മൈക്രോ-ഫിൽട്രേഷൻ, അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ, നാനോഫിൽട്രേഷൻ, റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് എന്നിവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം.

മൈക്രോ-ഫിൽട്രേഷൻ (MF)
ഫിൽട്ടറിംഗ് കൃത്യത 0.1 മുതൽ 50 മൈക്രോൺ വരെയാണ്. മൈക്രോ-ഫിൽട്രേഷനിൽ വ്യത്യസ്ത പിപി ഫിൽട്ടർ ഘടകങ്ങൾ, സജീവമാക്കിയ കാർബൺ ഫിൽട്ടർ ഘടകങ്ങൾ, സെറാമിക് ഫിൽട്ടർ ഘടകങ്ങൾ തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുന്നു. സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ പോലുള്ള അപകടകരമായ ഘടകങ്ങൾ വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യുന്നു. ഫിൽട്ടർ ഘടകം പലപ്പോഴും കഴുകാൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ പതിവായി മാറ്റിസ്ഥാപിക്കേണ്ട ഒറ്റത്തവണ ഫിൽട്ടർ മെറ്റീരിയലുമാണ്.

①PP കോട്ടൺ കോർ: വെള്ളത്തിലെ അവശിഷ്ടം, തുരുമ്പ് തുടങ്ങിയ വലിയ കണികകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിന് കുറഞ്ഞ ആവശ്യകതകളുള്ള പരുക്കൻ ഫിൽട്ടറേഷനായി മാത്രമേ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കൂ.

②ആക്ടിവേറ്റഡ് കാർബൺ: ഇതിന് വെള്ളത്തിലെ വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങളും ദുർഗന്ധങ്ങളും ഇല്ലാതാക്കാൻ കഴിയും, പക്ഷേ വെള്ളത്തിലെ ബാക്ടീരിയകളെ നീക്കം ചെയ്യാൻ ഇതിന് കഴിയില്ല, കൂടാതെ അവശിഷ്ടങ്ങളുടെയും തുരുമ്പിന്റെയും നീക്കം ചെയ്യൽ ഫലവും വളരെ മോശമാണ്.

③സെറാമിക് ഫിൽട്ടർ ഘടകം: ചെറിയ ഫിൽട്ടറേഷൻ കൃത്യത 0.1 മൈക്രോൺ മാത്രമാണ്, കൂടാതെ ഫ്ലോ റേറ്റ് സാധാരണയായി ചെറുതാണ്, ഇത് വൃത്തിയാക്കാൻ എളുപ്പമല്ല.

അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രൺ (UF)
ഒരു മൈക്രോപോറസ് ഫിൽട്ടർ മെംബ്രണിന് 0.001-0.02 മൈക്രോൺ റേറ്റുചെയ്ത പോർ സൈസ് പരിധിയും സ്ഥിരമായ പോർ സൈസ് സ്റ്റാൻഡേർഡുകളുമുണ്ട്. അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രൺ ഫിൽട്രേഷൻ എന്നത് ഒരു മെംബ്രൻ ഫിൽട്രേഷൻ പ്രക്രിയയാണ്, ഇത് മർദ്ദ വ്യത്യാസമുള്ള ഒരു അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രൺ ചാലകശക്തിയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. മിക്ക അൾട്രാഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണുകളും അസറ്റേറ്റ് നാരുകൾ അല്ലെങ്കിൽ താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള പോളിമർ വസ്തുക്കൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ട്രീറ്റ്മെന്റ് ലായനികളിലെ ലായകങ്ങളുടെ വേർതിരിക്കലിനും സാന്ദ്രതയ്ക്കും ഇത് ഉചിതമാണ്, കൂടാതെ മറ്റ് വേർതിരിക്കൽ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച് പൂർത്തിയാക്കാൻ പ്രയാസമുള്ള കൊളോയ്ഡൽ സസ്പെൻഷനുകളുടെ വേർതിരിക്കലിനും ഇത് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ അതിന്റെ പ്രയോഗ മേഖലകൾ നിരന്തരം വളരുകയാണ്.

