રસાયણમુક્ત સોનો–વિદ્યુત સ્કંદન દ્વારા સ્વચ્છ પાણી

વિદ્યુત સ્કંદન (EC) એક વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયા છે, જે વપરાશ દરમિયાન પોતે ઓગળતા ઇલેક્ટ્રોડમાંથી સ્થળ પર જ સ્કંદક રાસાયણિક સ્વરૂપો (દા.ત., Fe(OH)x, Al(OH)x) ઉત્પન્ન કરે છે અને કોલોઇડ, ઇમલ્શન, ધાતુઓ, રંગદ્રવ્યો તથા નવા ઊભરતા દૂષકોને પકડી લે છે. EC સાથે ઉચ્ચ-શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડનું યુગ્મન – “સોનો–વિદ્યુત સ્કંદન” (SEC) – દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણને તીવ્ર બનાવે છે, ઇલેક્ટ્રોડના પેસિવેશનને દબાવે છે અને ઓછા વિશિષ્ટ ઊર્જા નિવેશ સાથે ફ્લોકની રચનાને વેગ આપે છે. Hielscher સોનો–વિદ્યુતરાસાયણિક રિએક્ટર વડે સતત પ્રવાહમાં રસાયણમુક્ત સોનો–વિદ્યુત સ્કંદન ઉપચાર કરી શકાય છે, ત્યારબાદ ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા ફ્લોકનું વિભાજન કરીને સ્વચ્છ પાણી બહાર કાઢી શકાય છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડને વિદ્યુત સ્કંદન સાથે શા માટે જોડવું? – તેની ક્રિયાવિધિનો આધાર

Hielscher સોનો–ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને થતા સોનો–વિદ્યુત સ્કંદનમાં, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ એકસાથે વિદ્યુત સ્કંદનના ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે પણ કાર્ય કરે છે અને ઉચ્ચ-શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડને ધાતુના વિદ્યુતરાસાયણિક દ્રાવણ સાથે સીધું જોડે છે. ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ (સામાન્ય રીતે ~20 kHz) સક્રિય ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીની એકદમ નજીક ધ્વનિક કેવિટેશન ઉત્પન્ન કરે છે. કેવિટેશન પરપોટાનું વારંવાર વધવું અને પ્રચંડ રીતે તૂટી પડવું, જ્યાં વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે તે જ સ્થળે સ્થાનિક સૂક્ષ્મ જેટ, આઘાત તરંગો અને તીવ્ર સૂક્ષ્મ પ્રવાહો ઉત્પન્ન કરે છે.
એક જ સ્થળે થતી આ સોનિકેશન–વિદ્યુતરાસાયણિક આંતરક્રિયા અનેક નિર્ણાયક અસરો પેદા કરે છે:
(i) વિદ્યુતરાસાયણિક વિસરણ સ્તર સતત પાતળું થતું રહે છે, જે દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણને નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે;
(ii) ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પરથી પેસિવેશન કરનારા ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડના પડ સક્રિય રીતે દૂર થાય છે, જે જમા થતી ગંદકી અને વિદ્યુતપ્રવાહમાં થતા ઘટાડાને અટકાવે છે; અને
(iii) ઇલેક્ટ્રોડ–દ્રાવણ આંતરપૃષ્ઠ પર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સતત બદલાતું રહે છે, જે સમાન વિદ્યુતપ્રવાહ ઘનતા અને સ્કંદકનું સ્થિર ઉત્પાદન જાળવે છે.
પરિણામે, Hielscher સોનો–ઇલેક્ટ્રોડ પેસિવેશનને કારણે પ્રક્રિયા બંધ કરવાની જરૂર વિના ખરેખર સતત વિદ્યુત સ્કંદન, સુધારેલી વિદ્યુતપ્રવાહ કાર્યક્ષમતા અને સ્થળ પર જ ધાતુ હાઇડ્રોક્સાઇડના ફ્લોકની વધુ સુસંગત રચના શક્ય બનાવે છે – રાસાયણિક સ્કંદક ઉમેરવાની જરૂર વિના.
વિદ્યુત સ્કંદન માટે, આ અસરો નીચેના પરિણામો આપે છે:

