अपशिष्ट जल उपचार और उनके बहुआयामी अवलोकन में मुख्य झिल्ली प्रकार

अपशिष्ट जल झिल्ली उपचार दूषित पदार्थों को हटाने के लिए झिल्ली के चयनात्मक पृथक्करण गुणों पर निर्भर करता है। झिल्ली प्रकारों का वर्गीकरण रासायनिक संरचना, पृथक्करण तंत्र, ज्यामिति और विशेष कार्यों के आधार पर भिन्न होता है।

1। रासायनिक संरचना द्वारा

1.1 कार्बनिक झिल्ली

• PVDF (पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड) झिल्ली : उच्च यांत्रिक शक्ति और रासायनिक प्रतिरोध, व्यापक रूप से माइक्रोफिल्ट्रेशन (एमएफ) और अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से तैलीय या उच्च-कार्बनिक अपशिष्ट जल के लिए झिल्ली जैव-रिएक्टरों (एमबीआर) में।
• PTFE (पॉलीटेट्रैफ्लुओरोथिलीन) झिल्ली : उच्च तापमान (260 डिग्री सेल्सियस तक) और चरम पीएच के लिए प्रतिरोधी, औद्योगिक अपशिष्ट जल के लिए आदर्श (जैसे, फार्मास्यूटिकल्स, रसायन) इमल्सीफाइड तेलों और कोलाइड्स के साथ।
• अन्य बहुलक झिल्ली : पॉलीइथाइलीन (पीई) और पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) एमएफ पूर्व-उपचार के लिए लागत प्रभावी हैं, लेकिन कम यांत्रिक शक्ति है।

1.2 अकार्बनिक झिल्ली

• सिरेमिक झिल्ली : एल्यूमिना या जिरकोनिया से बना, उच्च तापमान (> 500 डिग्री सेल्सियस) और माइक्रोबियल संक्षारण का सामना करना, उच्च-टर्बिडिटी या उच्च तापमान अपशिष्ट जल (जैसे, कपड़ा, खाद्य उद्योग) के लिए उपयुक्त है।
• धातु झिल्ली : टाइटेनियम मिश्र धातु झिल्ली उच्च दबाव और चरम पीएच को सहन करते हैं, जिसका उपयोग समुद्री जल के ढोंग या भारी धातु अपशिष्ट जल उपचार में किया जाता है।

2। पृथक्करण तंत्र द्वारा

2.1 झरझरा झिल्ली

• माइक्रोफिल्ट्रेशन (एमएफ) : ताकना आकार 0.1-10 माइक्रोन, निलंबित ठोस, बैक्टीरिया, और बड़े कोलाइड्स (जैसे, नगरपालिका अपशिष्ट जल पूर्व-उपचार) को हटा देता है।
• अल्ट्रैफिल्ट्रेशन (यूएफ) : ताकना आकार 0.01–0.1 μM, प्रोटीन, वायरस, और मैक्रोमोलेक्यूल्स (जैसे, औद्योगिक अपशिष्ट जल रीसाइक्लिंग) को बनाए रखता है।
• नैनोफिल्ट्रेशन : ताकना आकार 1-2 एनएम, चुनिंदा रूप से डिवालेंट आयनों (CA and, So₄, and) और कार्बनिक अणुओं (200-1000 da) को हटा देता है, जिसका उपयोग डाई डिसेलिनेशन और पानी को नरम करने के लिए किया जाता है।

2.2 गैर-झरझरा झिल्ली

• रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) : उच्च दबाव के तहत घने झिल्ली विघटित लवण (> 95% अस्वीकृति), भारी धातुओं, और छोटे ऑर्गेनिक्स, समुद्री जल विलवणीकरण और उच्च-सलामी अपशिष्ट जल के लिए महत्वपूर्ण हैं।
• इलेक्ट्रोडायलिसिस (ईडी/ईडीआर) : आयन-एक्सचेंज झिल्ली विद्युत क्षेत्रों के माध्यम से अलग लवण, नमकीन सांद्रता और एसिड/क्षार वसूली के लिए उपयुक्त है।

