मायक्रो-फिल्ट्रेशन, अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन, नॅनोफिल्ट्रेशन आणि रिव्हर्स ऑस्मोसिसमधील फरक

सूक्ष्म-फिल्ट्रेशन (एमएफ)
फिल्टरिंगची अचूकता ०.१ ते ५० मायक्रॉन दरम्यान असते. सूक्ष्म-फिल्ट्रेशनमध्ये वेगवेगळे पीपी फिल्टर घटक, सक्रिय कार्बन फिल्टर घटक, सिरेमिक फिल्टर घटक इत्यादींचा समावेश असतो. पाण्यातील धोकादायक घटक, जसे की सूक्ष्मजीव काढून टाकते. फिल्टर घटक बहुतेकदा धुता येत नाही आणि तो एक-वेळचा फिल्टर मटेरियल असतो जो नियमितपणे बदलला पाहिजे.

①PP कॉटन कोर: सामान्यतः फक्त खडबडीत गाळण्यासाठी वापरला जातो ज्यामध्ये पाण्यातील गाळ आणि गंज यासारखे मोठे कण काढून टाकण्यासाठी कमी आवश्यकता असतात.

②सक्रिय कार्बन: ते पाण्यातील वेगवेगळे रंग आणि गंध दूर करू शकते, परंतु ते पाण्यातील बॅक्टेरिया काढून टाकू शकत नाही आणि गाळ आणि गंज काढून टाकण्याचा परिणाम देखील खूपच कमी आहे.

③सिरेमिक फिल्टर घटक: लहान गाळण्याची अचूकता फक्त ०.१ मायक्रॉन आहे आणि प्रवाह दर सहसा लहान असतो, जो साफ करणे सोपे नसते.

अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन (UF)
मायक्रोपोरस फिल्टर मेम्ब्रेनची रेटेड पोर साईज रेंज ०.००१-०.०२ मायक्रॉन असते आणि पोर साईज मानकांमध्ये सातत्य असते. अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन ही एक मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन प्रक्रिया आहे जी प्रेशर डिफरन्ससह अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन वापरते ज्यामध्ये प्रेशर डिफरन्सचा वापर केला जातो. बहुतेक अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन एसीटेट फायबर किंवा तुलनात्मक वैशिष्ट्यांसह पॉलिमर मटेरियलपासून बनवलेले असतात. हे ट्रीटमेंट सोल्युशन्समध्ये विद्राव्यांचे पृथक्करण आणि एकाग्रतेसाठी योग्य आहे आणि ते बहुतेकदा कोलाइडल सस्पेंशन वेगळे करण्यासाठी देखील वापरले जाते जे इतर पृथक्करण तंत्रांचा वापर करून पूर्ण करणे कठीण आहे आणि त्याचे अनुप्रयोग क्षेत्र सतत वाढत आहे.

दाबाच्या फरकावर आधारित मेम्ब्रेन अल्ट्राफिल्ट्रेशन तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकृत केले आहे: अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन, मायक्रोपोरस मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन आणि रिव्हर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन. ते मेम्ब्रेन लेयर राखू शकणाऱ्या लहान कण आकार किंवा आण्विक वजनाने ओळखले जातात. जेव्हा मेम्ब्रेनची रेटेड पोर साईज रेंज डिझिटिंग स्टँडर्ड म्हणून वापरली जाते, तेव्हा मायक्रोपोरस मेम्ब्रेन (MF) ची रेटेड पोर साईज रेंज 0.02-10 मीटर असते, अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन (UF) ची रेटेड पोर साईज रेंज 0.001-0.02 मीटर असते आणि रिव्हर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन (RO) ची रेटेड पोर साईज रेंज 0.0001-0.001 मीटर असते. छिद्रांसाठी अनेक नियंत्रण घटक आहेत, जसे की वेगवेगळ्या पोर साईजसह अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन, आणि द्रावणाच्या प्रकार आणि एकाग्रतेवर आधारित छिद्र आकार वितरण तसेच मेम्ब्रेन उत्पादनादरम्यान बाष्पीभवन आणि कोग्युलेशन स्थिती यावर आधारित छिद्र आकार वितरण तयार केले जाऊ शकते.

अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन भौतिक नकाशा
अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन हे सहसा पॉलिमर सेपरेशन मेम्ब्रेन असतात, अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेनसाठी वापरल्या जाणाऱ्या पॉलिमर मटेरियलमध्ये बहुतेक सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्ह्ज, पॉलिसल्फोन, पॉलीएक्रिलोनिट्राइल, पॉलिमाइड आणि पॉली कार्बोनेट असतात. अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेनचा वापर फार्मास्युटिकल, अन्न आणि पर्यावरणीय उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो आणि ते फ्लॅट मेम्ब्रेन, रोल मेम्ब्रेन, ट्यूबलर मेम्ब्रेन किंवा पोकळ फायबर मेम्ब्रेनमध्ये तयार केले जाऊ शकतात.

अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन हा शोध लावलेल्या पहिल्या पॉलिमर सेपरेशन मेम्ब्रेनपैकी एक होता आणि १९६० च्या दशकात अल्ट्रा-फिल्ट्रेशन मशीन्सची निर्मिती करण्यात आली. अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेनचा वापर उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर केला जातो आणि तो एक नवीन रासायनिक युनिट ऑपरेशन म्हणून उदयास आला आहे. जैविक उत्पादने, औषधी वस्तू आणि अन्नपदार्थांचे पृथक्करण, एकाग्रता आणि शुद्धीकरण तसेच रक्त प्रक्रिया, सांडपाणी प्रक्रिया आणि अल्ट्राप्युअर पाणी तयार करण्यासाठी टर्मिनल ट्रीटमेंट डिव्हाइसेसमध्ये याचा वापर केला जातो.

नॅनोफिल्ट्रेशन (NF) ची गाळण्याची अचूकता अल्ट्राफिल्ट्रेशन आणि रिव्हर्स ऑस्मोसिसच्या दरम्यान असते आणि डिसेलिनेशन रेट रिव्हर्स ऑस्मोसिसपेक्षा कमी असतो. बाजारात, एक प्रचलित म्हण होती: नॅनोफिल्ट्रेशन म्हणजे स्लोपी रिव्हर्स ऑस्मोसिस. खरं तर, ही एक फसवी तांत्रिक कल्पना आहे.
नॅनोफिल्ट्रेशनचा भौतिक नकाशा
प्रत्यक्ष पृथक्करण संकल्पनेत, नॅनोफिल्ट्रेशन हा एक फिल्टर पडदा आहे जो दौनन परिणामाला समाधान देतो आणि त्याला निवडक आयन रिजेक्शन आहे, एक पडदा ज्याची सोडियम क्लोराइड पारगम्यता सोडियम क्लोराइड एकाग्रतेच्या प्रमाणात आहे आणि 0.4 पेक्षा जास्त आहे. त्याचे प्राथमिक अनुप्रयोग म्हणजे डिसेलिनेशन आणि विविध इनपुट द्रवपदार्थांची एकाग्रता. 30,000 ppm NaCl वर नॅनोफिल्ट्रेशन पडदा वापरून इतर आयनांसह 0% NaCl रिजेक्शन पाहिले जाते.

रिव्हर्स ऑस्मोसिस (RO): गाळण्याची अचूकता सुमारे 0.0001 मायक्रॉन आहे आणि ही एक अति-उच्च-परिशुद्धता पडदा वेगळे करण्याची पद्धत आहे जी 1960 च्या दशकाच्या सुरुवातीला युनायटेड स्टेट्समध्ये विकसित केली गेली होती ज्यामध्ये भिन्न दाब वापरला जातो. ते पाण्यातील जवळजवळ सर्व दूषित पदार्थ (हानिकारक आणि उपयुक्त दोन्ही) फिल्टर करू शकते, फक्त पाण्याचे रेणू सोडते. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ते शुद्ध पाणी, औद्योगिक अति-शुद्ध पाणी आणि वैद्यकीय अति-शुद्ध पाण्याच्या उत्पादनात वापरले जाते. रिव्हर्स ऑस्मोसिस तंत्रज्ञानासाठी दाब आणि ऊर्जा आवश्यक आहे.

RO हे इंग्रजीमध्ये रिव्हर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेनचे संक्षिप्त रूप आहे. RO मेम्ब्रेनचा छिद्र आकार केसांच्या पाच दशलक्षांश भाग (0.0001 मायक्रॉन) असल्याने, तो सामान्यतः उघड्या डोळ्यांना दिसत नाही आणि बॅक्टेरिया आणि विषाणू त्याचे 5000 असतात. म्हणूनच, फक्त पाण्याचे रेणू आणि मानवी शरीरासाठी फायदेशीर असलेले काही खनिज आयन त्यातून जाऊ शकतात आणि इतर अशुद्धता आणि जड धातू सांडपाण्याच्या पाईपमधून बाहेर पडतात.

