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औद्योगिक रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली
परियोजना परिचय
रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली का सिद्धांत
एक निश्चित तापमान पर, खारे पानी से ताजे पानी को अलग करने के लिए एक अर्धपारगम्य झिल्ली का उपयोग किया जाता है। ताजा पानी अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से खारे पानी में चला जाता है। जैसे-जैसे दाएं निलय के खारे भाग में द्रव का स्तर बढ़ता है, एक निश्चित दबाव उत्पन्न होता है जो बाएं निलय के ताजे पानी को खारे भाग में जाने से रोकता है, और अंततः संतुलन स्थापित हो जाता है। इस समय के संतुलन दबाव को विलयन का परासरण दाब कहा जाता है, और इस घटना को परासरण कहते हैं। यदि दाएं निलय के खारे भाग पर परासरण दाब से अधिक बाह्य दाब लगाया जाता है, तो दाएं निलय के खारे विलयन का पानी अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से बाएं निलय के ताजे पानी में चला जाता है, जिससे ताजा पानी खारे पानी से अलग हो जाता है। यह घटना पारगम्यता की घटना के विपरीत है, जिसे विपरीत पारगम्यता घटना कहते हैं।
इस प्रकार, रिवर्स ऑस्मोसिस विलवणीकरण प्रणाली का आधार यह है कि
(1) अर्धपारगम्य झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता, यानी चुनिंदा रूप से पानी को गुजरने देना लेकिन नमक को गुजरने न देना;
(2) खारे पानी के कक्ष का बाह्य दाब खारे पानी के कक्ष और ताजे पानी के कक्ष के परासरण दाब से अधिक होता है, जो खारे पानी के कक्ष से ताजे पानी के कक्ष में पानी के प्रवाह के लिए प्रेरक बल प्रदान करता है। कुछ विलयनों के विशिष्ट परासरण दाब नीचे दी गई तालिका में दर्शाए गए हैं।
मीठे पानी को खारे पानी से अलग करने के लिए उपयोग की जाने वाली उपरोक्त अर्धपारगम्य झिल्ली को रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली कहा जाता है। रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली अधिकतर पॉलिमर सामग्री से बनी होती है। वर्तमान में, तापीय विद्युत संयंत्रों में उपयोग की जाने वाली रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली अधिकतर एरोमैटिक पॉलीएमाइड मिश्रित सामग्री से बनी होती है।
आरओ (रिवर्स ऑस्मोसिस) तकनीक दबाव के अंतर से संचालित एक झिल्ली पृथक्करण और निस्पंदन तकनीक है। इसके छिद्रों का आकार नैनोमीटर जितना छोटा होता है (1 नैनोमीटर = 10⁻⁹ मीटर)। एक निश्चित दबाव पर, H₂O के अणु आरओ झिल्ली से गुजर सकते हैं, जबकि स्रोत जल में मौजूद अकार्बनिक लवण, भारी धातु आयन, कार्बनिक पदार्थ, कोलाइड, बैक्टीरिया, वायरस और अन्य अशुद्धियाँ आरओ झिल्ली से नहीं गुजर सकतीं। इस प्रकार, झिल्ली से गुजरने वाले शुद्ध जल और झिल्ली से न गुजरने वाले सांद्र जल को स्पष्ट रूप से अलग किया जा सकता है।
