റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു: അഡ്വാൻസ്ഡ് ഫിൽട്രേഷൻ വഴി വെള്ളം ശുദ്ധീകരിക്കൽ
- ഓസ്മോസിസ് vs. റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ്
- സ്വാഭാവിക ഓസ്മോസിസ്: പ്രകൃതിയിൽ, ലായക സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ ഒരു മേഖലയിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന ലായക സാന്ദ്രതയിലേക്ക് സെമിപെർമെബിൾ മെംബ്രണിലൂടെ വെള്ളം നീങ്ങി ഇരുവശങ്ങളും സന്തുലിതമാക്കുന്നു (ചിത്രം 1a). ഈ നിഷ്ക്രിയ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഊർജ്ജം ആവശ്യമില്ല.
(ദൃശ്യ നിർദ്ദേശം: ഒരു മെംബ്രൺ കൊണ്ട് വേർതിരിച്ച രണ്ട് അറകൾ; വെള്ളം ഉപ്പുവെള്ളം കൂടുതലുള്ള ഭാഗത്തേക്ക് ഒഴുകുന്നു.)
- റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ്: RO ഈ പ്രവാഹത്തെ വിപരീതമാക്കുന്നു. സ്വാഭാവിക ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദത്തേക്കാൾ കൂടുതൽ മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, വെള്ളം ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള (മലിനമായ) വശത്ത് നിന്ന് കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള (ശുദ്ധമായ) ഭാഗത്തേക്ക് നിർബന്ധിതമായി കൊണ്ടുപോകുന്നു, അങ്ങനെ മാലിന്യങ്ങൾ അവശേഷിപ്പിക്കുന്നു (ചിത്രം 1b).
(ദൃശ്യ നിർദ്ദേശം: ഉപ്പുരസമുള്ള ഭാഗത്ത് സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നു; ലവണങ്ങൾ/മലിനീകരണങ്ങൾ തടയപ്പെടുമ്പോൾ ജല തന്മാത്രകൾ സ്തരത്തിലൂടെ ഞെരുങ്ങുന്നു.)
- RO യുടെ ഹൃദയം: സെമിപെർമെബിൾ മെംബ്രൺ
RO മെംബ്രൺ സൂക്ഷ്മ സുഷിരങ്ങളുള്ള (~0.0001 മൈക്രോൺ) സാന്ദ്രമായ, മൾട്ടിലെയർ പോളിമർ (പലപ്പോഴും പോളിമൈഡ്) ആണ്. ഈ സുഷിരങ്ങൾ തടയാൻ കഴിയുന്നത്ര ചെറുതാണ്:
- ലയിച്ച ലവണങ്ങൾ (ഉദാ. Na⁺, Cl⁻)
- ഘന ലോഹങ്ങൾ (ഉദാ: ലെഡ്, ആർസെനിക്)
- ബാക്ടീരിയ, വൈറസുകൾ, ജൈവ തന്മാത്രകൾ
മെംബ്രൺ ഘടന:
- പിന്തുണ പാളി: മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി നൽകുന്നു.
- സുഷിര പാളി: ജലഗതാഗതം അനുവദിക്കുന്നു.
- സജീവ പാളി: തിരഞ്ഞെടുത്ത ഫിൽട്രേഷനായി നാനോ വലിപ്പമുള്ള സുഷിരങ്ങളുള്ള അൾട്രാ-നേർത്ത പോളിമൈഡ് ഷീറ്റ്.
- മലിനീകരണം എങ്ങനെ നീക്കംചെയ്യാം
- വലിപ്പം ഒഴിവാക്കൽ: വലിയ തന്മാത്രകൾക്ക് (ഉദാ: ലവണങ്ങൾ, ജൈവവസ്തുക്കൾ) ചെറിയ സുഷിരങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ കഴിയില്ല.
- ചാർജ് റിപ്പൽഷൻ: മെംബ്രൺ ഉപരിതലം വൈദ്യുത ചാർജുള്ളതാണ്, സമാന ചാർജുകളുള്ള അയോണുകളെ ഇത് അകറ്റുന്നു.
- ഡിഫ്യൂഷൻ റെസിസ്റ്റൻസ്: മാലിന്യങ്ങൾ കുടുങ്ങി മലിനജലമായി ഒഴുകിപ്പോകുന്നു.
- RO യുടെ അപേക്ഷകൾ
- ഡീസലൈനേഷൻ: കടൽവെള്ളത്തെ ശുദ്ധജലമാക്കി മാറ്റുന്നു.
- കുടിവെള്ള സംവിധാനങ്ങൾ: വീട്ടിലെ ടാപ്പുകളിൽ നിന്ന് മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുക.
- വ്യവസായങ്ങൾ: ഔഷധ നിർമ്മാണം, ഭക്ഷ്യ/പാനീയ ഉൽപ്പാദനം, മലിനജല സംസ്കരണം.
- വെല്ലുവിളികൾ
- ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം: ഉയർന്ന മർദ്ദം ഊർജ്ജ ഉപയോഗം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
- മെംബ്രൺ ഫൗളിംഗ്: കണികകൾ സുഷിരങ്ങൾ അടഞ്ഞുപോകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, അതിനാൽ പതിവ് അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ ആവശ്യമാണ്.
തീരുമാനം
റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് ശുദ്ധജലം വിതരണം ചെയ്യുന്നതിനായി നൂതന മെറ്റീരിയൽ സയൻസിനെയും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെയും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ഓസ്മോട്ടിക് തത്വങ്ങളും മെംബ്രൻ രൂപകൽപ്പനയും മനസ്സിലാക്കുന്നതിലൂടെ, സുസ്ഥിരമായ ഒരു ഭാവിക്കായി നമുക്ക് RO സിസ്റ്റങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും.