जल -शुद्धीकरण , शुद्धीकरण विधि, आण्विक सूत्र | Water In Hindi | Gurugrah

पानी की दरकार

हमें इस ग्रह पर जीवित रहने के लिए पानी की आवश्यकता है। पानी एक महत्वपूर्ण और आवश्यक घटक है। शरीर की विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं और हीमोग्लोबिन के उत्पादन के लिए यह नितांत आवश्यक है।

एक गैलन प्रति व्यक्ति प्रति दिन पीने और खाना पकाने के लिए पर्याप्त है। एक बैल, खच्चर या घोड़ा एक बार में लगभग 11 गैलन पानी की खपत कर सकता है। खड़े होकर, एक आदमी के पास औसतन 5 गैलन होना चाहिए, जबकि घोड़े या ऊंट के पास 10 गैलन होना चाहिए। एक हाथी 25 गैलन, एक खच्चर या बैल 6-8 गैलन और एक भेड़ या सुअर 6-8 पिंट की खपत करता है। ये नंगे आवश्यकताएं हैं।

एक घन फुट में 6 गैलन (या 10 पाउंड) पानी होता है।

इतनी बड़ी मांग को पूरा करने के लिए पानी को शुद्ध और व्यवस्थित और व्यवस्थित तरीके से आपूर्ति की जानी चाहिए।

हालाँकि, जैसे-जैसे दुनिया की आबादी बढ़ी है, वैसे-वैसे पीने योग्य पानी की माँग भी बढ़ी है। नतीजतन, जल संसाधनों की पहचान करना महत्वपूर्ण है जिससे हम पीने योग्य पानी प्राप्त कर सकते हैं। पानी के कई स्रोत हैं जिनमें यह पीने योग्य रूप में नहीं होता है। पानी या तो कैल्शियम, मैग्नीशियम, या किसी अन्य कार्बनिक अशुद्धता में बहुत अधिक है, या इसमें बाहरी कण हैं जो इसे पीने के लिए अनुपयुक्त बनाते हैं।

जल शुद्धीकरण

वर्तमान में उपयोग में आने वाले पानी को शुद्ध करने का सबसे आम तरीका शायद उबालना है। ठेठ घरों में, यह एक प्रभावी तरीका है; यह बड़े पैमाने पर औद्योगिक सेटिंग्स में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। इसका कारण यह है कि सामान्य घरों में शुद्ध किए जाने वाले पानी की मात्रा बहुत कम होती है, जिससे वाष्पीकरण के माध्यम से खो जाने वाले पानी की मात्रा लगभग न के बराबर हो जाती है। हालांकि, औद्योगिक या बड़े पैमाने पर जल शोधन के परिणामस्वरूप शुद्ध पानी की मात्रा बहुत कम होगी और वाष्पीकरण से पानी की बहुत अधिक हानि होगी।

फिल्ट्रेशन के जरिए पानी के दूषित पदार्थों को भी हटाया जा सकता है। शुद्धिकरण की इस विधि में पानी में घुलनशील बाहरी रसायनों और अशुद्धियों को दूर करने की क्षमता का अभाव है, जो एक बड़ी कमी है।

संयुक्त राष्ट्र शीतल पेय की बोतलों, धूप और एक काली सतह के साथ पानी कीटाणुरहित करने के लिए SODIS, या सौर जल कीटाणुशोधन की सिफारिश करता है - कम से कम गर्म देशों में अक्सर तेज धूप के साथ।

पानी से भरी पारदर्शी बोतलों को एक सपाट सतह के ऊपर क्षैतिज स्थिति में लगभग पांच घंटे तक तेज धूप में रखकर कीटाणुरहित किया जा सकता है। यदि बोतल के नीचे का आधा हिस्सा या जिस सतह पर वह पड़ी है, वह काली हो गई है, या यदि सपाट सतह प्लास्टिक या धातु से बनी है, तो यह प्रक्रिया और भी सुरक्षित और अधिक प्रभावी है। गर्मी और पराबैंगनी प्रकाश के मेल से जीव नष्ट हो जाते हैं।