औद्योगिक अनुप्रयोगों में, रिवर्स ऑस्मोसिस संयंत्र रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया को सुगम बनाने के लिए विशेष उपकरणों का उपयोग करते हैं। औद्योगिक रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणालियाँ बड़ी मात्रा में पानी के उपचार के लिए डिज़ाइन की गई हैं और इनका उपयोग कृषि, फार्मास्यूटिकल्स और विनिर्माण सहित विभिन्न उद्योगों में किया जाता है। इन प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले उपकरण विशेष रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं कि रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया खारे पानी के स्रोतों से मीठा पानी उत्पन्न करने में कुशल और प्रभावी हो।
रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया समुद्री जल को खारेपन से मुक्त करने की एक महत्वपूर्ण तकनीक है, जो उन क्षेत्रों में मीठा पानी उपलब्ध करा सकती है जहां पानी की कमी है या जहां पारंपरिक जल स्रोत प्रदूषित हैं। रिवर्स ऑस्मोसिस उपकरण और तकनीक में प्रगति के साथ, यह प्रक्रिया दुनिया भर में पानी की कमी और गुणवत्ता संबंधी समस्याओं का एक प्रमुख समाधान बनी हुई है।
रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की मुख्य विशेषताएं:
झिल्ली पृथक्करण की दिशात्मकता और पृथक्करण विशेषताएँ
व्यवहारिक रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली एक असममित झिल्ली होती है, जिसमें सतह परत और सहायक परत होती हैं, और इसकी दिशा और चयनात्मकता स्पष्ट होती है। इस दिशात्मकता का अर्थ है कि झिल्ली की सतह को उच्च दाब वाले खारे पानी में रखकर लवण-विलयन को दूर किया जाता है। दाब बढ़ने से झिल्ली की जल पारगम्यता बढ़ती है और लवण-विलयन की दर भी बढ़ती है। जब झिल्ली की सहायक परत को उच्च दाब वाले खारे पानी में रखा जाता है, तो दाब बढ़ने पर लवण-विलयन की दर लगभग शून्य हो जाती है, लेकिन जल पारगम्यता बहुत बढ़ जाती है। इस दिशात्मकता के कारण, इसे विपरीत दिशा में प्रयोग नहीं किया जा सकता।
पानी में आयनों और कार्बनिक पदार्थों के लिए रिवर्स ऑस्मोसिस की पृथक्करण विशेषताएँ समान नहीं होती हैं, जिन्हें संक्षेप में इस प्रकार बताया जा सकता है।
(1) कार्बनिक पदार्थ को अकार्बनिक पदार्थ की तुलना में अलग करना आसान होता है।
(2) इलेक्ट्रोलाइट्स को नॉन-इलेक्ट्रोलाइट्स की तुलना में अलग करना आसान होता है। उच्च आवेश वाले इलेक्ट्रोलाइट्स को अलग करना आसान होता है, और उनकी निष्कासन दरें आम तौर पर निम्नलिखित क्रम में होती हैं: Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - इलेक्ट्रोलाइट के लिए, अणु जितना बड़ा होगा, उसे निकालना उतना ही आसान होगा।
(3) अकार्बनिक आयनों की निष्कासन दर, आयन जलयोजन अवस्था में हाइड्रेट और हाइड्रेटेड आयनों की त्रिज्या से संबंधित है। हाइड्रेटेड आयन की त्रिज्या जितनी बड़ी होगी, उसे निकालना उतना ही आसान होगा। निष्कासन दर का क्रम इस प्रकार है:
Mg2+, Ca2+> Li+ > Na+ > K+; F-> C|-> Br-> NO3-
(4) ध्रुवीय कार्बनिक पदार्थ के पृथक्करण नियम:
एल्डिहाइड > अल्कोहल > एमीन > अम्ल, तृतीयक एमीन > द्वितीयक एमीन > प्राथमिक एमीन, साइट्रिक अम्ल > टार्टरिक अम्ल > मैलिक अम्ल > लैक्टिक अम्ल > एसिटिक अम्ल
अपशिष्ट गैस उपचार में हालिया प्रगति पर्यावरणीय चुनौतियों से निपटने में महत्वपूर्ण योगदान देती है, साथ ही व्यवसायों को टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल तरीके से फलने-फूलने के अवसर भी प्रदान करती है। उच्च दक्षता, कम परिचालन लागत और शून्य द्वितीयक प्रदूषण के वादे के साथ, यह अभिनव समाधान अपशिष्ट गैस उपचार और पर्यावरण संरक्षण के क्षेत्र में सकारात्मक प्रभाव डालने के लिए बाध्य है।
