पाण्याची क्लोरीनची मागणी काढणे (Removal of water chlorine demand)

पाण्याची क्लोरीनची मागणी काढण्याकरिता पुढील कार्यपद्धती अवलंबिली जाते.  (१) पाण्याच्या नमुन्याचे सारखे भाग घेऊन प्रत्येकामध्ये वाढत्या प्रमाणात क्लोरीनचा द्रव मिसळतात. (२) विशिष्ट संपर्ककाल (सहसा ३० मिनिटे) झाल्यावर प्रत्येक नमुन्यामध्ये उरलेल्या क्लोरीनची मात्रा काढतात. (३) आधी मिसळलेल्या क्लोरीनची मात्रा आणि अर्ध्या तासानंतरची क्लोरीनची मात्रा यांमधील फरक म्हणजे क्लोरीनची मागणी. ही मागणी पूर्ण झाल्यावर क्लोरीन जंतुनाशक म्हणून काम करू शकतो.

क्लोरीन व त्याची संयुगे : सर्वसाधारण दाब व तापमान असताना क्लोरीन वायुरूपात असतो, पण त्यावरील दाब वाढवला तर तो द्रव किंवा घनरूपात बदलता येतो, तसेच इतर पदार्थांबरोबर प्रक्रिया घडवून आणून त्याची इतर संयुगे बनवता येतात.  उदा., विरंजक चूर्ण CaO.2CaOCl₂.3H₂O वायुरूप क्लोरीन व चुना ह्यांचे संयुग म्हणजे विरंजक चूर्ण.  ताज्या विरंजक चूर्णामध्ये क्लोरीनचे प्रमाण ३७%  असते.

कॅल्शियम हायपोक्लोराईट (Ca(OCl)₂.4H₂O) : चुना व सोडियम हायड्रॉक्साईड ह्यांच्या द्रवरूप मिश्रणाची क्लोरीनबरोबर प्रक्रिया करून हा पदार्थ तयार केला जातो.  त्यामध्ये ७०%  क्लोरीन उपलब्ध असतो.

सोडियम हायपोक्लोराईट (NaOCl) : हा द्रव पदार्थ वायुरूप क्लोरीन आणि द्रवरूप सोडियम हायड्रॉक्साईड ह्यांच्या प्रक्रियेतून तयार करतात.  तसेच मिठाच्या द्रावणाचे विद्युत् अपघटन (इलेक्ट्रॉलिसिस, electrolysis) करून सुद्धा तो तयार करता येतो.  त्यामध्ये उपलब्ध क्लोरीनचे प्रमाण ३% ते १५% एवढे असते.

क्लोरीन डाय-ऑक्साइड (ClO₂) : गंधकाम्ल आणि पोटॅशियम क्लोरेट किंवा हायड्रोक्लोरिक आम्ल आणि सोडियम क्लोरेट ह्यांच्या संयोगातून हा वायू निर्माण केला जातो.  उपलब्ध क्लोरीनच्या मालिकेत हा वायू बसत नसला तरी त्याची ऑक्सिडीकरणाची शक्ती 263% उपलब्ध क्लोरीनइतकी आहे. पाण्यातील फेनॉल्स आणि रंग, चव व वास उत्पन्न करणाऱ्या पदार्थांना काढण्यास ह्याचा उपयोग होतो. हा वायू अमोनियाबरोबर संयोग पावत नाही तसेच क्लोरीनप्रमाणे ह्यूमिक/फुल्विक आम्लाबरोबर Trihalomethanes उत्पन्न करीत नाही.

क्लोरीनेटर्सचे प्रकार व इतर उपकरणे : क्लोरीनचे द्रावण करून ते पाण्यात मिसळले असता क्लोरीनचा परिणाम सर्वाधिक होतो.  म्हणून क्लोरिनेटर्सचे कार्य पुढील तत्त्वांवर आधारले जाते. १) योग्य त्या शक्तीचा क्लोरीनचा द्राव उत्पन्न करणे आणि २) तो योग्य प्रमाणात पाण्यात मिसळणे.

विरंजक चूर्ण द्रावण क्लोरिनेटर – जलवाहिन्यामधून दाबाखाली वाहणाऱ्या पाण्यासाठी आणि कालव्यामधून वाहणाऱ्या पाण्यासाठी वापरणाऱ्या क्लोरिनेटर्सची रचना भिन्न असते. त्यांची क्षमता दररोज ३०० ते २,००० घनमीटर पाण्याला क्लोरीन पुरविण्याची असते. ह्यापेक्षा जास्त पाण्यासाठी वायुरूप क्लोरीन वापरला जातो, त्याची यंत्रणा पुढील तीन प्रकारची असते.

• ग्रॅव्हिटी फीड क्लोरिनेटर (Gravity feed chlorinator) : ह्यांचा उपयोग सहसा शुद्धीकरण केंद्रांमध्ये केला जातो. त्यांना चालविण्यासाठी क्लोरीन सिलिंडरमध्ये असलेल्या वायूवरचा दाब पुरेसा असतो.
• प्रेशर फीड क्लोरिनेटर  (Pressure feed chlorinator) : ह्या क्लोरीनेटरमध्ये क्लोरीन वायू पाण्यात विरघळेपर्यंत त्याच्यावरील दाब वातावरणाच्या दाबापेक्षा अधिक असतो, कारण क्लोरीनयुक्त पाणी दाबाखाली असलेल्या पाईपमध्ये सोडावयाचे असते. अशा परिस्थितीमध्ये वायुगळती झाल्यास क्लोरीन वायू बाहेर पडतो, ही स्थिती धोकादायक असल्यामुळे हे क्लोरीनेटर्स सहसा वापरले जात नाहीत.
• व्हॅक्युम फीड क्लोरिनेटर  (Vacuum feed chlorinator) : ह्या क्लोरीनेटर्समध्ये क्लोरीन वायू पाण्यात विरघळेपर्यंत वातावरणाच्या दाबापेक्षा कमी दाबात असल्यामुळे गळती झाल्यास क्लोरीनवायू हवेत येण्याऐवजी हवा क्लोरीनेटरमध्ये शिरते आणि वायुगळतीचा धोका टळतो.

वरील तिन्ही प्रकारच्या क्लोरिनेटर्सना पोलादाच्या सिलेंडर्स अथवा टन कंटेनर्समधून क्लोरीन पुरवला जातो.  हा द्रवरूपात असून त्याच्यावरचा दाब पाण्यामध्ये मिसळण्यापूर्वी टप्प्याटप्प्याने कमी करणारी यंत्रणा वापरावी लागते.  सिलेंडर्समधून दर ताशी जास्तीत जास्त ९०० ग्रॅम आणि टनर्समधून ६.५ ते ७.५ किलोग्रॅम क्लोरीन घेता येतो.  सर्वसाधारण क्लोरिनेटर वायुरूप क्लोरीन हाताळण्यासाठी बनवलेले असतात.  त्यामुळे वरील मर्यादेपेक्षा अधिक क्लोरीन घेण्याचा प्रयत्न केला तर द्रवरूप क्लोरीन यंत्रणेमध्ये येतो आणि क्लोरिनीकरणाची क्रिया बंद पडते.  परंतु तरीही अधिक क्लोरीन हवा असेल तर एका पाईपला २, ३ किंवा जास्तीत जास्त ४ सिलेंडर्स (किंवा टनर्स) जोडतात.  ह्या सर्व सिलेंडर्समध्ये सारखे तापमान आणि दाब असणे आवश्यक असते.  ह्यापेक्षाही अधिक क्लोरीन पाहिजे असल्यास क्लोरीन इव्हॅपोरेटर्स (Chlorine evaporators) वापरतात.

