झिल्ली सामग्री और मॉड्यूल झिल्ली अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी की नींव हैं।
झिल्ली आधारित जल उपचार का मूल तत्व सामग्री है, इसके बाद झिल्ली मॉड्यूल का संरचनात्मक डिजाइन और फिर झिल्ली अनुप्रयोग तकनीक आती है।
कार्बनिक झिल्ली उत्पाद प्रारंभिक पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन), पैन (पॉलीएक्रिलोनिट्राइल), और पीवीसी (पॉलीविनाइल क्लोराइड) से पीएस (पॉलीसल्फ़ोन), पीईएस (पॉलीइथर्सल्फ़ोन), पीवीडीएफ (पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड), और हाल ही में, पीटीएफई (पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन), साथ ही नोबेल पुरस्कार विजेता पॉलीसेरा (कार्बनिक धातु झिल्ली) में परिवर्तित हो गए हैं, जो कुछ साल पहले उभरा था।
अकार्बनिक झिल्ली उत्पाद पारंपरिक Al2O3 (एल्यूमीनियम ऑक्साइड), ZrO2 (ज़िरकोनिया), और TiO2 (टाइटेनियम डाइऑक्साइड) से SiC (सिलिकॉन कार्बाइड) तक विकसित हुए हैं।
सामग्री जितनी बेहतर होगी, प्रति यूनिट झिल्ली क्षेत्र में कार्यभार, संचालन, सफाई, रखरखाव और सेवा जीवन में उतने ही महत्वपूर्ण लाभ होंगे।
सामग्रियां झिल्ली पृथक्करण उत्पादों की पुनरावृत्ति और विकास का समर्थन करती हैं, जबकि झिल्ली मॉड्यूल की संरचना में नवीनता और प्रगति जारी रहती है। कार्बनिक और अकार्बनिक झिल्ली अनुप्रयोग परिदृश्यों के बीच की सीमाएँ तेजी से धुंधली होती जा रही हैं।
आइए सबसे पहले कार्बनिक झिल्लियों के विभिन्न उत्पाद रूपों पर चर्चा करें।
जलमग्न अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्लियों के सबसे आम उत्पाद रूपों में शामिल हैं: पर्दा झिल्लियाँ, जलमग्न स्तंभ झिल्लियाँ, और फ्लैट शीट झिल्लियाँ।
नवोन्मेषी झिल्ली मॉड्यूल संरचनाओं वाले उनमें से, जिन्हें मैंने देखा है उनमें शामिल हैं: KOCH की समुद्री शैवाल प्रकार की झिल्ली, शंघाई सीवो की ट्यूबलर फ्लैट शीट झिल्ली, हुझोउ डिंगताई की लचीली शीट झिल्ली, शंघाई शिपुताई की लचीली शीट झिल्ली, और ह्यूबर वीआरएम घूर्णन जलमग्न अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली। ये सभी काफी प्रतिनिधिक हैं.
