जलशुद्धीकरणात ॲल्युमिनियम सल्फेटचा वापर कसा केला जातो?

महानगरपालिकांचे पाणी पुरवठादार पाणी वितरणासाठी तयार करण्याकरिता वापरत असलेल्या अनेक टप्प्यांपैकी पहिला टप्पा म्हणजे, पाणी शक्य तितके स्वच्छ आणि कणरहित बनवणे. हे साध्य करण्यासाठी, पाण्यावर ॲल्युमिनियम सल्फेटने प्रक्रिया केली जाते, ज्याला सामान्यतः तुरटी (ॲल्युम) म्हणतात आणि जे कण गोळा करणारे (फ्लोक्युलंट) म्हणून काम करते. कच्च्या पाण्यात अनेकदा सूक्ष्म तरंगणारे कण असतात, जे फिल्टरला पकडणे खूप कठीण असते. तुरटीमुळे हे कण एकत्र गोळा होतात, ज्यामुळे ते पाण्यातून खाली बसू शकतात किंवा फिल्टरमध्ये सहजपणे अडकवले जाऊ शकतात.

सामान्यतः, ४८ टक्के फिल्टर अॅल्युम मिसळलेले पाण्याचे मिश्रण, येणाऱ्या कच्च्या पाण्यात १८ ते २४ पार्ट्स पर मिलियन या दराने सोडले जाते. अॅल्युममुळे सूक्ष्म कणांचे गोठण होण्यास मदत होते, ज्यामुळे पाण्याचा रंग आणि गढूळपणाच्या समस्या दूर होण्यास मदत होते. जर या प्रक्रियेला काम करण्यासाठी पुरेसा वेळ दिला गेला आणि ती योग्यरित्या राबवली गेली, तर ती केवळ पाण्यातील समस्याच दूर करत नाही, तर प्रक्रियेत वापरलेले बहुतेक अॅल्युमिनियम काढून टाकण्यासही मदत करते.

ॲल्युमिनियम वापरून पाण्यावर प्रक्रिया करण्याच्या सुरक्षिततेबद्दल अनेकदा चिंता व्यक्त केली गेली असली तरी, पाण्यातील ॲल्युमिनियम, मग ते प्रक्रियेत वापरलेल्या ॲल्युमिनियम सल्फेटमधून असो किंवा इतर स्रोतांमधून, आरोग्यासाठी धोकादायक आहे याचा कोणताही पुरावा नाही.

बहुतांश ॲल्युमिनियम शरीरात नैसर्गिकरित्या अन्नात आढळणाऱ्या ॲल्युमिनियममधून, अन्न पॅकेजिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ॲल्युमिनियममधून आणि डिओडोरंट्स व लसींसारख्या उत्पादनांमधून सेवन केले जाते.

जलशुद्धीकरण प्रकल्पात वापरता येणारे विविध प्रकारचे प्राथमिक स्कंदक (coagulants) आहेत. त्यापैकी सर्वात जुन्या आणि आजही सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्यांपैकी एक म्हणजे ॲल्युमिनियम सल्फेट, ज्याला तुरटी (alum) असेही म्हणतात. तुरटी ८.३% सांद्रतेसह द्रव स्वरूपात किंवा १७% सांद्रतेसह कोरड्या स्वरूपात विकत घेता येते. जेव्हा तुरटी पाण्यात टाकली जाते, तेव्हा तिची पाण्यासोबत अभिक्रिया होते आणि परिणामी धनप्रभारित आयन (positively charged ions) तयार होतात.

स्कंदन/फ्लोक्युलेशन ही पाण्यातील गढूळपणा, रंग आणि काही जीवाणू काढून टाकण्यासाठी वापरली जाणारी प्रक्रिया आहे. फ्लॅश मिक्स चेंबरमध्ये, पाण्यात रसायने टाकली जातात आणि एका मिनिटापेक्षा कमी वेळेसाठी ती तीव्रतेने मिसळली जातात. या स्कंदकांमध्ये प्राथमिक स्कंदक आणि/किंवा स्कंदक सहाय्यकांचा समावेश असतो. त्यानंतर, फ्लोक्युलेशन बेसिनमध्ये, रसायनांना कार्य करण्यासाठी वेळ मिळावा आणि फ्लोक निर्मितीस चालना मिळावी यासाठी पाणी ३० ते ४५ मिनिटे हळुवारपणे ढवळले जाते. त्यानंतर, गाळण बेसिनमध्ये फ्लोक खाली बसतो.

स्कंदन प्रक्रियेमुळे पाण्यातील कलिल आणि निलंबित घन पदार्थ काढून टाकले जातात. या कणांवर ऋण प्रभार असतो, त्यामुळे स्कंदन प्रक्रियेदरम्यान धन प्रभारित स्कंदक रसायने त्यांना निष्प्रभ करतात. त्यानंतर, अवसादन प्रक्रियेदरम्यान, व्हॅन डर वाल्स बलांमुळे हे कण एकत्र खेचले जातात आणि अवसाद तयार होतो. स्कंदन/अवसादन प्रक्रियेवर pH, क्षार, अल्कधर्मीता, गढूळपणा, तापमान, मिश्रण आणि स्कंदक रसायने यांचा परिणाम होतो.

विकसनशील देशांमधील जलशुद्धीकरण प्रकल्पांमध्ये ॲल्युमिनियम सल्फेटचा वापर गाळणकारक म्हणून मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. विकसनशील देशांमध्ये ते सहज उपलब्ध असून, मऊ पांढऱ्या दगडाच्या ठोकळ्यांच्या स्वरूपात विकले जाते आणि त्याला सामान्यतः तुरटी म्हटले जाते. गाळणकारक म्हणून तुरटी वापरण्याचे अनेक मार्ग आहेत, जसे की पाण्यात टाकण्यापूर्वी त्याची पूड करणे, ढवळणे आणि नंतर पाणी काढून टाकणे, किंवा संपूर्ण दगड पाण्यात काही सेकंदांसाठी ढवळून घन पदार्थ खाली बसण्याची वाट पाहणे. तुरटीचे फायदे असे आहेत की ती सहज उपलब्ध आहे, गढूळपणा कमी करते हे सिद्ध झाले आहे आणि ती स्वस्त आहे. तुरटीचा तोटा हा आहे की तिचे आवश्यक प्रमाण अनिश्चितपणे बदलते. प्रयोगशाळेतील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की तुरटी गढूळपणा आणि क्लोरीनची मागणी कमी करण्यासाठी प्रभावी आहे.