माइक्रो-फिल्ट्रेशन, अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन, नैनोफिल्ट्रेशन और रिवर्स ऑस्मोसिस के बीच अंतर

सूक्ष्म-निस्पंदन (एमएफ)
फ़िल्टरिंग परिशुद्धता 0.1 से 50 माइक्रोन के बीच होती है। माइक्रो-फ़िल्टरेशन में विभिन्न पीपी फ़िल्टर तत्व, सक्रिय कार्बन फ़िल्टर तत्व, सिरेमिक फ़िल्टर तत्व आदि शामिल होते हैं। यह पानी से सूक्ष्मजीवों जैसे खतरनाक तत्वों को हटाता है। फ़िल्टर तत्व अक्सर धोने योग्य नहीं होता है और यह एक बार इस्तेमाल होने वाला फ़िल्टर पदार्थ होता है जिसे नियमित रूप से बदलना पड़ता है।

①पीपी कॉटन कोर: आम तौर पर केवल मोटे निस्पंदन के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें पानी में तलछट और जंग जैसे बड़े कणों को हटाने के लिए कम आवश्यकताएं होती हैं।

2 सक्रिय कार्बन: यह पानी में विभिन्न रंगों और गंधों को खत्म कर सकता है, लेकिन यह पानी में बैक्टीरिया को नहीं हटा सकता है, और तलछट और जंग को हटाने का प्रभाव भी बहुत खराब है।

③सिरेमिक फिल्टर तत्व: छोटे निस्पंदन परिशुद्धता केवल 0.1 माइक्रोन है, और प्रवाह दर आमतौर पर छोटी होती है, जिसे साफ करना आसान नहीं होता है।

अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन झिल्ली (UF)
एक सूक्ष्म-छिद्रित फ़िल्टर झिल्ली में 0.001-0.02 माइक्रोन की निर्धारित छिद्र आकार सीमा और सुसंगत छिद्र आकार मानक होते हैं। अल्ट्रा-फ़िल्ट्रेशन झिल्ली निस्पंदन एक झिल्ली निस्पंदन प्रक्रिया है जिसमें दबाव अंतर को प्रेरक बल के रूप में उपयोग करते हुए एक अल्ट्रा-फ़िल्ट्रेशन झिल्ली का उपयोग किया जाता है। अधिकांश अल्ट्राफ़िल्ट्रेशन झिल्लियाँ एसीटेट रेशों या तुलनीय विशेषताओं वाले बहुलक पदार्थों से निर्मित होती हैं। यह उपचार विलयनों में विलेय के पृथक्करण और सांद्रण के लिए उपयुक्त है, और इसका उपयोग अक्सर कोलाइडल निलंबनों के पृथक्करण के लिए भी किया जाता है जिन्हें अन्य पृथक्करण तकनीकों का उपयोग करके समाप्त करना कठिन होता है, और इसके अनुप्रयोग क्षेत्र लगातार बढ़ रहे हैं।

दबाव के अंतर के आधार पर झिल्ली अल्ट्राफिल्ट्रेशन को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली निस्पंदन, माइक्रोपोरस झिल्ली निस्पंदन, और रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली निस्पंदन। वे छोटे कण आकार या आणविक भार से प्रतिष्ठित होते हैं जो झिल्ली परत बनाए रख सकती है। जब झिल्ली के रेटेड छिद्र आकार सीमा को विभेदक मानक के रूप में उपयोग किया जाता है, तो माइक्रोपोरस झिल्ली (MF) की रेटेड छिद्र आकार सीमा 0.02-10 मीटर होती है, अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन झिल्ली (UF) की रेटेड छिद्र आकार सीमा 0.001-0.02 मीटर होती है, और रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली (RO) की रेटेड छिद्र आकार सीमा 0.0001-0.001 मीटर होती है। छिद्रों के लिए कई नियंत्रण तत्व हैं, जैसे अलग-अलग छिद्र आकारों के साथ अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन झिल्ली

अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन भौतिक मानचित्र
अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन झिल्लियाँ आमतौर पर बहुलक पृथक्करण झिल्लियाँ होती हैं, जिनमें प्रयुक्त बहुलक पदार्थ मुख्यतः सेल्यूलोज़ व्युत्पन्न, पॉलीसल्फोन, पॉलीएक्रिलोनाइट्राइल, पॉलियामाइड और पॉलीकार्बोनेट से बने होते हैं। अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन झिल्लियों का व्यापक रूप से दवा, खाद्य और पर्यावरण उद्योगों में उपयोग किया जाता है, और इन्हें चपटी झिल्लियों, रोल झिल्लियों, ट्यूबलर झिल्लियों या खोखले रेशे वाली झिल्लियों में बनाया जा सकता है।

अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन झिल्ली, सबसे पहले आविष्कृत बहुलक पृथक्करण झिल्लियों में से एक थी, और अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मशीनों का निर्माण 1960 के दशक में किया गया था। अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्लियों का उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और यह एक नई रासायनिक इकाई के रूप में उभरी है। इसका उपयोग जैविक उत्पादों, दवाइयों और खाद्य पदार्थों के पृथक्करण, सांद्रण और शुद्धिकरण के साथ-साथ रक्त उपचार, अपशिष्ट जल उपचार और अल्ट्राशुद्ध जल निर्माण में टर्मिनल उपचार उपकरणों में किया जाता है।

नैनोफ़िल्ट्रेशन (NF) की निस्पंदन परिशुद्धता अल्ट्राफ़िल्ट्रेशन और रिवर्स ऑस्मोसिस के बीच होती है, और विलवणीकरण दर रिवर्स ऑस्मोसिस की तुलना में कम होती है। बाज़ार में एक आम कहावत थी: नैनोफ़िल्ट्रेशन एक घटिया रिवर्स ऑस्मोसिस है। दरअसल, यह एक भ्रामक तकनीकी विचार है।
नैनोफिल्ट्रेशन का भौतिक मानचित्र
वास्तविक पृथक्करण अवधारणा में, नैनोफ़िल्ट्रेशन एक फ़िल्टर झिल्ली है जो दौनान प्रभाव को संतुष्ट करती है और चयनात्मक आयन अस्वीकृति प्रदान करती है। यह एक ऐसी झिल्ली है जिसकी सोडियम क्लोराइड पारगम्यता सोडियम क्लोराइड सांद्रता के समानुपाती होती है और 0.4 से अधिक होती है। इसके प्राथमिक अनुप्रयोग विलवणीकरण और विभिन्न इनपुट द्रवों की सांद्रता हैं। 30,000 पीपीएम NaCl और अन्य आयनों के संयोजन पर नैनोफ़िल्ट्रेशन झिल्लियों का उपयोग करके 0% NaCl अस्वीकृति देखी गई।

रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ): इसकी निस्पंदन सटीकता लगभग 0.0001 माइक्रोन है, और यह एक अति-उच्च-परिशुद्धता झिल्ली पृथक्करण विधि है जिसे 1960 के दशक के प्रारंभ में संयुक्त राज्य अमेरिका में विभेदक दाब का उपयोग करके विकसित किया गया था। यह पानी में मौजूद लगभग सभी प्रदूषकों (हानिकारक और लाभकारी दोनों) को छान सकता है, केवल पानी के अणुओं को छोड़कर। अधिकांश मामलों में, इसका उपयोग शुद्ध जल, औद्योगिक अतिशुद्ध जल और चिकित्सा अतिशुद्ध जल के उत्पादन में किया जाता है। रिवर्स ऑस्मोसिस तकनीक के लिए दाब और ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

आरओ अंग्रेजी में रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन का संक्षिप्त नाम है। चूँकि आरओ मेम्ब्रेन के छिद्र का आकार एक बाल के पाँच लाखवें हिस्से (0.0001 माइक्रोन) के बराबर होता है, इसलिए यह आमतौर पर नंगी आँखों से दिखाई नहीं देता, और बैक्टीरिया और वायरस इसके 5000 गुना होते हैं। इसलिए, केवल पानी के अणु और कुछ खनिज आयन जो मानव शरीर के लिए फायदेमंद होते हैं, ही इससे होकर गुजर सकते हैं, और अन्य अशुद्धियाँ और भारी धातुएँ अपशिष्ट जल पाइप से बाहर निकल जाती हैं।

