2025-09-15
रिवर्स ऑस्मोसिस प्रौद्योगिकी का परिचय
रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) एक झिल्ली-आधारित पृथक्करण तकनीक है जो पानी से घुले हुए ठोस पदार्थों, आयनों और अन्य अशुद्धियों को हटाने के लिए दबाव का उपयोग करती है। फ़ीड पानी के परासरणी दबाव से अधिक दबाव लागू करके, पानी के अणुओं को एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली से होकर गुजरने के लिए मजबूर किया जाता है, जबकि दूषित पदार्थों को अस्वीकार कर दिया जाता है और खारे पानी की धारा में केंद्रित किया जाता है। यह प्रक्रिया प्रभावी रूप से खारापन, कठोरता, कार्बनिक पदार्थ और सूक्ष्मजीवों को कम करती है, जिससे उच्च-शुद्धता वाला पारगम्य पानी उत्पन्न होता है।
आरओ सिस्टम का व्यापक रूप से समुद्री और खारे पानी के विलवणीकरण, औद्योगिक अपशिष्ट जल के पुन: उपयोग, पीने योग्य पानी के शुद्धिकरण और उच्च गुणवत्ता वाले पानी की आवश्यकता वाली विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। आरओ का प्रदर्शन और दक्षता झिल्ली सामग्री, फ़ीड पानी की गुणवत्ता, ऑपरेटिंग दबाव और सिस्टम डिज़ाइन जैसे कारकों पर निर्भर करती है।
संतुलन की स्थिति में, दो डिब्बों के बीच की ऊंचाई का अंतर संतुलन सांद्रता पर समाधान के परासरणी दबाव अंतर (आमतौर पर π के रूप में दर्शाया जाता है) के अनुरूप होता है। परासरणी दबाव समाधान में विलेय के प्रकार और सांद्रता का एक कार्य है। आम तौर पर, कुल घुले हुए ठोस पदार्थों (टीडीएस) की सांद्रता के प्रति 100 पीपीएम के लिए, परासरणी दबाव π 0.04 से 0.075 बार तक होता है।
परासरण | संतुलन | रिवर्स ऑस्मोसिस
प्राकृतिक परासरण
कम विलेय सांद्रता → उच्च विलेय सांद्रता
अर्ध-पारगम्य झिल्ली
बाहरी रूप से लागू दबाव
रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जहां पानी प्राकृतिक परासरण की विपरीत दिशा में बहता है—एक केंद्रित घोल से एक पतला घोल तक। इस प्रक्रिया को बाहरी रूप से लागू दबाव द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। पानी के विपरीत प्रवाह को तीन मुख्य कारकों द्वारा बाधित किया जाता है: अर्ध-पारगम्य झिल्ली के दोनों ओर परासरणी दबाव, झिल्ली का आंतरिक प्रतिरोध, और संचालन के दौरान झिल्ली की सतह पर और उसके छिद्रों के भीतर फाउलिंग के कारण प्रतिरोध। इसलिए, रिवर्स ऑस्मोसिस में लागू दबाव समाधान के परासरणी दबाव अंतर से काफी अधिक होना चाहिए।
उदाहरण के लिए:
खारे पानी के आरओ सिस्टम में, ऑपरेटिंग दबाव आमतौर पर 15.5 बार (या उससे अधिक) पर सेट किया जाता है, जबकि 2,000 पीपीएम खारे पानी के घोल का परासरणी दबाव अंतर 2 बार से कम होता है।
लगभग 22 बार (32,000 पीपीएम पर) के परासरणी दबाव अंतर वाले समुद्री जल के लिए, लागू ऑपरेटिंग दबाव आमतौर पर लगभग 55 बार होता है।
रिवर्स ऑस्मोसिस सिस्टम विलायकों और विलेय के बीच पृथक्करण प्राप्त करने के लिए रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्लियों (यानी, ऊपर उल्लिखित अर्ध-पारगम्य झिल्लियों) पर निर्भर करता है। ये झिल्लियाँ विलायकों के गुजरने की अनुमति देती हैं जबकि अन्य विलेय को अस्वीकार करती हैं। वर्तमान में, अधिकांश रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्लियों में पॉलीमाइड को पृथक्करण परत के रूप में एक बहु-परत समग्र बहुलक संरचना होती है। ये झिल्लियाँ पारंपरिक फ़ीड पानी की स्थितियों के तहत उत्कृष्ट पृथक्करण प्रदर्शन और दीर्घकालिक स्थायित्व प्रदान करती हैं।
1.3 प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर
1. रिकवरी दर
रिकवरी दर फ़ीड पानी के प्रतिशत को संदर्भित करती है जिसे पारगम्य पानी में परिवर्तित किया जाता है। उदाहरण के लिए, 75% की रिकवरी दर का मतलब है कि फ़ीड पानी के प्रति 100 m³/d के लिए, पारगम्य पानी का उत्पादन 75 m³/d है।
विलेय की संयोजकता: उच्च संयोजकता वाले विलेय उच्च अस्वीकृति दर प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, Ca²⁺ में Na⁺ की तुलना में उच्च अस्वीकृति दर होती है।
जलयोजन की डिग्री: बड़े जलयोजित आकार वाले आयन उच्च अस्वीकृति दर प्राप्त करते हैं। उदाहरण के लिए, क्लोराइड आयनों (Cl⁻) को नाइट्रेट आयनों (NO³⁻) की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से अस्वीकार किया जाता है।
आणविक भार: आम तौर पर, उच्च आणविक भार वाले विलेय कम आणविक भार वाले विलेय की तुलना में अधिक कुशलता से अस्वीकार किए जाते हैं।
विलेय की ध्रुवता: गैर-ध्रुवीय विलेय आमतौर पर कम अस्वीकृति दर दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, बेंजीन, अपने अपेक्षाकृत उच्च आणविक भार के बावजूद, अपनी गैर-ध्रुवीय संरचना के कारण केवल लगभग 25% की अस्वीकृति दर रखता है।
विलेय की स्थिति: गैसीय विलेय को रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्लियों द्वारा अस्वीकार नहीं किया जाता है। उदाहरण के लिए, अमोनिया गैस (NH₃) को अस्वीकार नहीं किया जाता है, जबकि कम-pH समाधान में अमोनियम आयनों (NH₄⁺) को प्रभावी ढंग से बनाए रखा जा सकता है।
शाखाकरण की डिग्री: अत्यधिक शाखित अणु उच्च अस्वीकृति दर प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, आइसोप्रोपेनॉल में n-प्रोपेनॉल की तुलना में उच्च अस्वीकृति दर होती है।
अन्य कारक: अतिरिक्त प्रभावों में फ़ीड पानी की स्थिति (जैसे, pH, आयनिक शक्ति, कठोरता) और झिल्ली के गुण (जैसे, ज़ेटा क्षमता, हाइड्रोफिलिसिटी और सतह आकृति विज्ञान द्वारा विशेषता सतह आवेश) शामिल हैं।
व्यावहारिक रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्लियों, विशेष रूप से नैनोफिल्ट्रेशन झिल्लियों का अस्वीकृति प्रदर्शन, किसी भी एकल चर के बजाय उपरोक्त कारकों के संयोजन पर निर्भर करता है। अधिक सटीक डेटा के लिए, उत्पाद मैनुअल और लैब-स्केल सिमुलेशन परीक्षण केवल प्रारंभिक संदर्भ जानकारी प्रदान करते हैं। हम उपयोगकर्ताओं को प्रदर्शन को मान्य करने के लिए वास्तविक क्षेत्र की स्थितियों के तहत पायलट परीक्षण करने की सलाह देते हैं।
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