अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली सफाई विधियों का व्यापक विश्लेषण

अल्ट्राफिल्ट्रेशन तकनीक, 0.01{2}}0.1 माइक्रोन की अपनी सटीक अवधारण क्षमता के साथ, जल उपचार, भोजन और फार्मास्यूटिकल्स और रासायनिक पृथक्करण में एक कोर झिल्ली पृथक्करण प्रक्रिया बन गई है। झिल्ली का दूषण {{3}झिल्ली की सतह/छिद्रों पर संदूषकों का सोखना, जमाव और रुकावट{{5}मुख्य बाधा है जिसके कारण फ्लक्स में गिरावट, दबाव में वृद्धि और अल्ट्राफिल्ट्रेशन सिस्टम में जीवनकाल छोटा हो जाता है। झिल्ली के प्रदर्शन को बहाल करने और दीर्घकालिक स्थिर सिस्टम संचालन सुनिश्चित करने के लिए वैज्ञानिक रूप से उपयुक्त सफाई विधि महत्वपूर्ण है। यह लेख मुख्यधारा की अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली सफाई विधियों की व्यवस्थित रूप से समीक्षा करता है, विभिन्न उपचार प्रक्रियाओं के तहत सफाई योजनाओं में मुख्य अंतर की तुलना करता है, और सफाई विधि को निर्धारित करने वाले अंतर्निहित तर्क को स्पष्ट करता है।

I. मुख्यधारा अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली सफाई के तरीके और मुख्य सिद्धांत

अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली सफाई का मुख्य उद्देश्य झिल्ली संरचना और अवधारण प्रदर्शन को नुकसान पहुंचाए बिना दूषित पदार्थों को हटाने और झिल्ली प्रवाह और संचालन दक्षता को बहाल करना है। उद्योग में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सफाई विधियों को दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया गया है: भौतिक सफाई और रासायनिक सफाई। इन दो तरीकों का उपयोग अक्सर "शारीरिक नियमित रखरखाव और रासायनिक लक्षित परिशोधन" की एक स्तरीय सफाई प्रणाली बनाने के लिए संयोजन में किया जाता है।

(I) शारीरिक सफाई

भौतिक सफाई दूषित पदार्थों को हटाने के लिए हाइड्रोलिक दबाव, यांत्रिक बल और वायु प्रवाह कतरनी जैसी भौतिक क्रियाओं पर निर्भर करती है। यह संदूषकों के रासायनिक गुणों में परिवर्तन नहीं करता है, कोई रासायनिक अवशेष नहीं छोड़ता है, और झिल्ली को न्यूनतम नुकसान पहुंचाता है। यह अल्ट्राफिल्ट्रेशन सिस्टम के दैनिक रखरखाव के लिए पसंदीदा तरीका है और हल्के संदूषण की रोकथाम और पूर्व उपचार के लिए उपयुक्त है।

1. फॉरवर्ड फ्लशिंग (राइट वॉश)

फ्लशिंग जल स्रोत के रूप में कच्चे पानी या अल्ट्राफिल्ट्रेशन पर्मिट का उपयोग करके, इसे सामान्य निस्पंदन दिशा के साथ उच्च गति पर झिल्ली मॉड्यूल में पेश किया जाता है। उच्च वेग वाले जल प्रवाह का अपरूपण बल झिल्ली की सतह से ढीले निलंबित ठोस पदार्थों, कोलाइडल संदूषकों और सांद्र अवशेषों को धो देता है। ऑपरेटिंग प्रवाह दर आम तौर पर सामान्य निस्पंदन प्रवाह दर का 1.2 - 1.5 गुना है, और फ्लशिंग का समय 1-5 मिनट है। इसका उपयोग ज्यादातर निस्पंदन के बाद नियमित रखरखाव के लिए और सिस्टम स्टार्ट-अप/शटडाउन से पहले पाइपलाइनों को फ्लश करने के लिए किया जाता है। ऑपरेशन सरल है, सिस्टम शटडाउन की आवश्यकता नहीं है, और प्रभावी ढंग से दूषित पदार्थों के जमाव में देरी करता है।