शुद्धिकरण की इस विधि का उपयोग ठंडी जलवायु वाले देशों में नहीं किया जा सकता है, जो इसकी प्राथमिक कमी है। इसके अतिरिक्त, शुद्धिकरण प्रक्रिया में अधिक समय लगता है और सौर कुकर के समान "काली" सतह की आवश्यकता होती है।

शुद्धिकरण की एक स्थिर विधि की आवश्यकता है

नतीजतन, हमें शुद्धिकरण की एक विधि की आवश्यकता होती है जिसका उपयोग किसी भी समय और किसी भी स्थान से किया जा सकता है, इसके लिए किसी तीसरे पक्ष से किसी भी सामग्री के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है, और यह छोटे और बड़े पैमाने पर आर्थिक रूप से व्यवहार्य भी है।

इसलिए, हम पानी को शुद्ध करने के लिए ब्लीचिंग पाउडर, जिसे "क्लोरिनीकरण" भी कहा जाता है, से उपचारित करने की प्रक्रिया की जांच करते हैं।

लिखित -

अतीत में दुनिया के विभिन्न हिस्सों में पानी को कैसे साफ किया गया, इसका सिद्धांत।

1854 में एक हैजा की महामारी पानी के माध्यम से फैली हुई पाई गई थी। जिन स्थानों पर सैंड फिल्टर स्थापित किए गए थे, वहां प्रकोप कम गंभीर दिखाई दिया। जॉन स्नो, एक ब्रिटिश वैज्ञानिक, ने पता लगाया कि जल पंपों पर सीवेज के पानी का संदूषण प्रकोप का प्राथमिक कारण था। उन्होंने पानी को साफ करने के लिए उसमें क्लोरीन मिलाकर उसे कीटाणुरहित कर दिया। पंप के पानी में सामान्य स्वाद और गंध होने के बाद यह निष्कर्ष निकाला गया था कि अच्छा स्वाद और गंध अकेले सुरक्षित पेयजल की गारंटी नहीं देते हैं। इस खोज के कारण, सरकारों ने अपने नगरपालिका जल आपूर्ति में क्लोरीनीकरण और रेत फिल्टर स्थापित करना शुरू कर दिया, जिसके परिणामस्वरूप सार्वजनिक जल का पहला सरकारी विनियमन हुआ।

आम जनता के स्वास्थ्य की सुरक्षा के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1890 के दशक में पर्याप्त रेत फिल्टर का निर्माण शुरू किया। ये सफल साबित हुए। धीमी बालू निस्यंदन के स्थान पर अब तीव्र बालू निस्यंदन का उपयोग किया जाने लगा। तेज जेट भाप से फिल्टर की सफाई कर उसकी क्षमता बढ़ाई गई। डॉ. फुलर ने तब पाया कि जमावट और अवसादन तकनीकों ने इसकी प्रभावशीलता में सुधार के लिए तेजी से रेत निस्पंदन किया। इस बीच, हैजा और टाइफाइड जैसी जल जनित बीमारियों में कमी आई क्योंकि पानी का क्लोरीनीकरण दुनिया भर में फैल गया।

हालांकि, क्लोरीनेशन की जीत ज्यादा देर तक नहीं टिकी। अंततः इस घटक के अवांछनीय प्रभावों की खोज की गई। चूंकि क्लोरीन पानी की तुलना में बहुत अधिक तेज़ी से वाष्पीकृत होता है, यह श्वसन रोग की वृद्धि और विकास से जुड़ा हुआ था। पानी के विशेषज्ञ पानी को कीटाणुरहित करने के नए तरीके खोजने लगे। 1902 में बेल्जियम की पेयजल आपूर्ति में, फेरिक क्लोराइड और कैल्शियम हाइपोक्लोराइट को मिला दिया गया, जिससे जमावट और कीटाणुशोधन हो गया।

बीसवीं शताब्दी की सबसे बड़ी उपलब्धियों में से एक पानी का सुरक्षित वितरण और उपचार था। शहरों में नियमित रूप से पीने के पानी के उपचार के लिए क्लोरीन का उपयोग करने से पहले संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रतिवर्ष हैजा, टाइफाइड बुखार, पेचिश और हेपेटाइटिस ए से हजारों लोगों की मृत्यु हो जाती थी (संयुक्त राज्य अमेरिका में शिकागो और जर्सी सिटी ऐसा करने वाले पहले देश थे) 1908)।