മർദ്ദ വ്യത്യാസത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മെംബ്രൻ അൾട്രാഫിൽട്രേഷനെ മൂന്ന് തരങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: അൾട്രാഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രൻ ഫിൽട്രേഷൻ, മൈക്രോപോറസ് മെംബ്രൻ ഫിൽട്രേഷൻ, റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രൻ ഫിൽട്രേഷൻ. മെംബ്രൻ പാളി നിലനിർത്താൻ കഴിയുന്ന ചെറിയ കണികാ വലിപ്പം അല്ലെങ്കിൽ തന്മാത്രാ ഭാരം എന്നിവയാൽ അവയെ വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. മെംബ്രണിന്റെ റേറ്റുചെയ്ത പോർ വലുപ്പ ശ്രേണി ഡിസ്റ്റിംഗിംഗ് സ്റ്റാൻഡേർഡായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, മൈക്രോപോറസ് മെംബ്രണിന് (MF) 0.02-10 മീറ്റർ റേറ്റുചെയ്ത പോർ വലുപ്പ ശ്രേണിയുണ്ട്, അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണിന് (UF) 0.001-0.02 മീറ്റർ റേറ്റുചെയ്ത പോർ വലുപ്പ ശ്രേണിയും, റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രണിന് (RO) 0.0001-0.001 മീറ്റർ റേറ്റുചെയ്ത പോർ വലുപ്പ ശ്രേണിയുമുണ്ട്. വ്യത്യസ്ത പോർ വലുപ്പങ്ങളുള്ള അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണുകൾ പോലുള്ള സുഷിരങ്ങൾക്ക് നിരവധി നിയന്ത്രണ ഘടകങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ ലായനിയുടെ തരത്തെയും സാന്ദ്രതയെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി പോർ വലുപ്പ വിതരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടാം, അതുപോലെ മെംബ്രൻ ഉൽപാദന സമയത്ത് ബാഷ്പീകരണം, ശീതീകരണ അവസ്ഥകൾ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയും പോർ വലുപ്പ വിതരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടാം.

അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ ഫിസിക്കൽ മാപ്പ്
അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണുകൾ സാധാരണയായി പോളിമർ സെപ്പറേഷൻ മെംബ്രണുകളാണ്, അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പോളിമർ വസ്തുക്കളിൽ ഭൂരിഭാഗവും സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവുകൾ, പോളിസൾഫോൺ, പോളിഅക്രിലോണിട്രൈൽ, പോളിമൈഡ്, പോളികാർബണേറ്റ് എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണുകൾ ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ, ഫുഡ്, പരിസ്ഥിതി വ്യവസായങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഫ്ലാറ്റ് മെംബ്രണുകൾ, റോൾ മെംബ്രണുകൾ, ട്യൂബുലാർ മെംബ്രണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ പൊള്ളയായ ഫൈബർ മെംബ്രണുകൾ എന്നിവയായി രൂപപ്പെടാം.

കണ്ടുപിടിച്ച ആദ്യത്തെ പോളിമർ സെപ്പറേഷൻ മെംബ്രണുകളിൽ ഒന്നായിരുന്നു അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രൺ, 1960 കളിൽ അൾട്രാ-ഫിൽട്രേഷൻ മെഷീനുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു. വ്യവസായത്തിൽ അൾട്രാഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഒരു പുതിയ കെമിക്കൽ യൂണിറ്റ് പ്രവർത്തനമായി ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്. ജൈവ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ, ഭക്ഷ്യവസ്തുക്കൾ എന്നിവയുടെ വേർതിരിക്കൽ, സാന്ദ്രത, ശുദ്ധീകരണം, രക്ത സംസ്കരണം, മലിനജല സംസ്കരണം, അൾട്രാപ്യുവർ വാട്ടർ തയ്യാറാക്കൽ എന്നിവയിലെ ടെർമിനൽ ട്രീറ്റ്മെന്റ് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