रिव्हर्स ऑस्मोसिसचे तत्व:
सर्वप्रथम, आपण "ऑस्मोसिस" ही संकल्पना समजून घेतली पाहिजे. ऑस्मोसिस ही एक भौतिक प्रक्रिया आहे. जेव्हा वेगवेगळ्या क्षारांसह दोन प्रकारचे पाणी वेगळे केले जाते, जसे की अर्ध-पारगम्य अडथळा, तेव्हा कमी क्षार असलेले पाणी बाजूला झिरपते असे आढळते. पडदा जास्त क्षार असलेल्या पाण्यात प्रवेश करतो, परंतु मीठ झिरपत नाही, ज्यामुळे दोन्ही बाजूंवरील क्षारांचे प्रमाण हळूहळू एकत्र होते जोपर्यंत ते समान होत नाहीत. तथापि, ही प्रक्रिया पूर्ण करण्यासाठी बराच वेळ लागतो, ज्याला ऑस्मोटिक प्रेशर असेही म्हणतात.

रिव्हर्स ऑस्मोसिस भौतिक नकाशा
तथापि, जर तुम्ही पाण्याच्या बाजूला जास्त प्रमाणात मीठ असलेल्या दाब देण्याचा प्रयत्न केला तर त्याचा परिणाम वर उल्लेख केलेल्या प्रवेशावरही मर्यादा येऊ शकतो आणि या दाबाला ऑस्मोटिक प्रेशर म्हणतात. जर दाब वाढला तर घुसखोरी उलट होऊ शकते आणि मीठ तसेच राहील. परिणामी, रिव्हर्स ऑस्मोसिस डिसेलिनेशनचे तत्व म्हणजे खाऱ्या पाण्यात (जसे की कच्चे पाणी) नैसर्गिक ऑस्मोटिक प्रेशरपेक्षा जास्त दाब लागू करणे, जेणेकरून ऑस्मोसिस उलट दिशेने पुढे जाईल आणि कच्च्या पाण्यातील पाण्याचे रेणू पडद्याच्या दुसऱ्या बाजूला दाबले जातील, परिणामी स्वच्छ पाणी तयार होईल, जेणेकरून पाण्यातून अशुद्धता आणि क्षार काढून टाकण्याचे ध्येय साध्य होईल.

आरओ रिव्हर्स ऑस्मोसिसचे मूळ:

१९५० मध्ये एका अमेरिकन शास्त्रज्ञाला अपघाताने असे आढळून आले की समुद्रात उडताना सीगलने समुद्राच्या पृष्ठभागावरून मोठ्या प्रमाणात समुद्राचे पाणी शोषले. काही सेकंदांनंतर त्यांना थोडेसे समुद्राचे पाणी उलट्या झाल्या, ज्यामुळे चिंता निर्माण झाली कारण जमिनीवरील प्राणी त्यांच्या फुफ्फुसातून श्वास घेतात. जास्त मीठ असलेले मीठ पाणी पिऊ शकत नाही. विच्छेदनानंतर, असे आढळून आले की सीगलच्या शरीरात एक पातळ थर असतो. थर खरोखरच अचूक आहे. सीगल खारे पाणी श्वास घेतो, जे नंतर दाबले जाते आणि दाबाच्या परिणामामुळे पाण्याचे रेणू थरातून जातात.

ते गोड्या पाण्यात रूपांतरित केले जाते आणि समुद्राच्या पाण्यात असलेले दूषित पदार्थ आणि अत्यंत सांद्रित मीठ तोंडातून बाहेर काढले जाते. रिव्हर्स ऑस्मोसिस प्रक्रियेचा हा मूलभूत सैद्धांतिक आधार आहे, जो १९५३ मध्ये फ्लोरिडा विद्यापीठाने प्रथम डिसेलिनेशन उपकरणांवर लागू केला होता. यूसीएलए युनिव्हर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिनचे प्राध्यापक डॉ. एस. सिडनी लोड यांनी २००९ मध्ये रिव्हर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेनवर संशोधन सुरू करण्यासाठी डॉ. एस. सोइरिराजन यांच्यासोबत सहकार्य केले, अमेरिकन फेडरल सरकारच्या प्रकल्पाच्या मदतीने, आणि अंतराळवीरांवर ते लागू करण्यासाठी संशोधनात दरवर्षी अंदाजे $४०० दशलक्ष अमेरिकन डॉलर्सची गुंतवणूक केली.