• પેસિવેશનનું નિયંત્રણ: કેવિટેશન અને કર્તન ઇલેક્ટ્રોડ પરના વિદ્યુતરોધક ઓક્સાઇડ અને પોલિમરના પડને તોડી નાખે છે, જેથી સક્રિય ક્ષેત્રફળ અને સ્થિર ઓહ્મીય વોલ્ટેજ પાત જળવાય છે – તેથી “પેસિવેશનમુક્ત” કામગીરી શક્ય બને છે.
• વધુ આંતરપૃષ્ઠીય દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ: પાતળાં થયેલાં સીમા સ્તરો આપેલી વિદ્યુતપ્રવાહ ઘનતાએ ધાતુ ઓગળવાનો અને સ્કંદક બનવાનો દર વધારે છે.
• સુધારેલું સ્કંદન અને પ્લવન: અલ્ટ્રાસોનિક સૂક્ષ્મ પરપોટા અને (વિદ્યુતવિભાજનથી ઉત્પન્ન થતા) H2O2ના વધુ બારીક પરપોટા કેન્દ્રક રચના, સમૂહન અને ઉત્પ્લાવકતા દ્વારા જલવિરાગી સૂક્ષ્મ કણો તથા તેલના વિભાજનને પ્રોત્સાહન આપે છે.
• સાંદ્ર કાદવમાં ગંદકીનો ઓછો જમાવ: હલનચલનથી કાદવવાળા પાણી અને કેટલાક ઔદ્યોગિક અપશિષ્ટ પ્રવાહોમાં સામાન્ય રીતે જોવા મળતા ઊંચી ઘન સામગ્રીવાળા માધ્યમોમાં કેકનો જમાવ ઘટે છે.

વૈજ્ઞાનિક સમીક્ષાઓ આ સોનોરાસાયણિક ફાયદાઓ અને સોનો–વિદ્યુતરાસાયણિક રિએક્ટરમાં તેમના અમલીકરણનું સતત દસ્તાવેજીકરણ કરે છે.

પ્રક્રિયાનો પ્રવાહ: રસાયણમુક્ત સોનો–વિદ્યુતરાસાયણિક ઉપચારની ક્રમિક શ્રેણી

1. જાળી વડે ગાળણ અને સમાનીકરણ: મોટા ઘન પદાર્થો દૂર કરો; પ્રવાહ/ભારની વધઘટને સમતોલ કરો.
2. (વૈકલ્પિક) pH નિર્ધારિત મૂલ્ય: વિદ્યુત સ્કંદન pHની ભિન્નતા સહન કરી શકે છે, પરંતુ pH 6–8 ઘણી વાર ધાતુ હાઇડ્રોક્સાઇડનાં રાસાયણિક સ્વરૂપોના વિતરણ અને પ્રદૂષકોને પકડી લેવાની ક્રિયાને મહત્તમ કરે છે; અત્યંત ઊંચા કે નીચા pHવાળા પ્રવાહોમાં નાનો સુધારો જરૂરી હોઈ શકે છે.
3. ફ્લો સેલમાં સોનો–વિદ્યુત સ્કંદન: ઉચ્ચ-શક્તિના અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડથી સજ્જ Hielscher સોનો–વિદ્યુતરાસાયણિક રિએક્ટરમાંથી અપશિષ્ટ પાણીને પંપ કરો. સતત અલ્ટ્રાસોનિકેશન ઇલેક્ટ્રોડને સક્રિય રાખે છે – પેસિવેશનને કારણે પ્રક્રિયા બંધ કરવી પડતી નથી.
4. પ્રાવસ્થા વિભાજન: આગળના તબક્કામાં આવેલું ક્લેરિફાયર અથવા અવસાદન ટાંકી: ધાતુ હાઇડ્રોક્સાઇડના ફ્લોક અને તેમાં બંધાયેલા દૂષકો તળિયે બેસે છે (અથવા તરે છે) અને તેમને કાદવ તરીકે બહાર કાઢવામાં આવે છે; નિર્મળ કરેલું પાણી નિતારીને અથવા પંપ કરીને સ્વચ્છ પાણીની ટાંકીમાં મોકલવામાં આવે છે. સેલ પછી ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા અવસાદન/પ્લવન સામાન્ય રીતે.
5. અંતિમ શુદ્ધીકરણ (જરૂર મુજબ): બાકી રહેલી ધૂંધળાશ/કાર્બનિક પદાર્થો માટે રેતી/UF ફિલ્ટર અથવા સક્રિય કાર્બન; વૈકલ્પિક જંતુનાશન.

 

આ વિડિયો ઇલેક્ટ્રોડ પર સીધી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાનો વિદ્યુતપ્રવાહ પર થતો સકારાત્મક પ્રભાવ દર્શાવે છે. તેમાં વિદ્યુતરસાયણ માટેના અપગ્રેડ અને ટાઇટેનિયમ ઇલેક્ટ્રોડ/સોનોટ્રોડ સાથેના Hielscher UP100H (100 વોટ, 30kHz) અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરનો ઉપયોગ થાય છે. મંદ સલ્ફ્યુરિક અમ્લના વિદ્યુતવિભાજનથી હાઇડ્રોજન વાયુ અને ઑક્સિજન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પરના પ્રસરણ સ્તરની જાડાઈ ઘટાડે છે અને વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ સુધારે છે.