संयुक्त राज्य अमेरिका और अन्य विकसित देशों में, पीने के पानी के क्लोरीनीकरण और निस्पंदन ने इन बीमारियों के प्रसार को काफी हद तक कम कर दिया है। स्वच्छ, सुरक्षित पेयजल प्राप्त करने के लिए, एक बहु-बाधा रणनीति जिसमें शामिल हैं: उपभोक्ताओं के नलों में उपचारित पानी के सुरक्षित वितरण की सुरक्षा करना, कच्चे पानी का उचित उपचार करना और स्रोत के पानी को संदूषण से बचाना। उपचार प्रक्रिया के दौरान पीने के पानी में मौलिक क्लोरीन (क्लोरीन गैस), सोडियम हाइपोक्लोराइट घोल या सूखे कैल्शियम हाइपोक्लोराइट के रूप में क्लोरीन मिलाया जाता है।

इनमें से प्रत्येक पानी में डालने पर "मुफ्त क्लोरीन" बनता है

समेत

कई अप्रिय स्वाद और गंध कम कर देता है;

स्लाइम बैक्टीरिया, मोल्ड और शैवाल को खत्म करता है जो आमतौर पर स्टोरेज टैंक, पानी की मुख्य दीवारों और पानी की आपूर्ति जलाशयों में उगते हैं;

रासायनिक यौगिकों को हटाता है जो कीटाणुशोधन में बाधा डालते हैं और खराब स्वाद रखते हैं; और कच्चे पानी से मैंगनीज और आयरन को हटाने में सहायता करता है।

महत्वपूर्ण रूप से, केवल क्लोरीन-आधारित रसायन "अवशिष्ट कीटाणुनाशक" स्तर प्रदान करते हैं जो पूरे वितरण प्रणाली में उपचारित पानी को सुरक्षित रखने में मदद करते हैं और माइक्रोबियल रेग्रोथ को रोकते हैं।

विरंजक चूर्ण ने एक सदी से भी अधिक समय से पीने के पानी की आपूर्ति की सुरक्षा में महत्वपूर्ण सुधार किया है। अपने पीने के पानी को कीटाणुरहित करके, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि यह उन सूक्ष्मजीवों से मुक्त है जो हैजा और टाइफाइड बुखार जैसी बीमारियों को पैदा करने में सक्षम हैं, जो घातक हो सकते हैं। ब्लीचिंग पाउडर कीटाणुनाशक बना हुआ है जिसका उपयोग पीने के पानी में सबसे अधिक बार किया जाता है और जिसके लिए हमारे पास सबसे अधिक वैज्ञानिक आंकड़े हैं। पीने के पानी के उपचार की प्रक्रिया के हिस्से के रूप में ब्लीचिंग पाउडर मिलाया जाता है। हालांकि, विरंजक चूर्ण पानी में स्वाभाविक रूप से पाए जाने वाले सड़ते हुए पत्तों और अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ भी प्रतिक्रिया करता है। कीटाणुशोधन उपोत्पाद इस रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित रसायनों का एक समूह है।

वर्तमान वैज्ञानिक आंकड़ों के अनुसार, हमारे पीने के पानी (बीमारी कम) के ब्लीचिंग के लाभ टीएचएम और अन्य उप-उत्पादों से होने वाले किसी भी स्वास्थ्य जोखिम से अधिक हैं। अन्य कीटाणुनाशकों की उपलब्धता के बावजूद, जल उपचार के विशेषज्ञ ब्लीचिंग पाउडर का उपयोग करना जारी रखते हैं। वर्तमान जल निस्पंदन तकनीकों के संयोजन में उपयोग किए जाने पर क्लोरीन लगभग सभी सूक्ष्मजीवों के खिलाफ प्रभावी है। प्रभावशीलता का यह स्तर यह सुनिश्चित करता है कि उपचार सुविधा को छोड़ने के बाद सूक्ष्मजीव पानी को पुन: दूषित नहीं कर सकते क्योंकि ब्लीचिंग पाउडर को लागू करना आसान है और पानी में थोड़ी मात्रा में रसायन रहता है क्योंकि यह उपचार संयंत्र से उपभोक्ता के नल तक वितरण प्रणाली के माध्यम से यात्रा करता है।

ब्लीचिंग पाउडर क्या है और कैसे बनता है?