2. बैकवाशिंग (रिवर्स फ्लशिंग)

अल्ट्राफिल्ट्रेशन के लिए सबसे प्रमुख और आमतौर पर उपयोग की जाने वाली भौतिक सफाई विधि। जल स्रोत के रूप में स्वच्छ अल्ट्राफिल्ट्रेशन पर्मेट का उपयोग करके, पानी पर दबाव डाला जाता है और झिल्ली के पर्मिट पक्ष से फ़ीड जल पक्ष की ओर पंप किया जाता है। यह उल्टा जल प्रवाह झिल्ली छिद्रों में प्रवेश करता है, रुकावटों को दूर करता है और झिल्ली की सतह पर बनी फिल्टर केक परत को दूर करता है। सामान्य ऑपरेटिंग दबाव 0.1-0.2 एमपीए पर नियंत्रित किया जाता है, प्रवाह दर सामान्य पर्मिट प्रवाह दर का 1.5-2 गुना है, और प्रत्येक बैकवॉश 30 सेकंड से 3 मिनट तक रहता है, आमतौर पर ऑपरेशन के हर 30-120 मिनट में किया जाता है। खोखले फाइबर अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली के लिए, बैकवॉशिंग झिल्ली फाइबर को पूरी तरह से विस्तारित करने की अनुमति देता है, जिससे फाइबर के भीतर रुकावट के मृत क्षेत्र कम हो जाते हैं।

3. संयुक्त वायु-जल बैकवाशिंग

बैकवॉशिंग के दौरान, संपीड़ित हवा को झिल्ली मॉड्यूल में पेश किया जाता है। हवा के बुलबुले के दोलन और अशांत कतरनी क्रिया के माध्यम से, झिल्ली की सतह पर अत्यधिक चिपकने वाले कार्बनिक प्रदूषक, कोलाइड और जैविक कीचड़ को शक्तिशाली रूप से छील दिया जाता है। सफाई का प्रभाव साधारण हाइड्रोलिक बैकवाशिंग से कहीं बेहतर है। पारंपरिक इनलेट दबाव 0.1-0.15 एमपीए पर नियंत्रित होता है, वायु प्रवाह दर इनलेट जल प्रवाह दर का 1-3 गुना होता है, और स्क्रबिंग का समय 2-5 मिनट होता है। यह बाहरी दबाव खोखले फाइबर अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है और नगरपालिका सीवेज और उच्च निलंबित ठोस अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रियाओं के लिए मानक भौतिक सफाई विधि है।

4. अन्य भौतिक सफाई विधियाँ

जिसमें आइसोबैरिक फ्लशिंग (उत्पाद जल वाल्व को बंद करना, सांद्र वाल्व को पूरी तरह से खोलना, और सामान्य प्रवाह दर से 3 गुना अधिक पर फ्लश करना, ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव अंतर के बिना, दूषित पदार्थों को हटाने के लिए केवल कतरनी बल पर निर्भर होना), उच्च दबाव जल फ्लशिंग (ज्यादातर ट्यूबलर झिल्ली के लिए उपयोग किया जाता है, 5 - 8 एमपीए उच्च {{4} दबाव पानी का उपयोग प्रवाह चैनल में जिद्दी स्केल और जेल परतों को बैकवाश करने के लिए किया जाता है), स्पंज बॉल मैकेनिकल सफाई (केवल बड़े-व्यास वाले ट्यूबलर झिल्ली पर लागू होता है, झिल्ली की सतह पर दूषित पदार्थों को हटाने के लिए स्पंज गेंदों का उपयोग किया जाता है), और अल्ट्रासोनिक सफाई (ज्यादातर प्रयोगशालाओं में छोटे झिल्ली मॉड्यूल के लिए उपयोग किया जाता है, औद्योगिक परिदृश्यों में कम आवेदन के साथ)।

