अलवणीकरण के तरीके: रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) और इलेक्ट्रोडायलिसिस (ईडी)

वैश्विक पानी की कमी को दूर करने के लिए एक प्रमुख तकनीक के रूप में, अलवणीकरण मुख्य रूप से दो झिल्ली-आधारित पृथक्करण विधियों पर निर्भर करता है: रिवर्स ऑस्मोसिस और इलेक्ट्रोडायलिसिस . उनमें से,विलोपन आरओ प्रणालीअपने परिपक्व औद्योगिक अनुप्रयोग के कारण मुख्यधारा की तकनीक बन गई है, लगभग 60% वैश्विक विलवणीकरण क्षमता . में योगदान देता है। यह तकनीक थर्मल आसवन के बजाय भौतिक पृथक्करण के माध्यम से विलवणीकरण को प्राप्त करती है, पारंपरिक तरीकों की तुलना में काफी कम ऊर्जा खपत के साथ .}

I . रिवर्स ऑस्मोसिस टेक्नोलॉजी का कोर ऑपरेटिंग मैकेनिज्म

अलवणीकरण आरओ प्रणाली का मूल अर्ध-पारगम्य झिल्ली पृथक्करण . का सिद्धांत है, जब एक उच्च दबाव पंप समुद्री जल को एक विशिष्ट तीव्रता पर दबाव देता है (आमतौर पर 5-8 एमपीए तक पहुंचता है), पानी के अणुओं को दबाव में घुसना, जबकि घेरना, भारी गलाट, भारी गलाट, भारी गलाटियों, भारी पतन, भारी पतन, भारी पतन, भारी पतन, भारी पतन, भारी पतन, भारी पतन, भारी पतन, भारी गलाओं, भारी गलाओं, भारी गलाओं को घुसना, भारी गलानी रिटायर्ड . इस प्रक्रिया के लिए नमक एकाग्रता के निरंतर नियंत्रण की आवश्यकता होती है-मीठे पानी की अनुमति के रूप में, शेष समाधान की लवणता बढ़ जाती है, और सिस्टम समय-समय पर केंद्रित ब्राइन के हिस्से का निर्वहन करता है ताकि ऊर्जा की खपत बढ़ने से अत्यधिक ऑस्मोटिक दबाव को रोका जा सके .} .}

एक पूर्ण समुद्री जल अलवणीकरण आरओ प्रणाली में चार सटीक समन्वित चरण शामिल हैं:

1. pretreatment:बहु-चरण निस्पंदन के माध्यम से निलंबित कणों, कोलाइड्स और सूक्ष्मजीवों को हटा देता है, और पीएच को समायोजित करने के लिए एंटी-स्केलिंग एजेंटों को जोड़ता है, बाद के झिल्ली घटकों की रक्षा करता है .}

2. दबाव:उच्च दबाव वाले पंप झिल्ली पृथक्करण के लिए आवश्यक दबाव के लिए पानी को कम कर देता है, सिस्टम की कुल बिजली की खपत के लगभग 70% के लिए लेखांकन .

3. झिल्ली पृथक्करण:कोर आरओ अलवणीकरण इकाई सर्पिल-घाव या खोखले-फाइबर झिल्ली संरचनाओं को नियोजित करती है, 99%से अधिक . से अधिक की एक अलवणीकरण दर प्राप्त करती है

4. पोस्ट-ट्रीटमेंट:शुद्ध पानी में जंग के मुद्दों को संबोधित करने के लिए उत्पाद के पानी के पीएच को खनिज या समायोजित करता है, यह सुनिश्चित करना कि पीने के पानी के मानकों के साथ प्रभाव को सुनिश्चित करता है .