(5) युग्म समावयवी: टर्ट- > भिन्न (आइसो-)> झोंग (सेक-)> मूल (प्रि-)
(6) कार्बनिक पदार्थों का सोडियम लवण पृथक्करण अच्छा होता है, जबकि फिनोल और फिनोल श्रेणी के जीवों का पृथक्करण नकारात्मक होता है। जब ध्रुवीय या अध्रुवीय, वियोजित या अविघटित कार्बनिक विलेय के जलीय विलयनों को झिल्ली द्वारा पृथक किया जाता है, तो विलेय, विलायक और झिल्ली के बीच अंतःक्रियात्मक बल झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता निर्धारित करते हैं। इन प्रभावों में स्थिरवैद्युत बल, हाइड्रोजन बंध बल, जलविरोधन और इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण शामिल हैं।
(7) सामान्यतः, विलेय पदार्थों का झिल्ली के भौतिक गुणों या स्थानांतरण गुणों पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। केवल फिनोल या कुछ कम आणविक भार वाले कार्बनिक यौगिक ही जलीय विलयन में सेलुलोज एसीटेट को फैलाते हैं। इन घटकों की उपस्थिति से सामान्यतः झिल्ली का जल प्रवाह कम हो जाता है, कभी-कभी काफी हद तक।
(8) नाइट्रेट, परक्लोरेट, साइनाइड और थायोसाइनेट को हटाने का प्रभाव क्लोराइड जितना अच्छा नहीं है, और अमोनियम लवण को हटाने का प्रभाव सोडियम लवण जितना अच्छा नहीं है।
(9) 150 से अधिक सापेक्ष आणविक द्रव्यमान वाले अधिकांश घटक, चाहे वे इलेक्ट्रोलाइट हों या गैर-इलेक्ट्रोलाइट, आसानी से हटाए जा सकते हैं।
इसके अलावा, एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन, साइक्लोएल्केन, एल्केन और सोडियम क्लोराइड के पृथक्करण के लिए रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली का पृथक्करण क्रम अलग-अलग होता है।
(2) उच्च दाब पंप
रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन के संचालन में, लवण-मुक्ति प्रक्रिया को पूरा करने के लिए पानी को उच्च दाब वाले पंप द्वारा निर्दिष्ट दाब तक पहुँचाना आवश्यक होता है। वर्तमान में, ताप विद्युत संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले उच्च दाब वाले पंप सेंट्रीफ्यूगल, प्लंजर और स्क्रू आदि प्रकारों में उपलब्ध हैं, जिनमें से बहु-चरण सेंट्रीफ्यूगल पंप सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। यह 90% से अधिक दक्षता प्राप्त कर सकता है और ऊर्जा की बचत करता है। इस प्रकार के पंप की विशेषता उच्च दक्षता है।
(3) रिवर्स ऑस्मोसिस ऑन्टोलॉजी
रिवर्स ऑस्मोसिस बॉडी एक संयुक्त जल उपचार इकाई है जो रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन घटकों को एक निश्चित व्यवस्था में पाइपों के माध्यम से जोड़ती है। एक रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन को मेम्ब्रेन तत्व कहा जाता है। कुछ तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार, रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन घटकों को श्रृंखला में जोड़ा जाता है और एक मेम्ब्रेन शेल के साथ असेंबल करके मेम्ब्रेन तत्व बनाया जाता है।
1. झिल्ली तत्व
रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन एलिमेंट एक बुनियादी इकाई है जो रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन और सपोर्ट मटेरियल से बनी होती है और औद्योगिक उपयोग में आती है। वर्तमान में, कॉइल मेम्ब्रेन एलिमेंट मुख्य रूप से थर्मल पावर प्लांट में उपयोग किए जाते हैं।
वर्तमान में, विभिन्न झिल्ली निर्माता विभिन्न औद्योगिक उपयोगकर्ताओं के लिए कई प्रकार के झिल्ली घटक बनाते हैं। तापीय ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग होने वाले झिल्ली तत्वों को मोटे तौर पर निम्न श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: उच्च दाब वाले समुद्री जल विलवणीकरण रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली तत्व; निम्न दाब और अति निम्न दाब वाले खारे जल विलवणीकरण रिवर्स झिल्ली तत्व; और संदूषण रोधी झिल्ली तत्व।
झिल्ली तत्वों के लिए मूलभूत आवश्यकताएं इस प्रकार हैं:
ए. फिल्म की पैकिंग घनत्व यथासंभव उच्च होनी चाहिए।
बी. सांद्रता ध्रुवीकरण करना आसान नहीं है
सी. प्रदूषण रोधी प्रबल क्षमता
डी. झिल्ली को साफ करना और बदलना सुविधाजनक है।
ई. कीमत सस्ती है
2. झिल्ली खोल
रिवर्स ऑस्मोसिस बॉडी डिवाइस में रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन एलिमेंट को लोड करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रेशर वेसल को मेम्ब्रेन शेल कहा जाता है, जिसे "प्रेशर वेसल" के नाम से भी जाना जाता है। इसका निर्माण हैडे एनर्जी द्वारा किया जाता है और प्रत्येक प्रेशर वेसल लगभग 7 मीटर लंबा होता है।
फिल्म शेल का बाहरी आवरण आमतौर पर एपॉक्सी ग्लास फाइबर प्रबलित प्लास्टिक कपड़े से बना होता है, और बाहरी परत पर एपॉक्सी पेंट किया जाता है। स्टेनलेस स्टील फिल्म शेल के लिए भी कुछ निर्माता उत्पाद बनाते हैं। एफआरपी के मजबूत संक्षारण प्रतिरोध के कारण, अधिकांश ताप विद्युत संयंत्र एफआरपी फिल्म शेल का चयन करते हैं। दबाव पात्र की सामग्री एफआरपी है।
रिवर्स ऑस्मोसिस जल उपचार प्रणाली के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कारक:
विशिष्ट प्रणाली स्थितियों के लिए, जल प्रवाह और विलवणीकरण दर रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की विशेषताएँ हैं, और रिवर्स ऑस्मोसिस निकाय के जल प्रवाह और विलवणीकरण दर को प्रभावित करने वाले कई कारक हैं, जिनमें मुख्य रूप से दबाव, तापमान, पुनर्प्राप्ति दर, इनफ्लुएंट लवणता और पीएच मान शामिल हैं।
(1) दबाव प्रभाव
रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन का इनलेट प्रेशर सीधे तौर पर मेम्ब्रेन फ्लक्स और विलवणीकरण दर को प्रभावित करता है। मेम्ब्रेन फ्लक्स में वृद्धि रिवर्स ऑस्मोसिस के इनलेट प्रेशर के साथ रैखिक रूप से संबंधित होती है। विलवणीकरण दर भी इनफ्लुएंट प्रेशर के साथ रैखिक रूप से संबंधित होती है, लेकिन जब प्रेशर एक निश्चित मान तक पहुँच जाता है, तो विलवणीकरण दर का परिवर्तन वक्र सपाट होने लगता है और विलवणीकरण दर में वृद्धि रुक जाती है।
(2) तापमान प्रभाव
