මුහුදු ජලයේ ලවණ ඉවත් කිරීම අවබෝධ කර ගැනීම——මුහුදු ජලය ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් පටලය
වර්තමානයේ, මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීම ප්රධාන වශයෙන් තාක්ෂණික මාර්ග දෙකක් හරහා ක්රියාත්මක වේ, එනම්, පටල ලවණ ඉවත් කිරීමේ ක්රියාවලිය පදනම් වී ඇත්තේ ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් (RO) සහ තාප ලවණ ඉවත් කිරීමේ ක්රියාවලිය පදනම් වී ඇත්තේ බහු අදියර දැල්වෙන පද්ධතිය (MSF) සහ බහු ආචරණ ආසවනය (MED):
1. ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් (RO): ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් පටලය භාවිතා කිරීම, අධි පීඩන ක්රියාකාරිත්වය යටතේ, පටල විවරයේ තිරගත කිරීමේ බලපෑම හරහා, මුහුදු ජලයේ ඇති ලුණු සහ අපද්රව්ය වෙන් කර මිරිදිය ලබා ගනී.
2. බහු-අදියර ෆ්ලෑෂ් වාෂ්පීකරණය: විවිධ පීඩන යටතේ මුහුදු ජලය ක්ෂණිකව ඉහළ යන අතර, ලුණු ඉවත් කිරීමේ අරමුණ සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා පීඩන වෙනස පාලනය කිරීමෙන් ජල වාෂ්ප සහ ද්රව ජලය වෙන් කරනු ලැබේ.
3. බහු-ඵල වාෂ්පීකරණය: බහු-අදියර වාෂ්පකාරක භාවිතය, මුහුදු ජලය ක්රමයෙන් උණුසුම් වන වාෂ්පීකරණය, වාෂ්පකාරකයේ සෑම අදියරක්ම වාෂ්පකාරකයේ පෙර අදියරේදී වාෂ්ප රත් කිරීමට භාවිතා කරයි, එමඟින් ශක්තිය ඉතිරි වේ.
ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් (RO) තාක්ෂණය ලවණ ඉවත් කිරීමේ කම්හල්වල බහුලව භාවිතා වේ. ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් පටලය යනු විශේෂ පටල පෙරීමේ තාක්ෂණයක් වන අතර, ලුණු, ක්ෂුද්ර ජීවීන්, කාබනික ද්රව්ය සහ අනෙකුත් අපද්රව්ය වෙන් කර මිරිදිය ලබා ගැනීම සඳහා පටලය බල කිරීමෙන් මුහුදු ජලයට ඉහළ පීඩනයක් යෙදීමෙන් සිදු කෙරේ.
ලවණ ඉවත් කිරීමේ කම්හල්වල ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් තාක්ෂණය බහුලව භාවිතා වීමට හේතු:
1. කාර්යක්ෂම කාර්ය සාධනය: ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් පටලයට ඉහළ ලුණු සම්බාධනයක් සහ ඉහළ ප්රවාහයක් ඇති අතර එමඟින් මුහුදු ජලයේ ලුණු සහ අපද්රව්ය ඵලදායී ලෙස ඉවත් කර උසස් තත්ත්වයේ මිරිදිය ලබා ගත හැකිය.
2. බලශක්ති ඉතිරිකිරීම්: පයිරොලිසිස් ආසවනය වැනි සාම්ප්රදායික ලවණ ඉවත් කිරීමේ ක්රම සමඟ සසඳන විට, ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් තාක්ෂණයට අඩු බලශක්ති පරිභෝජනයක් අවශ්ය වේ. පටල වෙන් කිරීමේ ක්රියාවලියේදී, ඉහළ උෂ්ණත්ව හා අධි පීඩන තත්ත්වයන් අවශ්ය නොවී, ලුණු වෙන් කිරීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා යම් පීඩනයක් පමණක් යෙදිය හැකි අතර එමඟින් ශක්තිය ඉතිරි වේ.
3. තිරසාරභාවය: තිරසාර ජල සැපයුමක් ලබා ගැනීම සඳහා කුඩා ලවණ ඉවත් කිරීමේ කම්හල්වල සිට විශාල ලවණ ඉවත් කිරීමේ කම්හල් දක්වා සියලු ප්රමාණයේ ලවණ ඉවත් කිරීමේ ව්යාපෘති සඳහා ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් තාක්ෂණය සුදුසු වේ. ඒ සමඟම, ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් පටල ඒකාබද්ධ කර විවිධ ජල ගුණාත්මකභාවය සහ පිරිපහදු අවශ්යතාවලට අනුවර්තනය වීමට සකස් කළ හැකිය.