क्लोरीन इव्हॅपोरेटर्स (Chlorine evaporators) – दर ताशी ३७.५ कि.ग्रॅ. पर्यंत क्लोरीन पाहिजे असेल तर ह्यांचा उपयोग करतात.  द्रवरूप क्लोरीन प्रथम एका बंद टाकीत घेतला जातो.  ही टाकी विशिष्ट तापमानाच्या गरम पाण्यात बुडवलेली असते आणि तिच्यामधून बाहेर येणाऱ्या क्लोरीन वायूच्या प्रवाहाच्या नियंत्रणासाठी एक नियंत्रक व्हॉल्व्ह (regulating valve) बसवलेला असतो.  त्यामुळे द्रवरूप क्लोरीन पाईपमध्ये येणार नाही ह्याची खबरदारी घेतली जाते.

क्लोरीन सिलेंडरवर बसवलेला दाब नियंत्रक (cylinder mounted pressure regulator) – ज्या जलवाहिन्यांमध्ये पाण्याचा दाब १ किग्रॅ./चौ.सेंमी. पेक्षा कमी असेल तेथे हा नियंत्रक बसवता येतो, त्याच्याच जोडीला क्लोरीन वायूचा प्रवाहमापकही बसवतात.  त्याची क्षमता ताशी १०० ग्रॅमपासून ७५ किग्रॅ. पर्यंत क्लोरीन पुरवठा करण्याची असते.  ताशी १० किग्रॅ. पर्यंत क्षमता असणारे दाब नियंत्रक सिलेंडरवरच बसवतात.  त्याहून अधिक क्षमतेचे नियंत्रक सिलेंडरजवळच्या भिंतीवर बसवले जातात.

क्लोरीन सिलेंडर आणि टन कंटेनर्स – द्रवरूप क्लोरीन पोलादाच्या सिलेंडर आणि टन कंटेनरमध्ये साठवतात.  त्यातील ८०% जागा द्रवरूप क्लोरीनने आणि २०% जागा वायुरूप क्लोरीनने व्यापलेली असते. ३२, ४५ व ६८ किग्रॅ. क्लोरीन असलेले सिलेंडर्स नेहमी उभे ठेवतात आणि ९०८ किग्रॅ. क्लोरीन असलेले नेहमी आडवे ठेवतात.  सिलेंडर्स १२५ ते २५० मिमी व्यासाचे आणि ४६० ते १,९८० मिमी उंचीचे असतात, तर टन कंटेनर्स ७१० ते ७६० मिमी. व्यासाचे आणि २,१०० मिमी. लांबीचे असतात. सिलेंडर्स व कंटेनर्स वजनाच्या काट्यांवर ठेवलेले असतात, त्यामुळे दररोज किती क्लोरीन वापरला गेला हे कळते.  कंटेनर्स उचलण्यासाठी यारी (crane) आणि विशिष्ट आकाराची पकड (Lifting beam) वापरतात.

विद्युत् विघटन पद्धतीवर चालणारा क्लोरिनेटर ( Electrolytic chlorinator) – मिठाच्या द्रावणामधून एक दिशा विद्युत् प्रवाह सोडल्यास ह्या द्रावणाचे विघटन होऊन क्लोरीन व हायड्रोजन हे वायू उत्पन्न होतात.  क्लोरीन पाण्यात विरघळून सोडियम हायपोक्लोराईटचे द्रावण उत्पन्न होते.  ते जंतुनाशक म्हणून वापरतात.  कोष्टक क्र.   मध्ये दर दिवशी १०० किग्रॅ. ते १२,००० किग्रॅ. क्लोरीन देऊ शकणाऱ्या क्लोरीनेटर्सना लागणारे मीठ आणि वीज ह्यांच्या अंदाजे परिमाणाची कल्पना दिली आहे.

कोष्टक.  क्लोरीन उत्पादनक्षमतेनुसार लागणारे मीठ आणि वीज

समीक्षक : सुहासिनी माढेकर