വ്യത്യസ്ത ജല ഗുണങ്ങളുടെ ചികിത്സാ ഫലത്തിൽ റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രണിന്റെ സ്വാധീനം.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് (RO) പ്രയോഗങ്ങളിൽ, ഫീഡ് വാട്ടർ ഗുണനിലവാരം മെംബ്രൻ പ്രകടനം, ഫ്ലക്സ് നിർണ്ണയിക്കൽ, ഉപ്പ് നിരസിക്കൽ, മലിനമാക്കൽ പ്രവണത, ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം, വൃത്തിയാക്കൽ ആവൃത്തി എന്നിവയിൽ പ്രാഥമിക സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. കണികകളും പ്രകൃതിദത്ത ജൈവവസ്തുക്കളും (NOM) കൊണ്ട് സമ്പുഷ്ടമായ ഉപരിതല ജലം ജൈവ, ജൈവ മാലിന്യങ്ങളെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു, അതേസമയം കാഠിന്യം, സിലിക്ക, ലോഹ അയോണുകൾ എന്നിവയാൽ സവിശേഷതയുള്ള ഭൂഗർഭജലമോ ഉപ്പുവെള്ള സ്രോതസ്സുകളോ അജൈവ മാലിന്യങ്ങളെയും സ്കെയിലിംഗിനെയും വെല്ലുവിളിക്കുന്നു. കടൽവെള്ളത്തിന്റെ ഉയർന്ന ലവണാംശത്തിന് ഉയർന്ന പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്, ഇത് സ്കെയിലിംഗിനെയും ബയോഫിലിം രൂപീകരണത്തെയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ലയിച്ച ജൈവവസ്തുക്കളും മൈക്രോപോളൂട്ടന്റുകളും നിറഞ്ഞ മലിനജല മാലിന്യങ്ങൾ ചർമ്മത്തെ വേഗത്തിൽ മലിനമാക്കും, കർശനമായ മുൻകൂർ സംസ്കരണവും ശക്തമായ ക്ലീനിംഗ് പ്രോട്ടോക്കോളുകളും ആവശ്യമാണ്. ഈ സന്ദർഭങ്ങളിൽ, RO കാര്യക്ഷമതയും ദീർഘായുസ്സും നിലനിർത്തുന്നതിന് അനുയോജ്യമായ മുൻകൂർ സംസ്കരണം, വിവേകപൂർണ്ണമായ മെംബ്രൺ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്, ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത പ്രവർത്തന നിയന്ത്രണം എന്നിവ അത്യാവശ്യമാണ്.

ആമുഖം
റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് (RO) ഒരു സെമിപെർമെബിൾ മെംബ്രണിലൂടെ ഹൈഡ്രോളിക് മർദ്ദം പ്രയോഗിച്ചുകൊണ്ട് ലയിച്ച ലായനികളിൽ നിന്ന് ജലത്തെ വേർതിരിക്കുന്നു. ആഗോള ഡീസലൈനേഷൻ ശേഷിയുടെ 65% ത്തിലധികം ഇപ്പോൾ RO വഹിക്കുന്നു, ഇത് ജലസംസ്കരണത്തിലും പുനരുപയോഗത്തിലും അതിന്റെ കേന്ദ്ര പങ്ക് അടിവരയിടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, മെംബ്രൺ പ്രകടനം ഫീഡ് ജല സവിശേഷതകളോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ് - ജൈവ ലോഡ്, അയോണിക് ഘടന, കണികാ പദാർത്ഥം, ജൈവ പ്രവർത്തനം - ഇവയെല്ലാം പെർമിയേറ്റ് ഫ്ലക്സ് കുറയ്ക്കാനും ഉപ്പ് നിരസിക്കൽ കുറയ്ക്കാനും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും മെംബ്രൺ സേവന ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.