4. ආර්ථිකය: ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් තාක්ෂණයේ ආරම්භක ආයෝජනය ඉහළ මට්ටමක පැවතුනද, තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ සහ පරිමාණ ආචරණය වැඩිදියුණු වීමත් සමඟ එහි පිරිවැය ක්රමයෙන් අඩු වේ. ඒ සමඟම, ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් තාක්ෂණයේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව සහ අඩු බලශක්ති පරිභෝජන ලක්ෂණ නිසා, මෙහෙයුම් සහ නඩත්තු වියදම් අඩු කර ගත හැකි අතර ආර්ථික ප්රතිලාභ වැඩිදියුණු කළ හැකිය.
ජල හිඟයේ ගැටලුව විසඳීමේදී සහ මිනිස් ජල ඉල්ලුම සපුරාලීමේදී මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ තාක්ෂණය ඉතා වැදගත් වන අතර එය ලවණ ඉවත් කිරීමේ කම්හල්, සාගර නැව්, සමුද්ර විද්යාත්මක පර්යේෂණ සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වේ. කෙසේ වෙතත්, ලවණ ඉවත් කිරීමේ තාක්ෂණය බලශක්ති පරිභෝජනය, පටල දූෂණය සහ අපජල පිරිපහදු කිරීම වැනි අභියෝගවලට ද මුහුණ දෙන අතර, ඒ සඳහා අඛණ්ඩ තාක්ෂණික නවෝත්පාදන සහ වැඩිදියුණු කිරීම් අවශ්ය වේ.
මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලය යනු මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ ක්රියාවලියේ පටල වෙන් කිරීමේ තාක්ෂණයේ භාවිතා වන පටල ද්රව්ය වර්ගයකි. ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටල ප්රධාන වශයෙන් ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් (RO) පටල පද්ධතිවල භාවිතා වේ.
මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලය සාමාන්යයෙන් පොලිඊතර් එස්ටර (PE) හෝ පොලිඊතර් ඊතර් කීටෝන් (PEEK) වැනි බහු අවයවික ද්රව්ය වලින් සාදා ඇති අතර ඒවා ඉහළ ලුණු සම්බාධනය, ඉහළ ප්රවාහය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධයේ ලක්ෂණ ඇත. පටලයේ ව්යුහය සාමාන්යයෙන් තුනී සිදුරු සහිත පටලයක් වන අතර එය පටලයේ ක්ෂුද්ර සිදුරු හරහා ලවණ සහ අපද්රව්ය වෙන් කරයි. ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලයේ සිදුරු ප්රමාණය සාමාන්යයෙන් මයික්රෝන 0.1-0.0001 අතර වන අතර එමඟින් ලවණ සහ අනෙකුත් ද්රාව්ය ගමන් කිරීම ඵලදායී ලෙස වළක්වා ගත හැකි අතර එමඟින් මිරිදිය හරහා ගමන් කර මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ අරමුණ සාක්ෂාත් කර ගත හැකිය.
ලවණ ඉවත් කිරීමේ ඉංජිනේරු විද්යාවේදී ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලය ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. එහි ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, බලශක්ති ඉතිරිකිරීම සහ පාරිසරික ආරක්ෂාව යන වාසි ඇති අතර එමඟින් ජල හිඟයේ ගැටලුව විසඳා ගත හැකි අතර විශ්වාසදායක ජල සැපයුම් ප්රභවයක් සැපයිය හැකිය. වර්තමානයේ, ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටල තාක්ෂණය ලෝකයේ බහුලව භාවිතා වන ලවණ ඉවත් කිරීමේ ක්රමවලින් එකක් බවට පත්ව ඇත.
අනෙකුත් ලවණ ඉවත් කිරීමේ ක්රමවලට වඩා ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලවලට පහත වාසි ඇත:
1. කාර්යක්ෂම කාර්ය සාධනය: මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලයට ඉහළ ලුණු සම්බාධනය, ඉහළ ප්රවාහය සහ කාර්යක්ෂම වෙන් කිරීමේ හැකියාව ඇති අතර එමඟින් මුහුදු ජලයේ ලුණු සහ අපද්රව්ය ඵලදායී ලෙස ඉවත් කර උසස් තත්ත්වයේ මිරිදිය ලබා ගත හැකිය.
2. බලශක්ති ඉතිරිකිරීම්: පයිරොලිසිස් ආසවනය වැනි සාම්ප්රදායික ලවණ ඉවත් කිරීමේ ක්රම සමඟ සසඳන විට, ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලයට අඩු බලශක්ති පරිභෝජනයක් අවශ්ය වේ. පටල වෙන් කිරීමේ ක්රියාවලියේදී, ලුණු වෙන් කිරීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා යම් පීඩනයක් පමණක් යෙදිය හැකි අතර, ඉහළ උෂ්ණත්ව හා අධි පීඩන තත්ත්වයන් අවශ්ය නොවන අතර එමඟින් ශක්තිය ඉතිරි වේ.
