बहुत से लोग विभिन्न झिल्ली निस्पंदन प्रौद्योगिकियों के बीच अंतर को पूरी तरह से नहीं समझते हैं। इस लेख में हम विस्तृत विवरण देंगे।
धनायनों और ऋणायनों (अर्थात अलवणीकरण) को हटाने के अलावा, रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) संदूषकों की एक विस्तृत श्रृंखला को भी समाप्त कर सकता है, यही कारण है कि इसे एक प्रकार का निस्पंदन माना जाता है। आरओ, नैनोफिल्ट्रेशन (एनएफ), अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ), माइक्रोफिल्ट्रेशन (एमएफ), और पारंपरिक निस्पंदन (सीएफ) द्वारा हटाई गई अशुद्धियों की श्रेणियां चित्र 1 में दिखाई गई हैं, जबकि सामान्य पदार्थों के आकार तालिका 2 में पाए जा सकते हैं।
रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ), नैनोफिल्ट्रेशन (एनएफ), माइक्रोफिल्ट्रेशन (एमएफ), और अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) क्रॉस-फ्लो फिल्टरेशन के प्रकार हैं। प्रक्रिया के दौरान, फ़ीड पानी को एक पर्मेट स्ट्रीम (उत्पाद पानी) और एक केंद्रित धारा में विभाजित किया जाता है जिसमें केंद्रित विलेय या निलंबित कण होते हैं, जिसमें अधिकांश विलेय और अशुद्धियाँ सांद्रता में बह जाती हैं (नीचे चित्र देखें)।
इसके विपरीत, पारंपरिक निस्पंदन पानी को सीधे फिल्टर मीडिया (जैसे फिल्टर बेड या झिल्ली) के माध्यम से प्रवाहित करने की अनुमति देता है, जहां अशुद्धियां मीडिया पर या उसके भीतर बरकरार रहती हैं (नीचे चित्र देखें)।
उपरोक्त आंकड़ों से मिली जानकारी के आधार पर, हम विभिन्न झिल्ली निस्पंदन प्रौद्योगिकियों की विशेषताओं को संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं:
1.माइक्रोफिल्ट्रेशन (एमएफ)
लगभग 0.1-1 μm आकार के कणों को हटाता है। मुख्य रूप से बैक्टीरिया, निलंबित ठोस पदार्थ और कोलाइडल पदार्थ को खत्म करने के लिए उपयोग किया जाता है। घुले हुए ठोस पदार्थ और बड़े अणु गुजर सकते हैं। ऑपरेटिंग दबाव आमतौर पर 0.07 एमपीए के आसपास होता है।
2.अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ)
लगभग 0.002-0.1 μm से बड़े कणों को हटा देता है। मुख्य रूप से कोलाइड्स, प्रोटीन, निलंबित ठोस और सूक्ष्मजीवों को हटाने के लिए उपयोग किया जाता है। 1,000-100,000 से अधिक आणविक भार (MWCO) वाले पदार्थों को अस्वीकार करने में सक्षम, जबकि घुले हुए ठोस पदार्थों और छोटे अणुओं को पारित करने की अनुमति देता है। ऑपरेटिंग दबाव आम तौर पर 0.1 से 0.7 एमपीए तक होता है।
3.नैनोफिल्ट्रेशन (एनएफ)
इसका नाम 1 एनएम (0.001 μm) के आसपास के कणों को हटाने की क्षमता के लिए रखा गया है। आमतौर पर 200-400 से अधिक आणविक भार वाले कार्बनिक पदार्थों को 20%-98% की अलवणीकरण दर के साथ हटा देता है। मोनोवैलेंट आयन को हटाने की सीमा 20%-98% तक होती है, जबकि डाइवैलेंट आयनों को 90%-98% की उच्च दर पर हटाया जा सकता है। रंगों, कुल कार्बनिक कार्बन (टीओसी), और कठोरता को हटाने के लिए उपयुक्त। ऑपरेटिंग दबाव आमतौर पर 0.35 से 1.6 एमपीए तक होता है।