തീറ്റ വെള്ളത്തിന്റെ തരങ്ങളും അവയുടെ ആഘാതങ്ങളും
ഉപരിതല ജലം
ഉപരിതല സ്രോതസ്സുകളിൽ (നദികൾ, തടാകങ്ങൾ) പലപ്പോഴും ഉയർന്ന അളവിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഖരവസ്തുക്കൾ, ടർബിഡിറ്റി, NOM എന്നിവ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് വേണ്ടത്ര മുൻകൂട്ടി സംസ്കരിച്ചില്ലെങ്കിൽ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള മെംബ്രൺ ഫൗളിംഗിനും സ്‌പെയ്‌സർ ക്ലോഗ്ഗിംഗിനും കാരണമാകുന്നു. ഉപരിതല ജലത്തിന്റെ കുറഞ്ഞ പ്രീ-ട്രീറ്റ്‌മെന്റ് RO പ്രവർത്തനം സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിൽ പരാജയപ്പെടുന്നു, കാരണം സ്തര പ്രതലങ്ങളിൽ കണികകളും ജൈവവസ്തുക്കളും അടിഞ്ഞുകൂടുന്നു, ഇത് സാന്ദ്രത ധ്രുവീകരണത്തിനും ഫൗളിംഗിനും കാരണമാകുന്നു.

ഭൂഗർഭജലം / ഉപ്പുവെള്ളം
ഉപ്പുവെള്ളമുള്ള ഭൂഗർഭജലത്തിന് മിതമായ ലവണാംശവും കാഠിന്യവും ഉണ്ട്, ഇത് കടൽ വെള്ളവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്നു, പക്ഷേ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെയും സിലിക്കയുടെയും സ്കെയിലിംഗിന്റെ അപകടസാധ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച്, സിലിക്ക സ്കെയിലിംഗ്, പരമ്പരാഗത ആന്റിസ്കെലന്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് തടയാൻ പ്രയാസമാണ്, ഫ്ലക്സ് സംരക്ഷിക്കുന്നതിനും മാറ്റാനാവാത്ത മാലിന്യങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുന്നതിനും പ്രത്യേക നിയന്ത്രണ തന്ത്രങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.

കടൽവെള്ളം
സമുദ്രജല RO (SWRO) ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ (സാധാരണയായി 55–80 ബാർ) പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് ~25–30 ബാറിന്റെ ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദത്തെ മറികടക്കുന്നു, ഇത് ഊർജ്ജ ആവശ്യകത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും മെംബ്രൺ കോംപാക്ഷനും ഫൗളിംഗും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അജൈവ സ്കെയിലിംഗ് (കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ്, കാർബണേറ്റ്) ബയോഫൗളിംഗ് എന്നിവ വ്യാപകമാണ്, കൂടാതെ കർശനമായ ആന്റിസ്കലന്റ് ഡോസിംഗ്, ബയോഫിലിം നിയന്ത്രണം, പതിവ് വൃത്തിയാക്കൽ എന്നിവ ആവശ്യമാണ്.

മലിനജല മാലിന്യം
മുനിസിപ്പാലിറ്റിയിലോ വ്യാവസായികമായോ മലിനജല മാലിന്യങ്ങളുടെ RO സംസ്കരണം, ഉയർന്ന അളവിൽ ലയിച്ച ജൈവവസ്തുക്കൾ, സൂക്ഷ്മമലിനീകരണ വസ്തുക്കൾ, അവശിഷ്ട അണുനാശിനികൾ എന്നിവയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു, ഇത് കടുത്ത ജൈവ, ജൈവമലിനീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. പോളിമൈഡ് RO മെംബ്രണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച ആശുപത്രി WWTP മാലിന്യങ്ങൾ TDS, COD എന്നിവയിൽ ഗണ്യമായ കുറവ് കാണിക്കുന്നു, പക്ഷേ പ്രീRO ഫിൽട്ടറേഷനും നിയന്ത്രിത പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളും ഇല്ലാതെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ഫ്ലക്സ് കുറവ് അനുഭവിക്കുന്നു.

മെംബ്രൺ പ്രകടനത്തിലെ ഫലങ്ങൾ
ഫൗളിംഗ് സംവിധാനങ്ങൾ
മെംബ്രൻ പ്രതലങ്ങളിലേക്കും സുഷിരങ്ങൾക്കുള്ളിലേക്കും കുറഞ്ഞ തന്മാത്രാഭാരമുള്ള ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾ (LMWOC) ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതിലൂടെയാണ് ജൈവ മലിനമാകുന്നത്, ഇത് ജല പ്രവേശനക്ഷമതയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. മെംബ്രൻ മുഖത്ത് മിതമായി ലയിക്കുന്ന ലവണങ്ങൾ (ഉദാ: കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ്, സൾഫേറ്റ്) അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് അജൈവ മലിനമാകുന്നതിലൂടെ സുഷിരങ്ങളെ തടയുകയും സജീവ പാളിയെ നശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന കർക്കശമായ ശല്ക്കങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ അറ്റാച്ച്മെന്റും ബയോഫിലിം വളർച്ചയും വഴി നയിക്കപ്പെടുന്ന ബയോഫൗളിംഗ്, ഫ്ലക്സ് കുറയ്ക്കുകയും പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച സ്കെയിലിംഗ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