(II) रासायनिक सफाई

जब भौतिक सफाई प्रभावी ढंग से झिल्ली प्रवाह को बहाल नहीं कर सकती है (आमतौर पर प्रवाह में गिरावट 10% से अधिक होती है और ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव अंतर काफी बढ़ जाता है), तो रासायनिक सफाई की आवश्यकता होती है। इसका मुख्य सिद्धांत जिद्दी संदूषकों को पूरी तरह से हटाना है जिन्हें भौतिक सफाई रासायनिक एजेंटों और संदूषकों के बीच विघटन, ऑक्सीकरण, अपघटन, केलेशन और पायसीकरण जैसी रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से नहीं हटा सकती है। इसे दो श्रेणियों में बांटा गया है: ऑनलाइन रासायनिक सफाई और ऑफ़लाइन रासायनिक सफाई।

1. आम तौर पर प्रयुक्त रासायनिक सफाई एजेंट और लक्षित अनुप्रयोग परिदृश्य

रासायनिक सफाई का मूल है "सही बीमारी के लिए सही दवा का चयन करना।" विभिन्न प्रकार के संदूषक विशिष्ट सफाई एजेंट प्रणालियों के अनुरूप होते हैं। उद्योग में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मुख्य सफाई एजेंटों को चार श्रेणियों में विभाजित किया गया है:

- अम्लीय सफाई एजेंट: आमतौर पर साइट्रिक एसिड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, ऑक्सालिक एसिड, नाइट्रिक एसिड आदि का उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट, कैल्शियम सल्फेट और अन्य कैल्शियम और मैग्नीशियम नमक अवक्षेप, लौह और मैंगनीज ऑक्साइड और धातु हाइड्रॉक्साइड सहित अकार्बनिक स्केलिंग संदूषकों को हटाने के लिए किया जाता है। वे पीएच मान को कम करके अकार्बनिक नमक अवक्षेप को घोलते हैं, साथ ही धातु आयनों को पिघलाते हैं। पारंपरिक एसिड धुलाई 2-3 का पीएच बनाए रखती है, जिसमें परिसंचरण + 30-120 मिनट का भिगोने का समय होता है।

- क्षारीय सफाई एजेंट: आमतौर पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जाता है, जिसका उपयोग अक्सर सर्फेक्टेंट, ईडीटीए और अन्य चेलेटिंग एजेंटों के साथ किया जाता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से कार्बनिक पदार्थ, ग्रीस, प्रोटीन, माइक्रोबियल कोलाइड्स और अन्य दूषित पदार्थों को विघटित करने और हटाने के लिए किया जाता है।

- क्षारीय सफाई एजेंट: ये एजेंट कार्बनिक पदार्थों की संरचना को तोड़ते हैं और साबुनीकरण और पायसीकरण के माध्यम से कोलाइडल संदूषकों को फैलाते हैं। 11-12 के पीएच और 25-40 डिग्री के तापमान के साथ नियमित क्षारीय धुलाई से सफाई की प्रभावशीलता में काफी सुधार होता है।

- ऑक्सीकरण सफाई एजेंट: आमतौर पर सोडियम हाइपोक्लोराइट और हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग किया जाता है। उनका मुख्य कार्य सूक्ष्मजीवों, बैक्टीरिया और शैवाल द्वारा निर्मित बायोफिल्म को मारना और हटाना है, साथ ही ह्यूमिक एसिड जैसे बड़े कार्बनिक अणुओं को ऑक्सीकरण और विघटित करना है। वे जल उपचार में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले जीवाणुनाशक और सफाई एजेंट हैं। प्रयुक्त सांद्रता को झिल्ली सामग्री के अनुसार समायोजित किया जाता है। पीवीडीएफ झिल्ली 3000 पीपीएम की अधिकतम सांद्रता को सहन कर सकती है, जबकि पीईएस/पीएस झिल्ली को 500 पीपीएम से नीचे सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