 

સોનો–ઇલેક્ટ્રોડ અને રિએક્ટર: Hielscher સોનો–વિદ્યુતરાસાયણિક ફ્લો સેલ

Hielscher ઉચ્ચ શક્તિવાળા પ્રોબ-પ્રકારના ટ્રાન્સડ્યુસરો અને ઇનલાઇન પ્રવાહ રિએક્ટરો પ્રદાન કરે છે, જે અલ્ટ્રાસાઉન્ડને વિદ્યુતરાસાયણિક કોષો સાથે સંકલિત કરે છે. પ્રોબને ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે ગોઠવી શકાય છે અથવા સમર્પિત EC ઇલેક્ટ્રોડ સાથે જોડી શકાય છે, જેથી ઔદ્યોગિક પ્રવાહ દરે મજબૂત અને સતત સંચાલન શક્ય બને છે. મોડ્યુલર પ્રવાહ કોષો સમાંતર એકમોની સંખ્યા વધારીને તથા નિવાસ સમય, અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તાર અને વિદ્યુતપ્રવાહ ઘનતાને સમાયોજિત કરીને ક્ષમતા વધારવાનું સરળ બનાવે છે.

Hielscher સોનો-ઇલેક્ટ્રો-પ્રોબનો વિવિધ ઉપયોગોમાં સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ થાય છે, જેમાં નીચેના ઉપયોગોનો સમાવેશ થાય છે: 

• ઔદ્યોગિક ગંદા પાણીનું શુદ્ધીકરણ
• સ્વિમિંગ પૂલના પાણીનું શુદ્ધીકરણ
• સિંચાઈ માટે ગંદા પાણીનું શુદ્ધીકરણ
• મત્સ્યપાલન (જળકૃષિ)
• ભૂગર્ભજળનું પુનર્ભરણ 

વિવિધ માધ્યમોમાં કાર્યક્ષમતાના પુરાવા

• કતલખાનાનું/ગટરનું/કાર્બનિક પદાર્થોથી સમૃદ્ધ ગંદું પાણી: માત્ર ECની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત ECથી COD અને રંગ દૂર કરવાનું પ્રમાણ વધ્યું છે; પ્લવનની સહક્રિયા કતલખાનામાંથી નીકળતા પ્રવાહોમાંથી ચરબી દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને સુધારે છે.
• રંજક/કાપડ ઉદ્યોગના અપશિષ્ટ પ્રવાહો: માત્ર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અથવા માત્ર ECની સરખામણીમાં SECમાં સતત વધુ વિરંજન અને CODમાં વધુ ઘટાડો નોંધાય છે, જે સુધરેલા સૂક્ષ્મમિશ્રણ અને મુક્તમૂલક-સહાયિત પ્રક્રિયા માર્ગોને દર્શાવે છે.
• ભારે ધાતુઓ ધરાવતા અને કમ્પોસ્ટમાંથી ઝરતા દ્રવો: સોનિકેશન ધાતુઓ દૂર કરવાની પ્રક્રિયાની ગતિ અને એકંદર કાર્યક્ષમતા વધારે છે; ઝિયોલાઇટ સાથેનું સંયુક્ત SEC એમોનિયમ અને રંગ દૂર કરવા માટેની અંતિમ શુદ્ધીકરણ પ્રક્રિયાને વધુ સુધારે છે.

ઇલેક્ટ્રોડનું નિષ્ક્રિયકરણ – અલ્ટ્રાસાઉન્ડ હેઠળ તે શા માટે દૂર થાય છે

નિષ્ક્રિય સ્તરો (દા.ત., FeOOH/Al2O3, પોલિમરી પડો, તેલ) વિદ્યુતપ્રવાહના વિતરણમાં અવરોધ ઊભો કરે છે અને સમય જતાં કોષનું વોલ્ટેજ વધારે છે. સોનો-ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન (SEC)માં, કેવિટેશનના સૂક્ષ્મ જેટ પડોને તેમની મૂળ જગ્યાએ જ ભૌતિક ઘર્ષણથી દૂર કરે છે; ધ્વનિક પ્રવહન ઇલેક્ટ્રોડની નજીકના દ્રાવણને સતત નવેસરથી પૂરું પાડે છે, જેથી નિષ્ક્રિયકરણની શરૂઆત કરાવતા સ્થાનિક ક્ષારીકરણ/અવક્ષેપનના વિસ્તારો બનતા અટકે છે. SEC અને સંયુક્ત સોનોવિદ્યુતરાસાયણશાસ્ત્રની સમીક્ષાઓ સતત કાર્યક્ષમતા જાળવવા માટે નિષ્ક્રિયકરણને વિક્ષેપિત કરવાને સ્પષ્ટપણે એક મુખ્ય કાર્યપદ્ધતિ તરીકે ઓળખાવે છે.

