कठोर विश्लेषण丨जल उपचार झिल्ली प्रौद्योगिकियाँ (UF, NF, RO): पेशेवरों और विपक्षों में गहन गोता

नैनोफिल्ट्रेशन (NF) झिल्लीः

• नैनोस्केल (0.001 माइक्रोन) पर पदार्थों को रोक सकता है।

• अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) और रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) के बीच की सीमा में काम करता है।

• लगभग 200-800 डाल्टन के आणविक भार वाले कार्बनिक अणुओं को अस्वीकार करता है।

• विघटित नमक के 20%-98% को अस्वीकार करने में सक्षम, बहुमूल्य आयनों की तुलना में मोनोवैलेंट आयनों के लिए कम हटाने की दर के साथ।

• मुख्य रूप से सतह के पानी से कार्बनिक पदार्थों और रंग, भूजल से कठोरता और रेडियम को हटाने और भंग हुए नमक को आंशिक रूप से हटाने के लिए प्रयोग किया जाता है।

• खाद्य और औषधि उत्पादन में मूल्यवान पदार्थों के निष्कर्षण और एकाग्रता के लिए प्रयोग किया जाता है।

• ऑपरेटिंग दबाव आमतौर पर 3.5 से 30 बार तक होता है।

रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) झिल्लीः

• सबसे अच्छा झिल्ली पृथक्करण उत्पाद; पानी के अणुओं को पारित करने की अनुमति देते हुए, 100 डाल्टन से अधिक आणविक भार वाले सभी भंग हुए नमक और कार्बनिक पदार्थों को प्रभावी ढंग से अस्वीकार करता है।

• व्यापक रूप से समुद्री जल और खारा पानी निर्जलीकरण, बॉयलर फ़ीड वाटर मेकअप, औद्योगिक शुद्ध पानी और इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड अल्ट्रा-शुद्ध पानी उत्पादन, पेयजल शोधन में लागू किया जाता है,अपशिष्ट जल उपचार, और विशेष पृथक्करण प्रक्रियाएं।

अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) झिल्लीः

• आकार में 1-20 नैनोमीटर के बीच मैक्रोमोलेक्यूल और प्रोटीन को रोक सकता है।

• छोटे अणुओं और भंग हुए ठोस पदार्थों (अकार्बनिक नमक) को पारित करने की अनुमति देता है जबकि कोलोइड्स, प्रोटीन, सूक्ष्मजीवों और बड़े कार्बनिक अणुओं को अस्वीकार करता है।

• ऑपरेटिंग दबाव आमतौर पर 1 से 5 बार तक होता है।

यूएफ, एनएफ और आरओ झिल्ली के बीच अंतरः

• अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ):एक दबावयुक्त झिल्ली पृथक्करण तकनीक। दबाव के तहत, छोटे घुलनशील अणु और विलायक विशिष्ट छिद्रों के आकार के साथ झिल्ली के माध्यम से गुजरते हैं, जबकि बड़े घुलनशील अणुओं को बरकरार रखा जाता है,समाधान को आंशिक रूप से शुद्ध करना.

• नैनोफिल्ट्रेशन (NF):यूएफ और आरओ के बीच काम करता है। मुख्य रूप से नगरपालिका या औद्योगिक निर्जलीकरण के लिए उपयोग किया जाता है। > 90% नमक अस्वीकृति प्राप्त करता है। जबकि आरओ > 99% अस्वीकृति प्राप्त करता है,एनएफ महत्वपूर्ण लागत बचत प्रदान करता है यदि उच्चतम पानी शुद्धता सख्ती से आवश्यक नहीं है.

• रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ):दबाव अंतर को प्रेरक बल के रूप में उपयोग करने वाली झिल्ली पृथक्करण निस्पंदन तकनीक। व्यापक रूप से अनुसंधान, चिकित्सा, खाद्य और पेय, समुद्री जल निर्जलीकरण, आदि में उपयोग किया जाता है। अनुप्रयोगों में शामिल हैंःअंतरिक्ष जल का उत्पादन, शुद्ध पानी, आसुत पानी; शराब उत्पादन में पेय पदार्थों को पतला करने के लिए पानी; दवा और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगों में पानी के लिए पूर्व उपचार; एकाग्रता, पृथक्करण, शुद्धिकरण,रासायनिक प्रक्रियाओं में और समाधान मेकअप; बॉयलर फीड वाटर के लिए डेसालिनेशन/सॉफ्टिंग; समुद्री पानी/साखरेदार पानी के लिए डेसालिनेशन; कागज बनाने, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, प्रिंटिंग और डाईंग उद्योगों के लिए पानी की आपूर्ति और अपशिष्ट जल उपचार।

आरओ बनाम यूएफ झिल्ली की तुलनाः

• आरओ झिल्ली छिद्र यूएफ झिल्ली छिद्रों के आकार का लगभग 1/100th है। नतीजतन आरओ उपकरण प्रभावी रूप से भारी धातुओं, कीटनाशकों,और पानी से क्लोरोफॉर्मयूएफ कण प्रदूषक और बैक्टीरिया को हटा सकता है, जिनमें से सभी को आरओ भी प्रभावी ढंग से हटा देता है।

• आरओ और यूएफ दोनों प्रणालियों में झिल्ली तत्वों का उपयोग उनके मुख्य घटक के रूप में किया जाता है।

  1. जल की गुणवत्ता एवं नियामक मानक:उदाहरण के लिए, अपशिष्ट के लिए बैक्टीरियल गिनती मानकः "सामान्य जल शोधक" के तहत यूएफ सिस्टम 100 सीएफयू/एमएल तक की अनुमति देते हैं; आरओ सिस्टम अधिक सख्त हैं, केवल 20 सीएफयू/एमएल की अनुमति देते हैं।आरओ अपशिष्ट की गुणवत्ता काफी बेहतर है.