रिवर्स ऑस्मोसिस के इनलेट तापमान में वृद्धि के साथ विलवणीकरण दर घटती है। हालांकि, जल उत्पादन प्रवाह लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है। इसका मुख्य कारण यह है कि तापमान बढ़ने पर जल अणुओं की श्यानता कम हो जाती है और विसरण क्षमता प्रबल हो जाती है, जिससे जल प्रवाह बढ़ जाता है। तापमान बढ़ने के साथ, रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली से नमक के गुजरने की दर तेज हो जाती है, इसलिए विलवणीकरण दर कम हो जाती है। कच्चे जल का तापमान रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली के डिजाइन के लिए एक महत्वपूर्ण संदर्भ सूचकांक है। उदाहरण के लिए, जब कोई विद्युत संयंत्र रिवर्स ऑस्मोसिस इंजीनियरिंग के तकनीकी रूपांतरण से गुजर रहा होता है, तो डिजाइन में कच्चे जल का तापमान 25℃ के अनुसार परिकलित किया जाता है, और परिकलित इनलेट दाब 1.6MPa होता है। हालांकि, प्रणाली के वास्तविक संचालन में जल का तापमान केवल 8℃ होता है, और ताजे पानी के डिजाइन प्रवाह को सुनिश्चित करने के लिए इनलेट दाब को 2.0MPa तक बढ़ाना आवश्यक होता है। इसके परिणामस्वरूप, सिस्टम के संचालन में ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है, रिवर्स ऑस्मोसिस उपकरण के झिल्ली घटक की आंतरिक सील रिंग का जीवनकाल कम हो जाता है, और उपकरण के रखरखाव की लागत बढ़ जाती है।
(3) नमक की मात्रा का प्रभाव
पानी में नमक की सांद्रता झिल्ली के परासरण दाब को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण सूचकांक है, और नमक की मात्रा बढ़ने के साथ झिल्ली का परासरण दाब भी बढ़ता है। यदि रिवर्स ऑस्मोसिस का प्रवेश दाब अपरिवर्तित रहता है, तो प्रवेश जल में नमक की मात्रा बढ़ जाती है। परासरण दाब में वृद्धि प्रवेश बल के एक हिस्से को संतुलित कर देती है, जिससे प्रवाह कम हो जाता है और विलवणीकरण की दर भी घट जाती है।
(4) रिकवरी दर का प्रभाव
रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली की पुनर्प्राप्ति दर में वृद्धि से प्रवाह की दिशा में मेम्ब्रेन तत्व के प्रवेश जल में लवण की मात्रा बढ़ जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप परासरण दाब में वृद्धि होगी। इससे रिवर्स ऑस्मोसिस के प्रवेश जल दाब का प्रेरक प्रभाव कम हो जाएगा, जिससे जल उत्पादन प्रवाह घट जाएगा। मेम्ब्रेन तत्व के प्रवेश जल में लवण की मात्रा बढ़ने से ताजे पानी में लवण की मात्रा बढ़ जाती है, जिससे विलवणीकरण दर कम हो जाती है। प्रणाली के डिजाइन में, रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली की अधिकतम पुनर्प्राप्ति दर परासरण दाब की सीमा पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि अक्सर कच्चे पानी में लवण की संरचना और मात्रा पर निर्भर करती है, क्योंकि पुनर्प्राप्ति दर में सुधार के साथ, कैल्शियम कार्बोनेट, कैल्शियम सल्फेट और सिलिकॉन जैसे सूक्ष्म घुलनशील लवण सांद्रण प्रक्रिया में जमा हो जाते हैं।
(5) पीएच मान का प्रभाव
विभिन्न प्रकार के झिल्ली तत्वों के लिए लागू पीएच सीमा में काफी भिन्नता होती है। उदाहरण के लिए, एसीटेट झिल्ली का जल प्रवाह और विलवणीकरण दर पीएच मान 4-8 की सीमा में स्थिर रहता है, जबकि पीएच मान 4 से कम या 8 से अधिक होने पर यह काफी प्रभावित होता है। वर्तमान में, औद्योगिक जल उपचार में उपयोग की जाने वाली अधिकांश झिल्ली सामग्रियां मिश्रित सामग्रियां होती हैं, जो पीएच मान की एक विस्तृत सीमा के अनुकूल होती हैं (निरंतर संचालन में पीएच मान को 3 से 10 की सीमा में नियंत्रित किया जा सकता है, और इस सीमा में झिल्ली प्रवाह और विलवणीकरण दर अपेक्षाकृत स्थिर रहती है)।
रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली के पूर्व-उपचार की विधि:
रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन, फिल्टर बेड फिल्टर फिल्ट्रेशन से अलग है। फिल्टर बेड में पूर्ण फिल्ट्रेशन होता है, यानी कच्चा पानी फिल्टर की पूरी परत से होकर गुजरता है। रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन एक क्रॉस-फ्लो फिल्ट्रेशन विधि है, यानी कच्चे पानी का एक हिस्सा मेम्ब्रेन के लंबवत दिशा में उससे होकर गुजरता है। इस प्रक्रिया में, लवण और विभिन्न प्रदूषक मेम्ब्रेन द्वारा रोक लिए जाते हैं और मेम्ब्रेन की सतह के समानांतर बहने वाले कच्चे पानी के शेष भाग द्वारा बाहर निकाल दिए जाते हैं, लेकिन प्रदूषकों को पूरी तरह से बाहर नहीं निकाला जा सकता। समय के साथ, बचे हुए प्रदूषक मेम्ब्रेन को और अधिक प्रदूषित कर देते हैं। कच्चे पानी में प्रदूषकों की मात्रा और रिकवरी दर जितनी अधिक होगी, मेम्ब्रेन का प्रदूषण उतना ही तेजी से बढ़ेगा।
1. स्केल नियंत्रण
जब कच्चे पानी में मौजूद अघुलनशील लवण झिल्ली में लगातार केंद्रित होते हैं और अपनी घुलनशीलता सीमा से अधिक हो जाते हैं, तो वे रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की सतह पर अवक्षेपित हो जाते हैं, जिसे "स्केलिंग" कहा जाता है। जब जल स्रोत निर्धारित हो जाता है, तो रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली की पुनर्प्राप्ति दर बढ़ने के साथ-साथ स्केलिंग का जोखिम भी बढ़ जाता है। वर्तमान में, जल की कमी या अपशिष्ट जल निर्वहन के पर्यावरणीय प्रभावों के कारण पुनर्चक्रण दर बढ़ाना आम बात है। ऐसे में, स्केलिंग नियंत्रण के लिए सोच-समझकर उपाय करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली में, सामान्य अपघटक लवण CaCO3, CaSO4 और SiO2 हैं, और अन्य यौगिक जो स्केल उत्पन्न कर सकते हैं वे CaF2, BaSO4, SrSO4 और Ca3(PO4)2 हैं। स्केलिंग को रोकने का सामान्य तरीका स्केल अवरोधक मिलाना है। मेरी कार्यशाला में उपयोग किए जाने वाले स्केल अवरोधक नालको PC191 और यूरोप और अमेरिका में उपलब्ध NP200 हैं।
2. कोलाइडल और ठोस कणों के संदूषण का नियंत्रण
कोलाइड और कणों के जमाव से रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली के तत्वों के प्रदर्शन पर गंभीर प्रभाव पड़ सकता है, जैसे कि ताजे पानी के उत्पादन में उल्लेखनीय कमी, कभी-कभी विलवणीकरण दर में भी कमी आती है। कोलाइड और कणों के जमाव का प्रारंभिक लक्षण रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली घटकों के इनलेट और आउटलेट के बीच दबाव अंतर में वृद्धि है।
रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली तत्वों में पानी के कोलाइड और कणों का आकलन करने का सबसे आम तरीका पानी के एसडीआई मान को मापना है, जिसे कभी-कभी एफ मान (प्रदूषण सूचकांक) भी कहा जाता है, जो रिवर्स ऑस्मोसिस पूर्व-उपचार प्रणाली के संचालन की निगरानी के लिए महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है।