कैल्शियम हाइपोक्लोराइट, जिसे ब्लीच के रूप में भी जाना जाता है, Ca (ClO) 2 सूत्र के साथ एक रासायनिक यौगिक है। इसे अक्सर ब्लीचिंग एजेंट के रूप में और पानी के उपचार के लिए उपयोग किया जाता है। सोडियम हाइपोक्लोराइट (तरल ब्लीच) की तुलना में, इस रसायन को अपेक्षाकृत स्थिर माना जाता है और इसमें अधिक क्लोरीन उपलब्ध होता है।

इसे कैल्शियम प्रक्रिया या सोडियम प्रक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है। कैल्शियम प्रक्रिया

2 Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2 H2O सोडियम प्रक्रिया

2 Ca(OH)2 + 3 Cl2 + 2 NaOH Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2 H2O + 2 NaCl

लेकिन इस रसायन का इस्तेमाल पानी को कीटाणुरहित करने के लिए कैसे किया जा सकता है?

इस रसायन का उपयोग शुद्ध करने के लिए प्रत्येक आधा गैलन पानी में ब्लीच की 5 बूंदों का उपयोग करके पानी को स्टरलाइज़ करने के लिए किया जा सकता है और इसे पीने के लिए सुरक्षित बनाने के लिए आधे घंटे तक बिना रुके बैठने दिया जाता है। इसे कई घंटों तक बैठने देना क्लोरीन के स्वाद को कम करने में मदद करेगा, क्योंकि क्लोरीन धीरे-धीरे वाष्पित हो जाएगा। शुद्धिकरण के लिए घरेलू ब्लीच का उपयोग करते समय एक अलग संदर्भ सलाह देता है; प्रति क्वार्ट पानी में ब्लीच की एक बूंद डालें जो स्पष्ट रूप से साफ है या तीन बूंद प्रति क्वार्ट पानी में जहां पानी स्पष्ट रूप से स्पष्ट नहीं है। फिर पानी को आधे घंटे के लिए ऐसे ही रहने दें।

पानी को कीटाणुरहित और शुद्ध करने में शामिल वास्तविक प्रक्रियाएँ क्या हैं?

निम्नलिखित प्रक्रियाओं के संयोजन का उपयोग दुनिया भर में नगर निगम के पेयजल उपचार के लिए किया जाता है:

प्री-क्लोरीनेशन - शैवाल नियंत्रण और किसी भी जैविक विकास को रोकने के लिए

वातन - भंग लोहे और मैंगनीज को हटाने के लिए प्री-क्लोरीनेशन के साथ

जमावट - फ्लोकुलेशन के लिए

कौयगुलांट एड्स को पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में भी जाना जाता है - जमावट में सुधार करने और मोटे फ्लोक गठन के लिए

अवसादन - ठोस पदार्थों को अलग करने के लिए, यानी फ्लोक में फंसे निलंबित ठोस पदार्थों को हटाना

फिल्ट्रेशन - कैरी-ओवर फ्लॉक को हटाने के लिए

कीटाणुशोधन - बैक्टीरिया को मारने के लिए

इन प्रक्रियाओं में से ब्लीचिंग पाउडर की भूमिका केवल अंतिम चरण यानी पानी के कीटाणुशोधन के लिए है।

प्रयोग

उद्देश्य:

पानी के विभिन्न नमूनों के विसंक्रमण या विसंक्रमण के लिए आवश्यक विरंजक चूर्ण की मात्रा निर्धारित करना।

आवश्यकताएं:

ब्यूरेट, अनुमापन फ्लास्क, 100 मि.ली. अंशांकित सिलिंडर, 250 मि.ली. मापने वाला फ्लास्क, वज़न बॉक्स, ग्लेज्ड टाइल, ग्लास वूल।

ब्लीचिंग पाउडर, ग्लास वूल, 0.1 N Na2S2O3 घोल, 10% KI घोल, पानी के विभिन्न नमूने और स्टार्च घोल।