നാനോഫിൽട്രേഷന്റെ (NF) ഫിൽട്രേഷൻ കൃത്യത അൾട്രാഫിൽട്രേഷനും റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസിനും ഇടയിലാണ്, കൂടാതെ ഡീസലൈനേഷൻ നിരക്ക് റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസിനേക്കാൾ കുറവാണ്. വിപണിയിൽ, ഒരു ചൊല്ല് വ്യാപകമായിരുന്നു: നാനോഫിൽട്രേഷൻ സ്ലോപ്പി റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് ആണ്. വാസ്തവത്തിൽ, ഇത് ഒരു വഞ്ചനാപരമായ സാങ്കേതിക ആശയമാണ്.
നാനോഫിൽട്രേഷന്റെ ഭൗതിക ഭൂപടം
യഥാർത്ഥ വേർതിരിക്കൽ ആശയത്തിൽ, നാനോഫിൽട്രേഷൻ എന്നത് ഡൗണൻ പ്രഭാവത്തെ തൃപ്തിപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു ഫിൽട്ടർ മെംബ്രണാണ്, കൂടാതെ സെലക്ടീവ് അയോൺ റിജക്ഷൻ ഉള്ളതുമായ ഒരു മെംബ്രൺ ആണ്, അതിന്റെ സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് പെർമിയബിലിറ്റി സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ആനുപാതികവും 0.4 ൽ കൂടുതലുമാണ്. ഇതിന്റെ പ്രാഥമിക പ്രയോഗങ്ങൾ ഡീസലൈനേഷനും വിവിധ ഇൻപുട്ട് ദ്രാവകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രതയുമാണ്. മറ്റ് അയോണുകളുമായി ചേർന്ന് 30,000 ppm NaCl-ൽ നാനോഫിൽട്രേഷൻ മെംബ്രണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് 0% NaCl റിജക്ഷൻ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് (RO): ഫിൽട്രേഷൻ കൃത്യത ഏകദേശം 0.0001 മൈക്രോൺ ആണ്, 1960 കളുടെ തുടക്കത്തിൽ യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ മർദ്ദം ഉപയോഗിച്ച് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു അൾട്രാ-ഹൈ-പ്രിസിഷൻ മെംബ്രൻ വേർതിരിക്കൽ രീതിയാണിത്. ഇതിന് വെള്ളത്തിലെ എല്ലാ മാലിന്യങ്ങളെയും (ഹാനികരവും സഹായകരവുമായ) ഫിൽട്ടർ ചെയ്യാൻ കഴിയും, ജല തന്മാത്രകൾ മാത്രം അവശേഷിപ്പിക്കുന്നു. മിക്ക കേസുകളിലും, ശുദ്ധജലം, വ്യാവസായിക അൾട്രാപ്യുവർ വാട്ടർ, മെഡിക്കൽ അൾട്രാപ്യുവർ വാട്ടർ എന്നിവയുടെ ഉത്പാദനത്തിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് സമ്മർദ്ദവും ഊർജ്ജവും ആവശ്യമാണ്.

ഇംഗ്ലീഷിൽ റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രൻ എന്നതിന്റെ ചുരുക്കെഴുത്താണ് RO. RO മെംബ്രണിന്റെ സുഷിര വലുപ്പം ഒരു മുടിയുടെ അഞ്ച് ദശലക്ഷത്തിലൊന്നാണ് (0.0001 മൈക്രോൺ), ഇത് സാധാരണയായി നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് അദൃശ്യമാണ്, ബാക്ടീരിയകളും വൈറസുകളും അതിന്റെ 5000 ആണ്. അതിനാൽ, മനുഷ്യശരീരത്തിന് ഗുണം ചെയ്യുന്ന ജല തന്മാത്രകളും ചില ധാതു അയോണുകളും മാത്രമേ കടന്നുപോകാൻ കഴിയൂ, മറ്റ് മാലിന്യങ്ങളും ഘനലോഹങ്ങളും മാലിന്യ ജല പൈപ്പിൽ നിന്ന് പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസിന്റെ തത്വം:
ഒന്നാമതായി, "ഓസ്മോസിസ്" എന്ന ആശയം നമ്മൾ മനസ്സിലാക്കണം. ഓസ്മോസിസ് ഒരു ഭൗതിക പ്രക്രിയയാണ്. വ്യത്യസ്ത ലവണങ്ങളുള്ള രണ്ട് തരം ജലത്തെ വേർതിരിക്കുമ്പോൾ, ഒരു സെമി-പെർമെബിൾ ബാരിയർ പോലെ, ഉപ്പ് കുറവുള്ള വശത്തുള്ള വെള്ളം തുളച്ചുകയറുന്നതായി കാണാം. ഉയർന്ന ഉപ്പ് ഉള്ളടക്കമുള്ള വെള്ളത്തിലേക്ക് മെംബ്രൺ പ്രവേശിക്കുന്നു, പക്ഷേ ഉപ്പ് തുളച്ചുകയറുന്നില്ല, ഇത് ഇരുവശത്തുമുള്ള ഉപ്പ് സാന്ദ്രത ക്രമേണ ലയിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു, അങ്ങനെ അവ തുല്യമാകും. എന്നിരുന്നാലും, ഈ പ്രക്രിയ പൂർത്തിയാക്കാൻ വളരെ സമയമെടുക്കും, ഇതിനെ ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം എന്നും വിളിക്കുന്നു.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് ഫിസിക്കൽ മാപ്പ്
എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന അളവിൽ ഉപ്പ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ജലത്തിന്റെ ഭാഗത്ത് മർദ്ദം ചെലുത്താൻ ശ്രമിച്ചാൽ, അതിന്റെ അനന്തരഫലമായി മുകളിൽ പറഞ്ഞ നുഴഞ്ഞുകയറ്റവും പരിമിതപ്പെടുത്തിയേക്കാം, ഈ മർദ്ദത്തെ ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മർദ്ദം ഉയർന്നാൽ, നുഴഞ്ഞുകയറ്റം വിപരീതമാക്കാൻ കഴിയും, ഉപ്പ് നിലനിൽക്കും. തൽഫലമായി, റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് ഡീസലൈനേഷന്റെ തത്വം ഉപ്പുവെള്ളത്തിലെ (ഉദാഹരണത്തിന് അസംസ്കൃത വെള്ളം) സ്വാഭാവിക ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദത്തേക്കാൾ ഉയർന്ന മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുക എന്നതാണ്, അങ്ങനെ ഓസ്മോസിസ് വിപരീത ദിശയിലേക്ക് നീങ്ങുകയും അസംസ്കൃത വെള്ളത്തിലെ ജല തന്മാത്രകൾ മെംബ്രണിന്റെ മറുവശത്തേക്ക് അമർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് മാലിന്യങ്ങളും ലവണങ്ങളും നീക്കം ചെയ്യുക എന്ന ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നതിന് ശുദ്ധജലം നൽകുന്നു.