जल प्रदूषण का सूचक एसडीआई (गाद घनत्व सूचकांक) प्रति इकाई समय में जल निस्पंदन गति में होने वाला परिवर्तन है। जल में कोलाइड और कणिकीय पदार्थों की मात्रा एसडीआई के मान को प्रभावित करती है। एसडीआई का मान एसडीआई उपकरण द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।
3. झिल्ली पर सूक्ष्मजीवों के संदूषण का नियंत्रण
कच्चे पानी में पाए जाने वाले सूक्ष्मजीवों में मुख्य रूप से बैक्टीरिया, शैवाल, कवक, वायरस और अन्य उच्च जीव शामिल होते हैं। रिवर्स ऑस्मोसिस की प्रक्रिया में, पानी में मौजूद सूक्ष्मजीव और घुले हुए पोषक तत्व झिल्ली के घटकों में लगातार केंद्रित और समृद्ध होते जाते हैं, जो बायोफिल्म के निर्माण के लिए आदर्श वातावरण और प्रक्रिया बन जाती है। रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली घटकों का जैविक संदूषण रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणाली के प्रदर्शन को गंभीर रूप से प्रभावित करता है। रिवर्स ऑस्मोसिस घटकों के प्रवेश और निकास के बीच दबाव का अंतर तेजी से बढ़ता है, जिसके परिणामस्वरूप झिल्ली घटकों की जल प्राप्ति कम हो जाती है। कभी-कभी, जल उत्पादन पक्ष में भी जैविक संदूषण हो जाता है, जिससे उत्पादित जल दूषित हो जाता है। उदाहरण के लिए, कुछ ताप विद्युत संयंत्रों में रिवर्स ऑस्मोसिस उपकरणों के रखरखाव के दौरान, झिल्ली घटकों और ताजे पानी की पाइपों पर हरी काई पाई जाती है, जो एक विशिष्ट सूक्ष्मजीवीय प्रदूषण है।
एक बार जब झिल्ली पर सूक्ष्मजीवों का संक्रमण हो जाता है और जैव-परत बन जाती है, तो झिल्ली की सफाई करना बहुत मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, जो जैव-परतें पूरी तरह से नहीं हटतीं, वे सूक्ष्मजीवों की तीव्र वृद्धि का कारण बनती हैं। इसलिए, सूक्ष्मजीवों का नियंत्रण पूर्व-उपचार के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है, विशेष रूप से समुद्री जल, सतही जल और अपशिष्ट जल को जल स्रोत के रूप में उपयोग करने वाले रिवर्स ऑस्मोसिस पूर्व-उपचार प्रणालियों के लिए।
झिल्ली पर सूक्ष्मजीवों को रोकने के मुख्य तरीके हैं: क्लोरीन, माइक्रोफिल्ट्रेशन या अल्ट्राफिल्ट्रेशन उपचार, ओजोन ऑक्सीकरण, पराबैंगनी नसबंदी, सोडियम बाइसल्फाइट मिलाना। थर्मल पावर प्लांट के जल उपचार प्रणाली में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विधियाँ रिवर्स ऑस्मोसिस से पहले क्लोरीनीकरण नसबंदी और अल्ट्राफिल्ट्रेशन जल उपचार तकनीक हैं।
क्लोरीन एक रोगाणुनाशक के रूप में कई रोगजनक सूक्ष्मजीवों को तेजी से निष्क्रिय करने में सक्षम है। क्लोरीन की प्रभावशीलता क्लोरीन की सांद्रता, पानी के पीएच मान और संपर्क समय पर निर्भर करती है। इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, पानी में अवशिष्ट क्लोरीन की मात्रा आमतौर पर 0.5 से 1.0 मिलीग्राम से अधिक रखी जाती है और प्रतिक्रिया समय 20 से 30 मिनट तक नियंत्रित किया जाता है। क्लोरीन की मात्रा का निर्धारण प्रयोग द्वारा किया जाना चाहिए, क्योंकि पानी में मौजूद कार्बनिक पदार्थ भी क्लोरीन का उपभोग करते हैं। क्लोरीन का उपयोग रोगाणुशोधन के लिए किया जाता है, और सर्वोत्तम व्यावहारिक पीएच मान 4 से 6 है।