पूर्व आवश्यक ज्ञान:

1. विरंजक चूर्ण के दिए गए नमूने के ज्ञात द्रव्यमान को जल में घोला जाता है

ज्ञात एकाग्रता का समाधान तैयार करें। इस घोल में घुली हुई क्लोरीन होती है,

पानी के साथ ब्लीचिंग पाउडर की क्रिया से मुक्त।

CaOCl2+H20 I >> Ca(OH)2+Cl2

2. उपरोक्त घोल में मौजूद क्लोरीन की मात्रा का उपचार करके निर्धारित किया जाता है

10% पोटेशियम आयोडाइड घोल की अधिकता के साथ उपरोक्त घोल की ज्ञात मात्रा,

जब बराबर मात्रा में आयोडीन मुक्त होता है। आयोडीन, इस प्रकार मुक्त तब होता है

सोडियम थायोसल्फेट के एक मानक विलयन के साथ इसका अनुमापन करके अनुमान लगाया जाता है

एक संकेतक के रूप में स्टार्च समाधान।

Cl2+2KI i > 2KCl+I2 I2+2Na2S2O3 i > Na2S4O6+2NaI

पानी के दिए गए नमूनों में से किसी एक के ज्ञात आयतन को विरंजक चूर्ण विलयन के ज्ञात आयतन से उपचारित किया जाता है। अतिरिक्त पोटेशियम आयोडाइड घोल मिलाकर अवशिष्ट क्लोरीन की मात्रा निर्धारित की जाती है और फिर इसे मानक सोडियम थायोसल्फेट घोल के विरुद्ध अनुमापन किया जाता है।

2 और 3 की रीडिंग से, पानी के दिए गए नमूने की दी गई मात्रा के कीटाणुशोधन के लिए आवश्यक क्लोरीन की मात्रा और इसलिए ब्लीचिंग पाउडर की गणना की जा सकती है।

प्रक्रिया:

विरंजक चूर्ण का घोल तैयार करना। विरंजक चूर्ण के दिए गए नमूने का 2.5 ग्राम सही-सही तोलें और इसे 250 मि.ली. के शंक्वाकार फ्लास्क में डालें। आसुत जल के लगभग 100-150 मिलीलीटर जोड़ें। फ्लास्क का डाट लगाकर जोर से हिलाएं। इस प्रकार प्राप्त निलंबन को कांच के ऊन के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है और मात्रा 250 मिलीलीटर बनाने के लिए फ़िल्टर को पानी (मापने वाले फ्लास्क में) से पतला कर दिया जाता है। प्राप्त समाधान 1% ब्लीचिंग पाउडर समाधान है।

स्टापर्ड शंक्वाकार फ्लास्क में 20 मिली ब्लीचिंग पाउडर घोल लें और इसे 10% केआई घोल के 20 मिली घोल में मिला दें। फ्लास्क का डाट लगाकर जोर से हिलाएं। ब्यूरेट में लिए गए 0.1N Na2S2O3 विलयन के विरुद्ध इस विलयन का अनुमापन करें। जब शंक्वाकार फ्लास्क में घोल का रंग हल्का पीला हो जाए तो उसमें लगभग 2 मिली स्टार्च का घोल डालें। विलयन अब नीले रंग का हो जाता है। अनुमापन तब तक जारी रखें जब तक कि नीला रंग गायब न हो जाए। तीन सुसंगत पाठ्यांकों का एक सेट प्राप्त करने के लिए अनुमापन को दोहराएं।

250 मिली स्टॉपर्ड शंक्वाकार फ्लास्क में 100 मिली पानी का नमूना लें और इसे 10 मिली ब्लीचिंग पाउडर के घोल में मिलाएं। फिर 20 मिली KI घोल डालें और फ्लास्क को बंद कर दें। चरण 2 में वर्णित एक संकेतक के रूप में स्टार्च समाधान का उपयोग करके 0.1N Na2S2O3 समाधान के खिलाफ जोर से हिलाएं और टाइट्रेट करें।

By Chanchal Sailani | January 21, 2023, | Editor at Gurugrah_Blogs.