RO റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസിന്റെ ഉത്ഭവം:

1950-ൽ ഒരു അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ യാദൃശ്ചികമായി കണ്ടെത്തിയത് കടൽക്കാക്കകൾ കടലിൽ പറക്കുമ്പോൾ കടലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വലിയൊരു വായ നിറയെ കടൽ വെള്ളം വലിച്ചെടുക്കുമെന്ന്. ഏതാനും നിമിഷങ്ങൾക്ക് ശേഷം അവ അല്പം വായ നിറയെ കടൽ വെള്ളം ഛർദ്ദിച്ചു, കാരണം കരയിലെ മൃഗങ്ങൾ അവയുടെ ശ്വാസകോശത്തിലൂടെ ശ്വസിക്കുന്നു എന്നതാണ് ആശങ്കയ്ക്ക് കാരണം. ഉയർന്ന അളവിൽ ഉപ്പുരസമുള്ള ഉപ്പുവെള്ളം കുടിക്കാൻ കഴിയില്ല. കടൽക്കാക്കയുടെ ശരീരത്തിന് ഒരു നേർത്ത പാളി ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. ഫിലിം ശരിക്കും കൃത്യമാണ്. കടൽക്കാക്ക ഉപ്പുവെള്ളം ശ്വസിക്കുന്നു, അത് പിന്നീട് കംപ്രസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, സമ്മർദ്ദത്തിന്റെ ഫലമായി ജല തന്മാത്രകൾ ഫിലിമിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു.

ഇത് ശുദ്ധജലമാക്കി മാറ്റുകയും, കടൽ വെള്ളത്തിലെ മാലിന്യങ്ങളും അമിതമായി സാന്ദ്രീകൃതമായ ഉപ്പും വായിൽ നിന്ന് തുപ്പുകയും ചെയ്യുന്നു. 1953-ൽ ഫ്ലോറിഡ സർവകലാശാലയാണ് റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് പ്രക്രിയ ആദ്യമായി ഡീസലൈനേഷൻ ഉപകരണങ്ങളിൽ പ്രയോഗിച്ചത്, ഇത് റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് പ്രക്രിയയുടെ അടിസ്ഥാന സൈദ്ധാന്തിക അടിത്തറയാണിത്. യുസിഎൽഎ യൂണിവേഴ്സിറ്റി സ്കൂൾ ഓഫ് മെഡിസിൻ പ്രൊഫസറായ ഡോ.എസ്.സിഡ്നി ലോഡ്, 2009-ൽ യുഎസ് ഫെഡറൽ ഗവൺമെന്റ് പ്രോജക്റ്റിന്റെ പിന്തുണയോടെ, ഡോ.എസ്.സോയിരിരാജനുമായി സഹകരിച്ച് റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രണുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ആരംഭിക്കുകയും, ബഹിരാകാശയാത്രികർക്ക് ഇത് പ്രയോഗിക്കുന്നതിനായി പ്രതിവർഷം ഏകദേശം 400 മില്യൺ യുഎസ് ഡോളർ ഗവേഷണത്തിനായി നിക്ഷേപിക്കുകയും ചെയ്തു.