जलमग्न अकार्बनिक झिल्ली मुख्य रूप से फ्लैट शीट झिल्ली हैं, घूर्णन सिरेमिक झिल्ली (सख्ती से कहें तो, सकारात्मक दबाव संचालित सिरेमिक झिल्ली) जैसे अपवादों के साथ, जो फ्लैट शीट झिल्ली भी हैं। घूमने वाली सिरेमिक झिल्लियों के कई घरेलू निर्माता हैं, जिनमें नानजिंग शेनलुओ, चोंगकिंग वुडुन, अनहुई मिंगचुआंग न्यू मटेरियल्स कंपनी लिमिटेड और फीचाओ टेक्नोलॉजी शामिल हैं।
जलमग्न अकार्बनिक झिल्ली मॉड्यूल के भी अलग-अलग अनुकूलित और नवीन संस्करण हैं।
झिल्ली मॉड्यूल संरचनात्मक डिजाइन के मुख्य तत्व हैं:
1. पैकिंग घनत्व
2. हाइड्रोलिक वितरण
3. पाइपिंग व्यवस्था
सभी झिल्ली मॉड्यूल संरचनात्मक डिजाइनों का उद्देश्य पर्मिट दक्षता और परिचालन स्थिरता को अधिकतम करने के लिए पैकिंग घनत्व और हाइड्रोलिक वितरण को संतुलित करना है।
धातु के फ्रेम पारंपरिक सिरेमिक फ्लैट{{0}शीट मेम्ब्रेन मॉड्यूल का सबसे सामान्य रूप हैं। झिल्ली तत्वों को पार्श्व रूप से (प्रत्येक झिल्ली तत्व के दोनों सिरों पर एक पर्मिट नोजल होता है) या अनुदैर्ध्य रूप से (प्रत्येक झिल्ली तत्व के केवल एक छोर पर एक पर्मिट नोजल होता है) तय किया जा सकता है। एक एकल झिल्ली तत्व 1000 मिमी × 250 मिमी × 6 मिमी (लंबाई × चौड़ाई × ऊंचाई) जितना छोटा हो सकता है, जिसमें एक तत्व 0.5 वर्ग मीटर मापता है।
हालाँकि, एकल झिल्ली तत्व का आकार जितना बड़ा होगा, झिल्ली तत्व दक्षता का अभिसरण उतना ही खराब होगा। पर्मेट नोजल के निकट झिल्ली क्षेत्र में अन्य भागों की तुलना में अधिक दक्षता होगी। इसी प्रकार, बैकवाशिंग के दौरान फ्लक्स रिकवरी भी यही समस्या प्रस्तुत करती है। समाधान अधिक पारगम्य चैनलों को डिजाइन करना है, जैसे कि कार्बनिक झिल्ली मॉड्यूल में ट्यूबलर प्रकार और लचीली झिल्ली की केंद्रीय संग्रह विधि। यह समस्या अभी भी धातु फ़्रेमयुक्त झिल्ली मॉड्यूल में मौजूद है।
हाल के वर्षों में प्लास्टिक फ़्रेमों ने धीरे-धीरे लोकप्रियता हासिल की है। एकल झिल्ली तत्व का सामान्य आकार 600 मिमी × 145 मिमी × 6 मिमी (लंबाई × चौड़ाई × ऊंचाई) है, जिसका प्रभावी निस्पंदन क्षेत्र 0.177 वर्ग मीटर है। CERAFILTEC (एक जर्मन कंपनी) उद्योग में सभी प्लास्टिक फ़्रेमों को बढ़ावा देने में अग्रणी है, और इसका संरचनात्मक डिज़ाइन अत्यधिक विशिष्ट है। "ग्रिड" डिज़ाइन पर्मेट और बैकवाशिंग प्रक्रियाओं के दौरान प्रत्येक झिल्ली मॉड्यूल को पूरी तरह से चार खंडों में विभाजित करता है, जिससे सममित पर्मेट प्रवाह चैनल और प्रत्येक झिल्ली तत्व के लिए एक समान हाइड्रोलिक वितरण सुनिश्चित होता है। इसके अलावा, पर्मीट पाइपिंग के शाखा अनुभाग झिल्ली मॉड्यूल के भीतर एकीकृत होते हैं, और सभी मुख्य पाइप (परमीट मुख्य पाइप, बैकवॉश मुख्य पाइप) झिल्ली टॉवर के शीर्ष पर जुड़े होते हैं, जिससे स्थापना सरल हो जाती है और स्थान की आवश्यकताएं कम हो जाती हैं।
चाहे भौतिक परिप्रेक्ष्य से हो या झिल्ली मॉड्यूल संरचनात्मक डिजाइन के परिप्रेक्ष्य से, सिलिकॉन कार्बाइड फ्लैट शीट झिल्ली झिल्ली अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण लाभ रखती है। वे एमबीआर एप्लिकेशन क्षेत्र में चमकने के लिए तैयार हैं।