സ്കെയിലിംഗ്
കാഠിന്യം അയോണുകൾ സ്തര ഉപരിതലത്തിൽ ലയിക്കുന്നതിന്റെ പരിധി കവിയുമ്പോൾ, സാന്ദ്രത ധ്രുവീകരണം വഴി ത്വരിതപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കാൽസ്യം സൾഫേറ്റും കാർബണേറ്റ് സ്കെയിലിംഗും സാധാരണയായി സംഭവിക്കുന്നു. കൊളോയ്ഡൽ അല്ലെങ്കിൽ ലയിച്ച സ്പീഷീസുകളായി കാണപ്പെടുന്ന സിലിക്ക, പരമ്പരാഗത ആന്റിസ്കലന്റുകളെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന കഠിനവും ഉറച്ചതുമായ നിക്ഷേപങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഉപ്പുവെള്ള RO സിസ്റ്റങ്ങളിൽ.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രണിന്റെ സ്‌പെയ്‌സറുകളിൽ സ്കെയിലിംഗ്

പെർമിയേറ്റ് ഫ്ലക്സും ഉപ്പ് നിരസിക്കലും
ട്രാൻസ്മെംബ്രെൻ മർദ്ദം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് പെർമിയേറ്റ് ഫ്ലക്സ് വർദ്ധിക്കുന്നു, പക്ഷേ സാന്ദ്രത ധ്രുവീകരണവും കോംപാക്ഷൻ ഇഫക്റ്റുകളും കാരണം പീഠഭൂമികൾ. ഉയർന്ന മർദ്ദങ്ങൾ ഉപ്പ് നിരസിക്കലിനെ നേരിയ തോതിൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, എന്നാൽ ഒപ്റ്റിമൽ പരിധികൾക്കപ്പുറം ലായകങ്ങളുടെ വൈകല്യങ്ങളിലൂടെയും ഫ്യൂളിംഗ് പാളികളിലൂടെയും വർദ്ധിച്ച സംവഹന ബലപ്രയോഗം കാരണം നിരസിക്കൽ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദവും
ഫൗളിംഗും സ്കെയിലിംഗും ഹൈഡ്രോളിക് പ്രതിരോധം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, ഫ്ലക്സ് നിലനിർത്താൻ ഉയർന്ന ഫീഡ് മർദ്ദം ആവശ്യമാണ്, അങ്ങനെ നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും (SEC) പ്രവർത്തന ചെലവുകളും വർദ്ധിക്കുന്നു. ക്ലീനിംഗ് സൈക്കിളുകൾ കൂടുതൽ പതിവായി മാറുന്നു, ഇത് രാസവസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗവും പ്രവർത്തനരഹിതമായ സമയവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ലഘൂകരണ തന്ത്രങ്ങൾ
പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റ്
ഫലപ്രദമായ പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റ് - കോഗ്യുലേഷൻ, മീഡിയ ഫിൽട്രേഷൻ, അൾട്രാ ഫിൽട്രേഷൻ - കണികകളെയും NOM ഉം നീക്കം ചെയ്യുന്നു, ഫൗളിംഗ് സാധ്യത തടയുകയും RO പ്രകടനം സ്ഥിരപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉപരിതല ജലത്തിന്, ഡ്യുവൽ-മീഡിയ ഫിൽട്ടറുകളും സജീവമാക്കിയ കാർബൺ അഡോർപ്ഷനും ജൈവ ലോഡിംഗ് കുറയ്ക്കുകയും ഡൌൺസ്ട്രീം RO മൊഡ്യൂളുകളെ സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

വൃത്തിയാക്കലും ആന്റിസ്കലാന്റുകളും
ഫിസിക്കൽ (ബാക്ക് വാഷിംഗ്, ഫോർവേഡ് ഫ്ലഷിംഗ്), കെമിക്കൽ (ആസിഡുകൾ, ആൽക്കലികൾ, ഓക്സിഡന്റുകൾ) ക്ലീനിംഗ് പ്രോട്ടോക്കോളുകൾ ഫ്ലക്സും റിജക്ഷനും പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നതിന് നിർദ്ദിഷ്ട ഫൗളന്റ് തരങ്ങളെ - ഓർഗാനിക്, അജൈവ, ബയോഫിലിമുകൾ - ലക്ഷ്യമിടുന്നു. ആന്റിസ്കലന്റ് ഡോസിംഗ്, പിഎച്ച് ക്രമീകരണം, ആന്റിഫോമിംഗ് ഏജന്റുകൾ എന്നിവ സ്കെയിൽ ന്യൂക്ലിയേഷനും ബയോഫിലിം രൂപീകരണവും തടയാൻ സഹായിക്കുന്നു.