3. පාරිසරික ආරක්ෂාව: අනෙකුත් ක්රම හා සසඳන විට, ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලයට පරිසරයට සිදුවන දූෂණය වළක්වා ගැනීම සඳහා රසායනික කාරක හෝ ආකලන භාවිතා කිරීමට අවශ්ය නොවේ. ඒ සමඟම, පටල වෙන් කිරීමේ ක්රියාවලියේදී අපජලය ජනනය නොවන අතර එමඟින් ජල සම්පත් නාස්තිය අඩු වේ.
4. තිරසාරභාවය: ප්රතිලෝම ඔස්මෝසිස් සහ නැනෝ පෙරීම වැනි විවිධ පටල වෙන් කිරීමේ ක්රම හරහා ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටල තාක්ෂණය විවිධ යෙදුම් අවශ්යතාවලට අනුවර්තනය කළ හැකිය. මෙම නම්යශීලීභාවය කුඩා ලවණ ඉවත් කිරීමේ ඒකකවල සිට විශාල ලවණ ඉවත් කිරීමේ කම්හල් දක්වා සියලු ප්රමාණයේ ලවණ ඉවත් කිරීමේ ව්යාපෘති සඳහා පටල තාක්ෂණය සුදුසු කරයි, එමඟින් තිරසාර ජල සැපයුමක් සක්රීය කරයි.
5. ආර්ථිකය: මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලයේ ආරම්භක ආයෝජනය ඉහළ මට්ටමක පැවතුනද, තාක්ෂණයේ දියුණුව සහ පරිමාණ බලපෑම වැඩිදියුණු වීමත් සමඟ එහි පිරිවැය ක්රමයෙන් අඩු වේ. ඒ සමඟම, මුහුදු ජලය ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලයේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව සහ අඩු බලශක්ති පරිභෝජන ලක්ෂණ නිසා, මෙහෙයුම් සහ නඩත්තු වියදම් අඩු කර ගත හැකි අතර ආර්ථික ප්රතිලාභ වැඩිදියුණු කළ හැකිය.
ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලයේ සේවා කාලය, පටල ද්රව්යයේ ගුණාත්මකභාවය, පටලයේ භාවිත කොන්දේසි, ක්රියාකාරිත්වය සහ නඩත්තුව ඇතුළු විවිධ සාධක මත රඳා පවතී. සාමාන්යයෙන්, ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලවල සැලසුම් ආයු කාලය සාමාන්යයෙන් අවුරුදු 5 ත් 10 ත් අතර වේ.
ලවණ ඉවත් කිරීමේ පටලවල සේවා කාලයට බලපාන ප්රධාන සාධක කිහිපයක් පහත දැක්වේ:
1. පටල ද්රව්ය ගුණාත්මකභාවය: පටල ද්රව්යයේ ගුණාත්මකභාවය සහ ස්ථායිතාව පටලයේ සේවා කාලය කෙරෙහි වැදගත් බලපෑමක් ඇති කරයි. උසස් තත්ත්වයේ පටල ද්රව්යවලට ඉහළ ලුණු ප්රතිරෝධයක් සහ විඛාදන ප්රතිරෝධයක් ඇති අතර, දිගුකාලීන භාවිතයේදී ස්ථාවර වෙන් කිරීමේ කාර්ය සාධනයක් පවත්වා ගත හැකිය.
2. මෙහෙයුම් කොන්දේසි: මෙහෙයුම් තත්වයන් ද පටලයේ සේවා කාලය කෙරෙහි විශාල බලපෑමක් ඇති කරයි. ජලයේ ගුණාත්මකභාවය, උෂ්ණත්වය, පීඩනය සහ අනෙකුත් සාධක ඇතුළුව. අධික උෂ්ණත්වය, පීඩනය හෝ ජල ගුණාත්මක භාවයේ රසායනික ද්රව්ය පටල ද්රව්ය වයසට යාමට, ඉරිතැලීමට හෝ අවහිර වීමට හේතු විය හැකි අතර එමඟින් පටලයේ සේවා කාලය කෙටි වේ.
3. නඩත්තුව: පටලයේ සේවා කාලය දීර්ඝ කිරීම සඳහා නිතිපතා පටල පිරිසිදු කිරීම සහ නඩත්තු කිරීම අත්යවශ්ය වේ. නිතිපතා පිරිසිදු කිරීම මගින් පටලයේ මතුපිටින් දූෂක සහ ලවණ ඉවත් කළ හැකි අතර, පටලයේ ප්රවාහය සහ ක්රියාකාරිත්වය පවත්වා ගත හැකිය. ඒ සමඟම, නිතිපතා නඩත්තු කිරීම මඟින් පටලයේ හානිය හෝ අසාර්ථකත්වය කාලෝචිත ලෙස හඳුනාගෙන ඒවා සමඟ කටයුතු කළ හැකි අතර එමඟින් තවදුරටත් හානි වළක්වා ගත හැකිය.
HID™ මුහුදු ජල RO පටලය (SW-8040-HR & SW-8040-HF)