റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രണുകളുടെ ചരിത്രം, അവ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ശരിയായവ എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് (RO) എന്നത് ഒരു മെംബ്രൻ വേർതിരിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്, ഇത് വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് ഉപ്പും മറ്റ് ലയിച്ച വസ്തുക്കളും സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തി നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും. കടൽവെള്ളം ഡീസലൈനേഷൻ, ഉപ്പുവെള്ളം ഡീസലൈനേഷൻ, കുടിവെള്ള ശുദ്ധീകരണം, മലിനജല പുനരുപയോഗം എന്നിവയ്ക്കായി RO വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രണിന് പിന്നിലെ കഥ

ഒരു റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രൺ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ? വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് ഉപ്പും മറ്റ് മാലിന്യങ്ങളും എങ്ങനെ ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത് കുടിക്കാൻ സുരക്ഷിതവും ശുദ്ധവുമാക്കാൻ കഴിയും? ശരി, ഈ അത്ഭുതകരമായ കണ്ടുപിടുത്തത്തിന് പിന്നിലെ കഥ വളരെ കൗതുകകരമാണ്, അതിൽ ചില കൗതുകകരമായ കടൽക്കാക്കകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഇതെല്ലാം ആരംഭിച്ചത് 1950-കളിൽ, ലോസ് ഏഞ്ചൽസിലെ കാലിഫോർണിയ സർവകലാശാലയിൽ സിഡ്നി ലോബ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന കാലത്താണ്. ഓസ്മോസിസ് പ്രക്രിയയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതിൽ അദ്ദേഹത്തിന് താൽപ്പര്യമുണ്ടായിരുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ ലായക സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു പ്രദേശത്ത് നിന്ന് ഉയർന്ന ലായക സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു പ്രദേശത്തേക്ക് ഒരു സെമി-പെർമെബിൾ മെംബ്രണിലൂടെ ജലത്തിന്റെ സ്വാഭാവിക ചലനമാണ്. ഈ പ്രക്രിയയെ വിപരീതമാക്കാനും ബാഹ്യ മർദ്ദം ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന ലായക സാന്ദ്രതയിൽ നിന്ന് കുറഞ്ഞ ലായക സാന്ദ്രതയിലേക്ക് വെള്ളം നീക്കാനും അദ്ദേഹം ആഗ്രഹിച്ചു. ഇത് കടൽവെള്ളത്തെ ഡീസലൈനേറ്റ് ചെയ്യാനും മനുഷ്യ ഉപഭോഗത്തിനായി ശുദ്ധജലം ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും അദ്ദേഹത്തെ അനുവദിക്കും.

എന്നിരുന്നാലും, അദ്ദേഹം ഒരു വലിയ വെല്ലുവിളി നേരിട്ടു: ഉയർന്ന മർദ്ദത്തെ ചെറുക്കാനും ഉപ്പും മറ്റ് മാലിന്യങ്ങളും മൂലമുണ്ടാകുന്ന മാലിന്യങ്ങളെ പ്രതിരോധിക്കാനും കഴിയുന്ന അനുയോജ്യമായ ഒരു മെംബ്രൺ കണ്ടെത്തുക. സെല്ലുലോസ് അസറ്റേറ്റ്, പോളിയെത്തിലീൻ തുടങ്ങിയ വിവിധ വസ്തുക്കൾ അദ്ദേഹം പരീക്ഷിച്ചു, പക്ഷേ അവയൊന്നും വേണ്ടത്ര ഫലപ്രദമായില്ല. എന്തോ ഒരു പ്രത്യേകത ശ്രദ്ധയിൽപ്പെട്ടപ്പോൾ അദ്ദേഹം ഉപേക്ഷിക്കാൻ പോവുകയായിരുന്നു.

ഒരു ദിവസം, അദ്ദേഹം കടൽത്തീരത്ത് നടക്കുമ്പോൾ, കടലിനു മുകളിലൂടെ പറക്കുന്ന ഒരു കൂട്ടം കടൽക്കാക്കകളെ കണ്ടു. അവ വെള്ളത്തിൽ മുങ്ങി കുറച്ച് മത്സ്യങ്ങളെ പിടിച്ച് കരയിലേക്ക് പറക്കുന്നത് അദ്ദേഹം നിരീക്ഷിച്ചു. അസുഖമോ നിർജ്ജലീകരണമോ ഇല്ലാതെ അവയ്ക്ക് എങ്ങനെ കടൽ വെള്ളം കുടിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് അദ്ദേഹം ചിന്തിച്ചു. കൂടുതൽ അന്വേഷിക്കാൻ അദ്ദേഹം തീരുമാനിച്ചു, കടൽക്കാക്കകൾക്ക് അവയുടെ കണ്ണുകൾക്ക് സമീപം ഉപ്പ് ഗ്രന്ഥി എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രത്യേക ഗ്രന്ഥി ഉണ്ടെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. ഈ ഗ്രന്ഥി അവയുടെ രക്തത്തിൽ നിന്ന് അധിക ഉപ്പ് മൂക്കിലൂടെ ഒരു ഉപ്പുവെള്ള ലായനിയുടെ രൂപത്തിൽ സ്രവിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, അവയ്ക്ക് ജല സന്തുലിതാവസ്ഥ നിലനിർത്താനും ഉപ്പ് വിഷബാധ ഒഴിവാക്കാനും കഴിയും.