Ii . इलेक्ट्रोडायलिसिस तकनीक के अद्वितीय लाभ और आवेदन परिदृश्य

Electrodialysis (ED) drives ion migration through a direct current electric field: cations penetrate cation-exchange membranes, and anions penetrate anion-exchange membranes, achieving separation in freshwater and concentrate chambers, respectively. Although its global capacity share is less than 3%, it exhibits irreplaceability in specific scenarios:

1. छोटे-से-मध्यम पैमाने के उपकरणों के लिए लाभ:जहाजों और द्वीपों जैसे परिदृश्यों के लिए उपयुक्त, उच्च दबाव वाले उपकरणों की आवश्यकता के बिना . ed केवल चार्ज किए गए आयनों को अलग करता है और तटस्थ कार्बनिक पदार्थों को हटा नहीं सकता है .}

2. उच्च-सलामी उपचार क्षमता:ईडी खारे पानी (लवणता (लवणता) के लिए अधिक फायदेमंद है<10 g/L), as energy consumption and maintenance costs surge under high salinity.

3. रखरखाव में आसानी:मेम्ब्रेन फाउलिंग को इलेक्ट्रोड ध्रुवीयता . को उलटकर स्व-क्लीन किया जा सकता है

Iii . प्रौद्योगिकी चयन के लिए प्रमुख विचार

1. ऊर्जा की खपत तुलना:

- आरओ अलवणीकरण संयंत्र औसत 2-4 kwh/m} (जब एक ऊर्जा वसूली डिवाइस से लैस) .

- ईडी ऊर्जा की खपत आमतौर पर 7-15 kwh/m} तक पहुँचती है; ईडी में कम-सैलिनेस ब्रैकिश पानी में आरओ की तुलना में कम ऊर्जा की खपत हो सकती है, लेकिन आरओ समुद्री जल अलवणीकरण के लिए सबसे कम-ऊर्जा विकल्प बना हुआ है .

2. लागत संरचना अंतर:

आरओ झिल्ली की लागत एड आयन-एक्सचेंज झिल्ली की तुलना में काफी कम होती है, लेकिन उच्च दबाव वाले पंप और संक्षारण-प्रतिरोधी सामग्री प्रारंभिक निवेश में वृद्धि करते हैं . एड कम दबाव वाले ऑपरेशन के तहत पाइप और वाल्व के लिए रखरखाव आवश्यकताओं को कम करता है .}

3. पर्यावरण अनुकूलनशीलता:

बड़े रिवर्स ऑस्मोसिस डिसेलिनेशन प्लांटों को सख्त केंद्रित नमकीन डिस्चार्ज उपचार की आवश्यकता होती है, जबकि छोटे ईडी उपकरणों का समुद्री पारिस्थितिक तंत्रों पर एक छोटा प्रभाव होता है .

Iv . भविष्य के विकास के निर्देश

वर्तमान विलवणीकरण आरओ सिस्टम ट्रिपल अपग्रेड के माध्यम से स्थिरता बढ़ा रहे हैं:

1. झिल्ली सामग्री नवाचार:ऑपरेटिंग दबाव आवश्यकताओं को कम करने के लिए उच्च-पारगम्यता समग्र झिल्ली विकसित करना .

2. ऊर्जा वसूली अनुकूलन:टरबाइन-आधारित रिकवरी डिवाइस ऊर्जा की खपत को 35%-60%. तक कम कर सकते हैं

3. अक्षय ऊर्जा एकीकरण:पवन/सौर-संचालित सिस्टम ऑफ-ग्रिड क्षेत्रों में शून्य-कार्बन विलवणीकरण प्राप्त करते हैं .

इस बीच, ईडी तकनीक सजातीय आयन एक्सचेंज झिल्ली को विकसित करके दक्षता में सुधार करती है और संसाधन कैस्केडिंग उपयोग के लिए आरओ के साथ हाइब्रिड सिस्टम बनाती है .

निष्कर्ष

चाहे वह प्रमुख होविलोपन आरओ प्रणालीया विशिष्ट क्षेत्रों में अलग-अलग लाभों के साथ ईडी तकनीक, उनका मुख्य लक्ष्य ऊर्जा की खपत को कम करने और सामग्री विज्ञान और ऊर्जा प्रबंधन प्रौद्योगिकियों में सफलताओं के साथ लगातार ऊर्जा की खपत और लागत . को कम करके महासागर के डिसेलिनेशन को एक विश्वसनीय जल संसाधन उपयोग के लिए एक विश्वसनीय स्तंभ बनाना है।