4.रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ)
0.0001 μm जितने छोटे कणों और 150-200 से अधिक आणविक भार वाले कार्बनिक पदार्थों को हटा देता है। अलवणीकरण दर 95% से अधिक हो सकती है, जिससे यह उच्च लवणता वाले पानी के लिए एक प्राथमिक पूर्व-उपचार विधि बन जाती है और आज सबसे उन्नत जल उपचार प्रौद्योगिकियों में से एक है। इसके अनुप्रयोग उत्तरोत्तर व्यापक होते जा रहे हैं। ऑपरेटिंग दबाव आम तौर पर 1.4 से 6.0 एमपीए तक होता है।
रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) झिल्ली न केवल उच्च अलवणीकरण दर प्रदान करती है बल्कि अत्यधिक सटीक फिल्टर के रूप में भी कार्य करती है। उनके प्रभावी छिद्र का आकार 0.001 μm (मानव बाल का व्यास 30 μm से अधिक है) से छोटा हो सकता है, जिससे आरओ सिस्टम बारीक निलंबित ठोस, बैक्टीरिया, एंडोटॉक्सिन और अन्य दूषित पदार्थों को हटा सकते हैं। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि भौतिक अर्थ में छिद्र वास्तव में आरओ झिल्ली में मौजूद नहीं होते हैं; ऐसे छिद्र कभी नहीं देखे गए, यहाँ तक कि उच्च आवर्धन सूक्ष्मदर्शी से भी नहीं। यह आरओ निस्पंदन को वास्तविक झिल्ली छिद्रों वाली प्रक्रियाओं, जैसे अल्ट्राफिल्ट्रेशन, से मौलिक रूप से अलग बनाता है।
यह चित्र दर्शाता है कि पानी आरओ झिल्ली से कैसे गुजरता है। यह दर्शाता है कि निस्पंदन के दौरान, पानी लगभग पूरी झिल्ली सतह से बहता है, और झिल्ली सतह के पास मुख्य प्रवाह का वेग अनिवार्य रूप से झिल्ली के माध्यम से वास्तविक पारगम्य प्रवाह के समान होता है।
जब पानी अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) झिल्ली के छिद्रों से होकर गुजरता है, तो छिद्रों का कुल क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र समग्र झिल्ली सतह से बहुत छोटा होता है। परिणामस्वरूप, यूएफ झिल्ली सतह के पास पानी दबाव में छिद्रों के माध्यम से मजबूर हो जाता है, जिससे प्रत्येक छिद्र के माध्यम से प्रवाह वेग झिल्ली सतह के पास मुख्य प्रवाह के वेग से काफी अधिक हो जाता है।
आरओ और यूएफ दोनों प्रक्रियाओं के लिए, जैसे ही पानी झिल्ली की सतह से होकर गुजरता है, फ़ीड पानी में निलंबित कण और अन्य अशुद्धियाँ झिल्ली की सतह पर बनी रहती हैं। निरंतर पारगम्य प्रवाह इन संदूषकों पर एक बल लगाता है, जिससे उन्हें झिल्ली सतह के समानांतर चलने वाले मुख्य प्रवाह में पुनः प्रवेश करने से रोका जा सकता है। प्रदूषकों को मुख्य प्रवाह में लौटने के लिए, झिल्ली की सतह के साथ समानांतर प्रवाह के कतरनी बल को प्रवेश करने वाले पानी के कतरनी बल पर काबू पाना होगा। यह बताता है कि आरओ सिस्टम के लिए एक निश्चित फ़ीड जल प्रवाह दर बनाए रखना महत्वपूर्ण क्यों है। हालाँकि, यूएफ झिल्लियों में, छिद्रों के माध्यम से स्थानीय वेग बहुत अधिक होता है, और झिल्ली की सतह के पास समानांतर प्रवाह कतरनी बरकरार प्रदूषकों को झिल्ली पर बने रहने से रोकने के लिए अपर्याप्त है।