അതിനുശേഷം, RO സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസന കാലഘട്ടത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുകയും ക്രമേണ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിലേക്ക് നീങ്ങുകയും ചെയ്തു. 1965-ൽ, കാലിഫോർണിയയിലെ കോളിംഗയിൽ ആദ്യത്തെ വാണിജ്യ RO സിസ്റ്റം നിർമ്മിച്ചു, ഇത് പ്രതിദിനം 5000 ഗാലൻ വെള്ളം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. 1967-ൽ, ഇന്റർഫേഷ്യൽ പോളിമറൈസേഷൻ രീതി ഉപയോഗിച്ച് കഡോട്ടെ നേർത്ത-ഫിലിം കോമ്പോസിറ്റ് മെംബ്രൺ കണ്ടുപിടിച്ചു, ഇത് RO മെംബ്രണുകളുടെ പ്രകടനവും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തി. 1977-ൽ, ഫിലിംടെക് കോർപ്പറേഷൻ കൂടുതൽ സംഭരണ ​​സമയവും എളുപ്പമുള്ള ഗതാഗതവുമുള്ള ഡ്രൈ-ടൈപ്പ് മെംബ്രൻ ഘടകങ്ങൾ വിൽക്കാൻ തുടങ്ങി.

ഇന്ന്, ഫീഡ് വെള്ളത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരവും ഉപയോഗ ആവശ്യകതകളും അനുസരിച്ച് വിവിധ തരങ്ങളിലും വലുപ്പങ്ങളിലും RO മെംബ്രണുകൾ ലഭ്യമാണ്. സാധാരണയായി രണ്ട് പ്രധാന തരം RO മെംബ്രണുകളുണ്ട്: സ്പൈറൽ-വൂണ്ട്, ഹോളോ-ഫൈബർ. സുഷിരങ്ങളുള്ള ഒരു ട്യൂബിന് ചുറ്റും ഉരുട്ടിയ പരന്ന ഷീറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് സ്പൈറൽ-വൂണ്ട് മെംബ്രണുകൾ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഇത് ഒരു സിലിണ്ടർ മൂലകം ഉണ്ടാക്കുന്നു. പൊള്ളയായ കോറുകളുള്ള നേർത്ത ട്യൂബുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് പൊള്ളയായ-ഫൈബർ മെംബ്രണുകൾ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഇത് ഒരു ബണ്ടിൽ മൂലകം ഉണ്ടാക്കുന്നു. കടൽവെള്ളത്തിന്റെയും ഉപ്പുവെള്ളത്തിന്റെയും ഉപ്പുവെള്ളം ഡീസലൈനേഷൻ ചെയ്യുന്നതിന് സ്പൈറൽ-വൂണ്ട് മെംബ്രണുകൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതേസമയം കുടിവെള്ള ശുദ്ധീകരണം പോലുള്ള താഴ്ന്ന മർദ്ദത്തിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഹോളോ-ഫൈബർ മെംബ്രണുകൾ കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്.

ഒരു പ്രത്യേക ആപ്ലിക്കേഷനു വേണ്ടി ശരിയായ RO മെംബ്രൺ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിന്, നിരവധി ഘടകങ്ങൾ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഉദാഹരണത്തിന്:

- ഉപ്പ് നിരസിക്കൽ: സ്തരത്തിലൂടെ നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഉപ്പിന്റെ ശതമാനം. ഉയർന്ന ഉപ്പ് നിരസിക്കൽ എന്നാൽ ഉയർന്ന ജല ഗുണനിലവാരം എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്.

- ജലപ്രവാഹം: ഓരോ യൂണിറ്റ് വിസ്തീർണ്ണത്തിലും സമയത്തിലും സ്തരത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന ജലത്തിന്റെ അളവ്. ഉയർന്ന ജലപ്രവാഹം എന്നാൽ ഉയർന്ന ഉൽപ്പാദനക്ഷമതയും കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്.

- ഫൗളിംഗ് പ്രതിരോധം: ജൈവവസ്തുക്കൾ, കൊളോയിഡുകൾ, സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ, സ്കെയിലിംഗ് ധാതുക്കൾ എന്നിവയാൽ ഫൗളിംഗ് തടയാനുള്ള സ്തരത്തിന്റെ കഴിവ്. ഉയർന്ന ഫൗളിംഗ് പ്രതിരോധം എന്നാൽ മെംബ്രൺ ദീർഘായുസ്സും കുറഞ്ഞ പരിപാലനച്ചെലവും എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്.

- പ്രവർത്തന മർദ്ദം: മെംബ്രണിലൂടെ വെള്ളം കടത്തിവിടാൻ ആവശ്യമായ മർദ്ദം. കുറഞ്ഞ പ്രവർത്തന മർദ്ദം എന്നാൽ കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും ഉപകരണങ്ങളുടെ വിലയും എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്.

- പ്രവർത്തന pH: മെംബ്രണിന് കേടുപാടുകൾ കൂടാതെ സഹിക്കാൻ കഴിയുന്ന pH പരിധി. വിശാലമായ പ്രവർത്തന pH എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത തീറ്റ ജല സ്രോതസ്സുകളുമായി കൂടുതൽ വഴക്കവും അനുയോജ്യതയും എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്.

വ്യത്യസ്ത RO മെംബ്രണുകൾക്ക് ഈ ഘടകങ്ങൾക്കിടയിൽ വ്യത്യസ്ത ട്രേഡ്-ഓഫുകൾ ഉണ്ടാകാം, അതിനാൽ അവയുടെ പ്രകടന ഡാറ്റ താരതമ്യം ചെയ്ത് നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷൻ വ്യവസ്ഥകൾക്കനുസരിച്ച് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായത് തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.