  2. जल उपयोग दर्शन:आरओ सिस्टम स्प्लिट-स्ट्रीम आउटपुट प्रदान करते हैंः पीने के लिए शुद्ध पानी/धोने के लिए केंद्रित। यूएफ आउटपुट आमतौर पर धोने के लिए उपयोग किया जाता है,हालांकि इसे पीने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है यदि फ़ीड वाटर की गुणवत्ता उत्कृष्ट है. (नोट: यह स्रोत जल की गुणवत्ता और विशिष्ट यूएफ प्रणाली क्षमता पर बहुत निर्भर करता है)

अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) के फायदे:

• आम तौर पर पंप की आवश्यकता नहीं होती है, बिजली की खपत नहीं होती है, जिससे विद्युत सुरक्षा संबंधी चिंताएं समाप्त हो जाती हैं।

• कम कनेक्शन, कम पानी के दबाव की आवश्यकताएं, जिसके परिणामस्वरूप कम विफलता और रिसाव दर होती है।

• सरल संरचना, कम लागत।

• आसान संचालन, कम परिचालन लागत, कोई रासायनिक additives की आवश्यकता नहीं है।

• हल्के परिस्थितियों में कार्य करता है (कोई चरण परिवर्तन नहीं, न्यूनतम तापमान/पीएच परिवर्तन), जैविक मैक्रोमोलेक्यूल की गतिविधि को संरक्षित करता है।

• मुख्य रूप से जैविक मैक्रोमोलेक्यूल के निर्जलीकरण, निर्जलीकरण और एकाग्रता के लिए प्रयोग किया जाता है।

रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) प्रणालियों के फायदे:

• उच्च जल सुरक्षा; विभिन्न हानिकारक अशुद्धियों को प्रभावी ढंग से हटाता है।

• जल आपूर्ति आपातकाल के दौरान अच्छा प्रदर्शन करता है (पूर्व उपचार पर्याप्त है) ।

• पानी का स्वाद बेहतर होता है।

• प्रभावी रूप से पानी की कठोरता को कम करता है, पानी को गर्म करने वाले पात्रों में स्केल गठन को कम करता है।

जल उपचार में विभिन्न झिल्लीओं के अनुप्रयोग:

• नैनोफिल्ट्रेशन (NF):पीने के पानी की तैयारी और उन्नत शुद्धिकरण; अपशिष्ट जल उपचार (सामुदायिक अपशिष्ट जल, वस्त्र/रंगाई अपशिष्ट, टांकेरी अपशिष्ट, इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट, कागज निर्माण अपशिष्ट) ।

• अग्रिम ऑस्मोसिस (एफओ):समुद्री जल के निर्जलीकरण, औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार, लैंडफिल लिकचट उपचार।

• रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ):पारंपरिक जल शोधन, नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार, भारी धातु अपशिष्ट जल उपचार, तेलयुक्त अपशिष्ट जल उपचार आदि।

जल उपचार झिल्ली प्रौद्योगिकीः सिद्धांत और प्रक्रिया प्रवाह

शुद्धिकरण लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए प्री-ट्रीटमेंट और अन्य उपकरणों द्वारा पूरक कोर फिल्टरेशन विधि के रूप में झिल्ली प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है।

दो-चरण आरओ शुद्ध जल प्रक्रियाः
Raw Water → Quartz Sand Filter → Activated Carbon Filter → Safety Filter → Multi-stage Pump → Primary RO Membrane (Concentrate Recovery) → Multi-stage Pump → Secondary RO Membrane (Concentrate Recovery) → Purified Water

एकल-चरण आरओ शुद्ध जल प्रक्रियाः
कच्चा पानी → क्वार्ट्ज रेत फिल्टर → सक्रिय कार्बन फिल्टर → सुरक्षा फिल्टर → बहु-चरण पंप → प्राथमिक आरओ झिल्ली (कंसंट्रेट रिकवरी) → शुद्ध पानी

खनिज जल/पहाड़ी स्रोत जल/शुद्ध जल प्रक्रिया:
कच्चे पानी → क्वार्ट्ज रेत फिल्टर → सक्रिय कार्बन फिल्टर → सुरक्षा फिल्टर → अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) झिल्ली → खनिज जल / पर्वत स्रोत जल / शुद्ध जल

अतिशुद्ध जल/डिआइनीकृत जल प्रक्रियाः
Raw Water → Quartz Sand Filter → Activated Carbon Filter → Safety Filter → Multi-stage Pump → Primary RO Membrane (Concentrate Recovery) (or use Two-Stage RO) → Primary Mixed Bed (MB) Unit → Secondary Mixed Bed (MB) Unit → Ultrapure Water