മെംബ്രൻ ഉപരിതല പരിഷ്കരണം
ഉപരിതല ഗ്രാഫ്റ്റിംഗിലെ സമീപകാല പുരോഗതികൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, പോളിഅക്രിലിക് ആസിഡ്, ഗ്രാഫീനോക്സൈഡ് കോട്ടിംഗുകൾ) മിനുസമാർന്നതും കൂടുതൽ ഹൈഡ്രോഫിലിക്, നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്തതുമായ പ്രതലങ്ങളുള്ള മെംബ്രണുകൾ നൽകിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് ഫൗളിംഗ് പ്രതിരോധവും ഫ്ലക്സ് നിലനിർത്തലും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

കേസ് പഠനങ്ങൾ

• ടുണീഷ്യയിൽ ഉപ്പുവെള്ളം ഡീസലൈനേഷൻ:ഒരു ഫുൾസ്കെയിൽ പ്ലാന്റ് ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള വൃത്തിയാക്കലിലൂടെ സ്ഥിരതയുള്ള ദീർഘകാല പ്രവർത്തനം പ്രകടമാക്കി; മാലിന്യത്തിന്റെ സ്വഭാവം പരിശോധിച്ചപ്പോൾ, അനുയോജ്യമായ ശുചീകരണ രീതികൾ ആവശ്യമുള്ള മിശ്രിത ജൈവ-അജൈവ പാളികൾ വെളിപ്പെട്ടു.
• ആശുപത്രി WWTP മാലിന്യ പുനരുപയോഗം:പോളിഅമൈഡ് RO മെംബ്രണുകൾ TDS ~1 500 mg/L ൽ നിന്ന് 90% ആയും കുറച്ചു, എന്നാൽ വിപുലമായ പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത മർദ്ദ ക്രമീകരണങ്ങളും ഇല്ലാതെ 30 ദിവസത്തിനുള്ളിൽ പെർമിയേറ്റ് ഫ്ലക്സ് 25% കുറഞ്ഞു.

നിഗമനങ്ങൾ
RO മെംബ്രൺ പ്രകടനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന പരമപ്രധാന ഘടകം ഫീഡ് വാട്ടർ ഗുണനിലവാരമാണ്. ഉപരിതല ജലത്തിന് ശക്തമായ കണികകളും NOM നീക്കം ചെയ്യലും ആവശ്യമാണ്; ഉപ്പുവെള്ള സ്രോതസ്സുകൾക്ക് സിലിക്കയും കാഠിന്യ നിയന്ത്രണവും ആവശ്യമാണ്; കടൽജല സംസ്കരണത്തിന് ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലുള്ള പ്രവർത്തനത്തെ സ്കെയിലിംഗ് മാനേജ്മെന്റുമായി സന്തുലിതമാക്കണം; മലിനജല മാലിന്യങ്ങൾക്ക് കർശനമായ പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെന്റും അനുയോജ്യമായ ക്ലീനിംഗും ആവശ്യമാണ്. മെംബ്രൻ മെറ്റീരിയലുകളിലെ നൂതനാശയങ്ങൾ, പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെന്റ് ടെക്നിക്കുകൾ, തത്സമയ ഫൗളിംഗ് നിരീക്ഷണം എന്നിവ വൈവിധ്യമാർന്ന ജല ഗുണങ്ങളിലുടനീളം RO പ്രതിരോധശേഷിയും കാര്യക്ഷമതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് തുടരുന്നു. ഈ തന്ത്രങ്ങളുടെ സ്ഥിരമായ പ്രയോഗം സുസ്ഥിരമായ RO പ്രവർത്തനങ്ങൾ, ദീർഘമായ മെംബ്രൻ ആയുസ്സ്, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പെർമിയേറ്റിന്റെ വിശ്വസനീയമായ ഉത്പാദനം എന്നിവ ഉറപ്പാക്കുന്നു.