समुद्री जल प्रणालियों में क्लोरीनीकरण का उपयोग खारे पानी की तुलना में भिन्न होता है। आमतौर पर समुद्री जल में लगभग 65 मिलीग्राम ब्रोमीन होता है। जब समुद्री जल को हाइड्रोजन से रासायनिक रूप से उपचारित किया जाता है, तो यह पहले हाइपोक्लोरस अम्ल के साथ अभिक्रिया करके हाइपोब्रोमस अम्ल बनाता है, जिससे इसका जीवाणुनाशक प्रभाव हाइपोक्लोरस अम्ल के बजाय हाइपोब्रोमस अम्ल के रूप में होता है, और हाइपोब्रोमस अम्ल उच्च पीएच मान पर विघटित नहीं होता है। इसलिए, क्लोरीनीकरण का प्रभाव खारे पानी की तुलना में बेहतर होता है।
क्योंकि मिश्रित सामग्री के झिल्ली तत्व में पानी में अवशिष्ट क्लोरीन की मात्रा को लेकर कुछ निश्चित आवश्यकताएं होती हैं, इसलिए क्लोरीन नसबंदी के बाद डीक्लोरीनेशन कमी उपचार करना आवश्यक है।
4. जैविक प्रदूषण का नियंत्रण
झिल्ली की सतह पर कार्बनिक पदार्थों के अधिशोषण से झिल्ली प्रवाह में कमी आएगी, और गंभीर मामलों में, इससे झिल्ली प्रवाह का अपरिवर्तनीय नुकसान होगा और झिल्ली के व्यावहारिक जीवन पर असर पड़ेगा।
सतही जल के लिए, अधिकांश जल प्राकृतिक उत्पाद होता है, जिसे जमाव स्पष्टीकरण, डीसी जमाव निस्पंदन और सक्रिय कार्बन निस्पंदन की संयुक्त उपचार प्रक्रिया के माध्यम से, जल में कार्बनिक पदार्थों को काफी हद तक कम किया जा सकता है, जिससे रिवर्स ऑस्मोसिस जल की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।
5. सांद्रता ध्रुवीकरण नियंत्रण
रिवर्स ऑस्मोसिस की प्रक्रिया में, कभी-कभी झिल्ली की सतह पर मौजूद सांद्रित जल और प्रवेश जल के बीच उच्च सांद्रता प्रवणता उत्पन्न होती है, जिसे सांद्रता ध्रुवीकरण कहा जाता है। जब यह घटना घटित होती है, तो झिल्ली की सतह पर अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता और अपेक्षाकृत स्थिर "क्रांतिक परत" बन जाती है, जो रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया के प्रभावी कार्यान्वयन में बाधा डालती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि सांद्रता ध्रुवीकरण झिल्ली की सतह पर विलयन के पारगम्य दाब को बढ़ा देता है, जिससे रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया की प्रेरक शक्ति कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप जल की मात्रा और विलवणीकरण दर में कमी आती है। जब सांद्रता ध्रुवीकरण गंभीर होता है, तो कुछ सूक्ष्म रूप से घुले हुए लवण झिल्ली की सतह पर अवक्षेपित होकर परत बना लेते हैं। सांद्रता ध्रुवीकरण से बचने का प्रभावी तरीका यह है कि सांद्रित जल के प्रवाह को हमेशा अशांत अवस्था में बनाए रखा जाए, अर्थात् प्रवेश प्रवाह दर को बढ़ाकर सांद्रित जल की प्रवाह दर को बढ़ाया जाए, ताकि झिल्ली की सतह पर सूक्ष्म रूप से घुले हुए लवणों की सांद्रता न्यूनतम स्तर तक कम हो जाए। इसके अलावा, रिवर्स ऑस्मोसिस जल उपचार उपकरण बंद होने के बाद, बदले गए सांद्रित जल की तरफ मौजूद सांद्रित जल को समय पर धो देना चाहिए।
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