रिवर्स ऑस्मोसिस का सिद्धांत:
सबसे पहले, हमें "परासरण" की अवधारणा को समझना होगा। परासरण एक भौतिक प्रक्रिया है। जब अलग-अलग लवणों वाले दो प्रकार के जल को, जैसे कि अर्ध-पारगम्य अवरोध द्वारा, अलग किया जाता है, तो कम लवण वाले भाग का जल रिसता हुआ पाया जाएगा। यह झिल्ली उच्च लवण वाले जल में प्रवेश करती है, लेकिन लवण रिसता नहीं है, जिससे दोनों ओर लवण की सांद्रता क्रमशः समान होने तक एकत्रित होती रहती है। हालाँकि, इस प्रक्रिया को पूरा होने में लंबा समय लगता है, जिसे परासरण दाब भी कहते हैं।

रिवर्स ऑस्मोसिस भौतिक मानचित्र
हालाँकि, यदि आप अधिक नमक वाले पानी पर दबाव डालने का प्रयास करते हैं, तो परिणाम उपरोक्त प्रवेश को भी सीमित कर सकते हैं, और इस दबाव को परासरणी दबाव कहते हैं। यदि दबाव बढ़ाया जाता है, तो अंतःस्यंदन उलटा हो सकता है, और नमक वहीं रहेगा। परिणामस्वरूप, रिवर्स ऑस्मोसिस विलवणीकरण का सिद्धांत खारे पानी (जैसे कच्चे पानी) में प्राकृतिक परासरणी दबाव से अधिक दबाव डालना है, ताकि परासरण विपरीत दिशा में आगे बढ़े, और कच्चे पानी में मौजूद पानी के अणु झिल्ली के दूसरी ओर दब जाएँ, जिसके परिणामस्वरूप स्वच्छ पानी प्राप्त हो, ताकि पानी से अशुद्धियाँ और लवण निकालने का लक्ष्य प्राप्त हो सके।

आरओ रिवर्स ऑस्मोसिस की उत्पत्ति:

एक अमेरिकी वैज्ञानिक ने 1950 में संयोगवश पाया कि सीगल समुद्र में उड़ते समय समुद्र की सतह से एक बड़ा घूँट समुद्री जल चूस लेते हैं। कुछ सेकंड बाद वे थोड़ा सा समुद्री जल उल्टी कर देते थे, जिससे चिंताएँ पैदा हुईं क्योंकि ज़मीन पर रहने वाले जीव अपने फेफड़ों से साँस लेते हैं। उच्च लवणता वाला खारा पानी पिया नहीं जा सकता। विच्छेदन के बाद, पता चला कि सीगल के शरीर पर एक पतली परत होती है। यह परत वास्तव में सटीक होती है। सीगल खारे पानी को अंदर लेता है, जो बाद में संपीड़ित होता है, और दबाव के कारण पानी के अणु इस परत से होकर गुज़र जाते हैं।

इसे मीठे पानी में बदल दिया जाता है, और समुद्री जल में मौजूद दूषित पदार्थों और अत्यधिक सांद्रित नमक को मुँह से थूक दिया जाता है। यह रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया का मूलभूत सैद्धांतिक आधार है, जिसका पहली बार 1953 में फ्लोरिडा विश्वविद्यालय द्वारा विलवणीकरण उपकरणों पर प्रयोग किया गया था। यूसीएलए विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ मेडिसिन के प्रोफेसर डॉ. एस. सिडनी लोड ने 2009 में डॉ. एस. सोइरीराजन के साथ मिलकर एक अमेरिकी संघीय सरकार की परियोजना के सहयोग से रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्लियों पर शोध शुरू किया और इसे अंतरिक्ष यात्रियों पर लागू करने के लिए प्रति वर्ष लगभग 400 मिलियन अमेरिकी डॉलर का निवेश किया।