔

3. غیر-کاربونیٹ سختی (میگنیشیم) کو ہٹانا:

MgSO4 + Ca(OH)2 ->Mg(OH)2↓ + CaSO4

تیار کردہ CaSO4 کو سوڈا ایش کے ذریعے مزید ہٹانے کی ضرورت ہے۔ چونے کا استعمال OH- آئن فراہم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ ایک چھوٹی حل پذیری پروڈکٹ کے ساتھ میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ پرسیپیٹیٹ بنایا جا سکے۔

1. چونا: اس کا بنیادی جزو Ca(OH)2 ہے۔

کاربونیٹ کی سختی کو ہٹاتا ہے (بشمول کیلشیم اور میگنیشیم کاربونیٹ کی سختی) اور اعلی پی ایچ ماحول فراہم کرتا ہے۔ خوراک کو درست طریقے سے شمار کرنے کی ضرورت ہے؛ ضرورت سے زیادہ اضافہ نہ صرف بیکار ہے بلکہ یہ میگنیشیم آئن کو دوبارہ تحلیل کرنے یا نئی سختی کو متعارف کرانے کا باعث بھی بن سکتا ہے۔

2. سوڈا ایش: اس کا بنیادی جزو Na2CO3 ہے۔

پانی سے غیر-کاربونیٹ سختی (کیلشیم کی سختی) کو ہٹاتا ہے۔ یہ نئے سختی کے آئنوں کو متعارف کرائے بغیر خود پانی میں گھل جاتا ہے، بلکہ Na+ کو متعارف کراتا ہے، جس کا پانی کے معیار پر نسبتاً کم اثر پڑتا ہے۔

3. سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ: NaOH۔

بعض اوقات چونے کے جزوی متبادل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، OH- آئن فراہم کرتا ہے، آپریشن کو آسان، لیکن زیادہ مہنگا بناتا ہے۔ اس کا ردعمل چونے کی طرح ہوتا ہے۔

4. فاسفیٹ: جیسے سوڈیم ٹرائی پولی فاسفیٹ، سوڈیم ہیکسامیٹا فاسفیٹ وغیرہ۔

یہ طریقہ بارش کا روایتی طریقہ نہیں ہے، بلکہ منتشر کولائیڈز پیدا کرکے یا کیلشیم اور میگنیشیم آئنوں کو پیچیدہ بنا کر پیمانے کی تشکیل کو روکتا ہے۔ یہ ایک "پوشیدہ طریقہ" یا "دہلی کا اثر" ہے، جو اکثر معاون علاج کے لیے یا کم ضروریات والے حالات میں استعمال ہوتا ہے۔

یہ سب سے زیادہ نمائندہ کیمیائی نرمی کا عمل ہے، اور اس کا بہاؤ مندرجہ ذیل ہے:

1. ری ایکشن ٹینک/نرم کرنے والا ٹینک:

کچا پانی سب سے پہلے ری ایکشن ٹینک میں داخل ہوتا ہے، جہاں حسابی خوراک کے مطابق چونے کا گارا اور سوڈا ایش کا محلول شامل کیا جاتا ہے۔ ٹینک ایک مکینیکل سٹرنگ ڈیوائس سے لیس ہے تاکہ ری ایجنٹس کے مکمل اختلاط اور رد عمل کو یقینی بنایا جا سکے اور تیز رفتاری کی تشکیل کے لیے کافی وقت اور حالات فراہم کیے جا سکیں۔

مذکورہ بالا تمام بنیادی کیمیائی رد عمل یہاں مکمل ہو گئے ہیں، جس سے CaCO3 اور Mg(OH)2 فلوکولینٹ پریپیٹیٹس کی ایک بڑی مقدار پیدا ہوتی ہے۔

2. تلچھٹ ٹینک/کلیریفیکیشن ٹینک:

رد عمل کا پانی تلچھٹ کے ٹینک میں بہتا ہے، جہاں بہاؤ کی رفتار کم ہو جاتی ہے۔ چونکہ CaCO3 ایک بھاری بارش ہے، اس لیے یہ قدرتی طور پر تیزی سے ٹھیک ہو جاتا ہے۔ جب کہ Mg(OH)2 ایک ہلکا فلوکولینٹ پریپیٹیٹ ہے، یہ زیادہ آہستہ آہستہ طے ہوتا ہے۔ Flocculants (جیسے PAM) کو عام طور پر floc کی نشوونما کو فروغ دینے اور تلچھٹ کو تیز کرنے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔ واضح شدہ اوپری حصہ اگلے مرحلے پر جاتا ہے، جب کہ نیچے کی کیچڑ کو وقفے وقفے سے ہٹایا جاتا ہے۔

3. فلٹریشن ٹینک:

تلچھٹ کے بعد کے پانی میں اب بھی چھوٹے معلق ذرات شامل ہو سکتے ہیں، جس میں ملٹی-میڈیا فلٹر (جیسے اینتھراسائٹ یا سلیکا ریت) کے ذریعے درست فلٹریشن کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ بقایا باریک تلچھٹ کو ہٹایا جا سکے اور اس بات کو یقینی بنایا جا سکے کہ فضلہ کی ٹربائڈیٹی معیارات پر پورا اترتی ہے۔

4. پی ایچ ایڈجسٹمنٹ ٹینک:

چونے کے ساتھ علاج کیے جانے والے پانی کا پی ایچ بہت زیادہ ہوتا ہے (عام طور پر 10 سے اوپر)، جو اسے سنکنار اور بعد میں استعمال یا خارج ہونے کے لیے غیر موزوں بناتا ہے۔

لہٰذا، تیزاب (جیسے سلفیورک ایسڈ یا ہائیڈروکلورک ایسڈ) یا CO2 کو فلٹریشن کے بعد پی ایچ کو بے اثر کرنے اور اسے غیر جانبدار رینج (مثلاً 6.5-8.5) پر لانے کے لیے شامل کرنا چاہیے۔ CO2 متعارف کرانے کا طریقہ، جسے "ری کاربونیشن" بھی کہا جاتا ہے، مزید ہٹانے کے لیے تحلیل شدہ کیلشیم آئنوں کی تھوڑی مقدار کو بھی کیلشیم کاربونیٹ میں تبدیل کر سکتا ہے۔

فوائد:

1. اہم اور قابل اعتماد نتائج: ٹیکنالوجی بالغ ہے اور سختی کو کم سطح تک کم کر سکتی ہے (بقیہ سختی 0.5-1.0 mmol/L تک پہنچ سکتی ہے)۔

2. دیگر نجاستوں کو بیک وقت ہٹانا: سختی کو دور کرنے کے عمل میں، یہ پانی میں الکلائنٹی، سیلیکون کے مواد، کچھ بھاری دھاتوں اور معلق ٹھوس کو بھی مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے۔

3. علاج کی کم لاگت: استعمال ہونے والے ری ایجنٹس (چونا، سوڈا ایش) وسیع پیمانے پر دستیاب اور نسبتاً سستے ہیں۔

نقصانات اور حدود:

1. بڑے کیچڑ کی پیداوار: یہ کیمیائی کیچڑ کی ایک بڑی مقدار (بنیادی طور پر کیلشیم کاربونیٹ اور میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ پر مشتمل ہے) پیدا کرتا ہے، اور اس کیچڑ کا علاج اور اسے ٹھکانے لگانے سے اضافی اخراجات اور ماحولیاتی دباؤ میں اضافہ ہوگا۔

2. پیچیدہ آپریشن اور انتظام: ری ایجنٹس کی خوراک کو خام پانی کے معیار میں تبدیلیوں کے مطابق درست طریقے سے شمار کرنے اور ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے، جس کے لیے انتہائی ہنر مند آپریٹرز کی ضرورت ہوتی ہے۔

3. محدود اخراج کا معیار: گہری نرمی کی انتہائی کم سختی کی ضروریات کو حاصل کرنا مشکل ہے (مثلاً،<0.03 mmol/L), and the residual hardness is still higher than that of advanced treatment processes such as ion exchange.

4. بڑے قدموں کے نشانات: سازوسامان کو ساخت کی ایک سیریز کی ضرورت ہوتی ہے جیسے کہ رد عمل، تلچھٹ، اور فلٹریشن کی سہولیات، جس کے نتیجے میں بنیادی ڈھانچے میں زیادہ سرمایہ کاری ہوتی ہے۔