2.3 तरल झिल्ली

• समर्थित तरल झिल्ली (एसएलएम) : चयनात्मक आयन परिवहन के लिए वाहक अणुओं (जैसे, क्राउन इथर) का उपयोग करें, दुर्लभ धातु या रेडियोधर्मी अपशिष्ट जल वसूली में लागू किया गया।

3। ज्यामितीय कॉन्फ़िगरेशन द्वारा

3.1 फ्लैट-शीट झिल्ली

• सरल संरचना, साफ करने में आसान/प्रतिस्थापित, एमबीआर सिस्टम में उपयोग किया जाता है और छोटे पैमाने पर विकेंद्रीकृत उपचार, लेकिन कम पैकिंग घनत्व।

3.2 ट्यूबलर झिल्ली

• वाइड फ्लो चैनल क्लॉगिंग को कम करते हैं, उच्च-निलंबित-ठोस अपशिष्ट जल के लिए आदर्श (जैसे, पेपर मिल इफ्लुएंट), लेकिन ऊर्जा-गहन।

3.3 खोखला फाइबर झिल्ली

• उच्च पैकिंग घनत्व (8000 वर्ग मीटर/मीटर तक), यूएफ/आरओ सिस्टम में आम, लेकिन टर्बिडिटी को खिलाने के लिए संवेदनशील।

4। विशेष झिल्ली और हाइब्रिड सिस्टम

4.1 झिल्ली बायो-रिएक्टर (एमबीआर)

• झिल्ली पृथक्करण के साथ जैविक उपचार को एकीकृत करें, पुन: प्रयोज्य पानी (जैसे, नगरपालिका या पशुधन अपशिष्ट जल) का उत्पादन करें, हालांकि झिल्ली फाउलिंग के लिए नियमित रासायनिक सफाई की आवश्यकता होती है।

4.2 दोहरे सदस्यता प्रक्रिया

• यूएफ/एमएफ आरओ : अल्ट्रापुर पानी (इलेक्ट्रॉनिक्स) या लैंडफिल लीचेट उपचार के लिए 99% भंग प्रदूषकों को हटा देता है।
• एनएफ आरओ : मंचन उपचार के माध्यम से उच्च-सलामी अपशिष्ट जल में आरओ झिल्ली को कम करता है।

4.3 कार्यात्मक झिल्ली

• फोटोकैटलिटिक झिल्ली : टियो-कोटेड झिल्ली यूवी लाइट के तहत ऑर्गेनिक्स को नीचा दिखाते हैं, फाउलिंग को कम करते हैं।
• निन्द्र : हाइड्रोफिलिक संशोधनों (जैसे, पॉलीविनाइल अल्कोहल ग्राफ्टिंग) या नैनोमैटेरियल कंपोजिट (जैसे, ग्राफीन ऑक्साइड) प्रोटीन/कोलाइड आसंजन को कम करते हैं।

5। आवेदन परिदृश्य और चयन दिशानिर्देश

6। भविष्य के रुझान

• सामग्री नवाचार : हाइब्रिड कार्बनिक-अकार्बनिक झिल्ली और बायोडिग्रेडेबल बायोपॉलिमर झिल्ली।
• स्मार्ट प्रचालन : सफाई चक्रों को अनुकूलित करने के लिए फ्लक्स और ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव की IoT- आधारित वास्तविक समय की निगरानी।
• संसाधन वसूली : शून्य तरल डिस्चार्ज (ZLD) और संसाधन निष्कर्षण के लिए झिल्ली आसवन (एमडी) या फॉरवर्ड ऑस्मोसिस (एफओ) के साथ एकीकरण।

सारांश

अपशिष्ट जल झिल्ली प्रौद्योगिकियां (एमएफ, यूएफ, एनएफ, आरओ, एमबीआर, आदि) पानी की गुणवत्ता, उपचार लक्ष्यों और लागत के आधार पर विविध पृथक्करण आवश्यकताओं को संबोधित करती हैं। भविष्य की प्रगति टिकाऊ और ऊर्जा-कुशल समाधानों को प्राप्त करने के लिए बढ़ी हुई स्थायित्व, बुद्धिमान प्रणालियों और संसाधन वसूली के साथ सामग्रियों पर ध्यान केंद्रित करेगी ।3