Hielscher સોનો-વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રવાહ કોષ રિએક્ટરો

Hielscher ની ઉત્પાદન શ્રેણીમાં સોનો-ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન માટે યોગ્ય ઉચ્ચ શક્તિવાળા પ્રોબ સોનિકેટરો, સોનો-ઇલેક્ટ્રોડ અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રવાહ-મારફત રિએક્ટરોનો સમાવેશ થાય છે. ગોઠવણોમાં ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે કાર્ય કરતા પ્રોબ અથવા સમર્પિત EC ઇલેક્ટ્રોડ સાથેનું સંકલન સામેલ છે, જે ઇનલાઇન, સતત સંચાલન માટે રચાયેલાં છે. હાર્ડવેરની આ પસંદગી રસાયણમુક્ત અભિગમને સીધો ટેકો આપે છે – બહારથી કોએગ્યુલન્ટનો ડોઝ ઉમેરવો પડતો નથી – અને સાથે જ નિષ્ક્રિયકરણમુક્ત સંચાલન માટે જરૂરી જલગતિક અને ધ્વનિક ક્ષેત્રો પૂરા પાડે છે.

કાદવયુક્ત પાણી, ગટરનું પાણી, ભૂગર્ભજળ અને ઔદ્યોગિક અપશિષ્ટ પ્રવાહો માટે અમલીકરણ અંગેની નોંધો

• ઘન પદાર્થોનું ઊંચું પ્રમાણ ધરાવતું કાદવયુક્ત પાણી: વધુ પહોળી પ્રવાહ નળીઓ અને જોરદાર હલનચલનનો ઉપયોગ કરો; અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઘન પદાર્થોને નિલંબિત રાખવામાં અને ઇલેક્ટ્રોડને સ્વચ્છ રાખવામાં મદદ કરે છે, જેથી સતત સંચાલન શક્ય બને છે.
• ગટરનું/નગરપાલિકાનું ગંદું પાણી: SEC ડહોળાશ, TSS, તેલ/ચરબી અને રંગ દૂર કરવા માટે અસરકારક છે; અગાઉના તબક્કે રેતી અને કાંકરી જેવા કણો દૂર કરવાથી જળપ્રવાહ તંત્રનું રક્ષણ થાય છે. અંતિમ શુદ્ધીકરણ માટેનું ગાળણ વિસર્જન અથવા પુનઃઉપયોગ માટે તૈયાર પાણી આપે છે.
• ભૂગર્ભજળ (ધાતુઓ, આર્સેનિક, કલિલો): SEC બહુસંયોજક ધાતુઓ અને ઉપધાતુઓને પકડવામાં ઉત્કૃષ્ટ કાર્ય કરે છે; અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ન્યૂનતમ ક્ષારપડ જમાવ સાથે લાંબા ગાળાના સંચાલનને સ્થિર રાખે છે.
• ઔદ્યોગિક (રંજકો, ખાદ્ય/પીણાં, પેટ્રોરાસાયણિક): SEC ઇમલ્શન અને દૂર કરવામાં મુશ્કેલ રંગની સમસ્યાનું નિરાકરણ કરે છે; Hielscher પ્રવાહ કોષોમાં સમાંતર રિએક્ટરોની સંખ્યા વધારવાથી બદલાતા ભાર હેઠળ ક્ષમતા વધારવાનું સરળ બને છે.

ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને પરામર્શ – જર્મનીમાં નિર્મિત ગુણવત્તા

Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો તેમની સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા અને ડિઝાઇન ધોરણો માટે જાણીતા છે. મજબૂતાઈ અને સરળ સંચાલનને કારણે અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોને ઔદ્યોગિક સુવિધાઓમાં સરળતાથી સંકલિત કરી શકાય છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો કઠોર પરિસ્થિતિઓ અને પડકારજનક વાતાવરણનો સરળતાથી સામનો કરે છે.

Hielscher Ultrasonics એક ISO પ્રમાણિત કંપની છે અને અત્યાધુનિક ટેક્નોલોજી તથા વપરાશકર્તા માટેની સરળતા ધરાવતા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટરો પર વિશેષ ભાર મૂકે છે. નિઃશંકપણે, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો CEને અનુરૂપ છે અને UL, CSA અને RoHsની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.