रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली का इतिहास, वे कैसे काम करते हैं और सही झिल्ली का चयन कैसे करें।

रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) एक झिल्ली पृथक्करण तकनीक है जो दबाव डालकर पानी से नमक और अन्य घुले हुए पदार्थों को हटा सकती है। समुद्री जल के अलवणीकरण, खारे पानी के अलवणीकरण, पेयजल शुद्धिकरण और अपशिष्ट जल के पुन: उपयोग के लिए आरओ का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन के पीछे की कहानी

क्या आपने कभी सोचा है कि रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली कैसे काम करती है? यह पानी से नमक और अन्य अशुद्धियों को कैसे फ़िल्टर कर सकता है, जिससे यह पीने के लिए सुरक्षित और स्वच्छ हो सकता है? खैर, इस अद्भुत आविष्कार के पीछे की कहानी काफी दिलचस्प है, और इसमें कुछ जिज्ञासु सीगल शामिल हैं।

यह सब 1950 के दशक में शुरू हुआ, जब सिडनी लोएब नामक वैज्ञानिक कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स में काम कर रहे थे। उनकी रुचि ऑस्मोसिस की प्रक्रिया का अध्ययन करने में थी, जो कम विलेय सांद्रता वाले क्षेत्र से उच्च विलेय सांद्रता वाले क्षेत्र तक अर्ध-पारगम्य झिल्ली के पार पानी की प्राकृतिक गति है। वह इस प्रक्रिया को उलटने का एक तरीका खोजना चाहते थे, और बाहरी दबाव का उपयोग करके पानी को उच्च विलेय सांद्रता से कम विलेय सांद्रता की ओर ले जाना चाहते थे। इससे उसे समुद्री जल को अलवणीकृत करने और मानव उपभोग के लिए ताजा पानी का उत्पादन करने की अनुमति मिल जाएगी।

हालाँकि, उन्हें एक बड़ी चुनौती का सामना करना पड़ा: एक उपयुक्त झिल्ली ढूंढना जो उच्च दबाव का सामना कर सके और नमक और अन्य दूषित पदार्थों द्वारा प्रदूषण का प्रतिरोध कर सके। उन्होंने सेलूलोज़ एसीटेट और पॉलीथीन जैसी विभिन्न सामग्रियों की कोशिश की, लेकिन उनमें से किसी ने भी पर्याप्त रूप से काम नहीं किया। वह हार मानने ही वाला था, तभी उसे कुछ अनोखी चीज़ नज़र आई।

एक दिन, वह समुद्र तट पर टहल रहा था, और उसने समुद्र के ऊपर सीगल के झुंड को उड़ते देखा। उसने देखा कि वे पानी में गोता लगाते, कुछ मछलियाँ पकड़ते और फिर किनारे की ओर उड़ जाते। उन्हें आश्चर्य हुआ कि वे बीमार या निर्जलित हुए बिना समुद्री जल कैसे पी सकते हैं। उन्होंने आगे की जांच करने का फैसला किया, और उन्हें पता चला कि सीगल की आंखों के पास एक विशेष ग्रंथि होती है, जिसे नमक ग्रंथि कहा जाता है। यह ग्रंथि उनके रक्त से अतिरिक्त नमक को उनकी नाक के माध्यम से नमकीन घोल के रूप में स्रावित करती है। इस तरह, वे अपना जल संतुलन बनाए रख सकते हैं और नमक विषाक्तता से बच सकते हैं।

तब से, आरओ प्रौद्योगिकी तेजी से विकास के दौर में प्रवेश कर चुकी है और धीरे-धीरे व्यावसायीकरण की ओर बढ़ गई है। 1965 में, पहला वाणिज्यिक आरओ सिस्टम कोलिंगा, कैलिफ़ोर्निया में बनाया गया था, जो प्रतिदिन 5000 गैलन पानी का उत्पादन करता था। 1967 में, कैडोटे ने इंटरफेशियल पोलीमराइजेशन विधि का उपयोग करके पतली-फिल्म मिश्रित झिल्ली का आविष्कार किया, जिससे आरओ झिल्ली के प्रदर्शन और स्थिरता में सुधार हुआ। 1977 में, FilmTec Corporation ने शुष्क-प्रकार के झिल्ली तत्वों को बेचना शुरू किया, जिसमें भंडारण का समय लंबा और परिवहन आसान था।

आजकल, फ़ीड पानी की गुणवत्ता और अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर, आरओ मेम्ब्रेन विभिन्न प्रकारों और आकारों में उपलब्ध हैं। सामान्यतया, आरओ झिल्ली के दो मुख्य प्रकार होते हैं: सर्पिल-घाव और खोखला-फाइबर। सर्पिल-घाव झिल्ली एक छिद्रित ट्यूब के चारों ओर लुढ़की हुई सपाट चादरों से बनी होती है, जो एक बेलनाकार तत्व बनाती है। खोखले-फाइबर झिल्ली खोखले कोर के साथ पतली ट्यूबों से बने होते हैं, जो एक बंडल तत्व बनाते हैं। सर्पिल-घाव झिल्ली का उपयोग आमतौर पर समुद्री जल और खारे पानी के अलवणीकरण के लिए किया जाता है, जबकि खोखले-फाइबर झिल्ली पीने के पानी के शुद्धिकरण जैसे कम दबाव वाले अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं।

किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही आरओ झिल्ली चुनने के लिए, कई कारकों पर विचार किया जाना चाहिए, जैसे:

- नमक अस्वीकृति: झिल्ली द्वारा निकाले गए नमक का प्रतिशत। उच्च नमक अस्वीकृति का अर्थ है उच्च जल गुणवत्ता।

- जल प्रवाह: प्रति इकाई क्षेत्र और समय में झिल्ली से गुजरने वाले पानी की मात्रा। उच्च जल प्रवाह का अर्थ है उच्च उत्पादकता और कम ऊर्जा खपत।

- दूषण प्रतिरोध: कार्बनिक पदार्थों, कोलाइड्स, सूक्ष्मजीवों और स्केलिंग खनिजों द्वारा दूषण का विरोध करने की झिल्ली की क्षमता। उच्च दूषण प्रतिरोध का अर्थ है लंबी झिल्ली का जीवन और कम रखरखाव लागत।

- परिचालन दबाव: झिल्ली के माध्यम से पानी को चलाने के लिए आवश्यक दबाव। कम परिचालन दबाव का मतलब कम ऊर्जा खपत और उपकरण लागत है।

- ऑपरेटिंग पीएच: पीएच की वह सीमा जिसे झिल्ली बिना किसी क्षति के सहन कर सकती है। व्यापक ऑपरेटिंग पीएच का मतलब विभिन्न फ़ीड जल स्रोतों के साथ अधिक लचीलापन और अनुकूलता है।

विभिन्न आरओ मेम्ब्रेन में इन कारकों के बीच अलग-अलग ट्रेड-ऑफ हो सकते हैं, इसलिए उनके प्रदर्शन डेटा की तुलना करना और विशिष्ट अनुप्रयोग स्थितियों के अनुसार सबसे उपयुक्त का चयन करना महत्वपूर्ण है।