- एंजाइम सफाई एजेंट: आमतौर पर प्रोटीज, एमाइलेज और सेल्यूलेज का उपयोग किया जाता है। ये एजेंट विशेष रूप से प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड जैसे बड़े जैविक अणुओं को विघटित करते हैं। वे गैर संक्षारक हैं, कोई रासायनिक अवशेष नहीं छोड़ते हैं, और द्वितीयक प्रदूषण का कारण नहीं बनते हैं। वे विशेष रूप से भोजन और पेय पदार्थों और फार्मास्युटिकल उत्पादन में अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त हैं जहां रासायनिक अवशेषों पर सख्त आवश्यकताएं लगाई जाती हैं, मजबूत रसायनों से झिल्ली सामग्री को नुकसान से बचाया जाता है और उत्पाद सुरक्षा सुनिश्चित की जाती है।

2. इन-लाइन केमिकल इंजेक्शन (सीआईपी)

लाइन में रासायनिक सफाई के लिए झिल्ली मॉड्यूल को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती है। मौजूदा सिस्टम पाइपिंग के भीतर रासायनिक परिसंचरण, भिगोने और धोने का काम पूरा किया जाता है। मध्यम गंदे क्षेत्रों के लिए उपयुक्त, इसे दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है:

- रखरखाव रासायनिक इंजेक्शन (सीईबी): सफाई एजेंट की कम सांद्रता (उदाहरण के लिए, 50 - 200 पीपीएम सोडियम हाइपोक्लोराइट, 0.5% साइट्रिक एसिड) को छोटी अवधि के परिसंचरण और रिंसिंग के लिए दैनिक बैकवाश पानी में जोड़ा जाता है। यह अधिक बार (प्रतिदिन 1-2 बार) किया जाता है। इसका मुख्य कार्य आगे गंदगी को रोकना और गहन सफाई की आवश्यकता में देरी करना है।

- गहन रासायनिक इंजेक्शन: सफाई एजेंट की उच्च सांद्रता का उपयोग किया जाता है। जिद्दी संदूषकों को गहराई से हटाने के लिए एक "कम-प्रवाह परिसंचरण + स्थैतिक भिगोना + पुनःपरिसंचरण" मॉडल का उपयोग किया जाता है। यह आम तौर पर हर 1{9}}4 सप्ताह में किया जाता है, प्रत्येक सफाई सत्र 2-8 घंटे तक चलता है। जटिल दूषण के लिए, उद्योग-मानक सफाई अनुक्रम है: "जैविक और जैविक संदूषकों को हटाने के लिए पहले क्षारीय धुलाई + ऑक्सीकरण, फिर अकार्बनिक पैमाने को हटाने के लिए एसिड धुलाई, और अंत में तटस्थ होने तक साफ पानी से धोना," सफाई प्रभाव को प्रभावित करने वाले एसिड-बेस न्यूट्रलाइजेशन से बचने के लिए।

3. ऑफ़लाइन रासायनिक सफाई

जब झिल्ली प्रवाह में गिरावट 30% से अधिक हो जाती है और ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव अंतर दोगुना हो जाता है, तो ऑनलाइन सफाई वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं रह जाती है, जिससे ऑफ़लाइन सफाई की आवश्यकता होती है। इस विधि में सिस्टम से झिल्ली मॉड्यूल को पूरी तरह से अलग करना और इसे एक समर्पित सफाई टैंक में स्थानांतरित करना शामिल है। फिर उच्च सांद्रता वाले रासायनिक विसर्जन, परिसंचरण और अल्ट्रासोनिक सहायता के माध्यम से गहरी सफाई की जाती है। इसके फायदों में रासायनिक सूत्रीकरण को तैयार करने की क्षमता, ब्लाइंड स्पॉट के बिना पूरी तरह से सफाई, और उच्च सांद्रता वाले रसायनों द्वारा पंपों, पाइपलाइनों और वाल्वों के क्षरण से बचाव शामिल है। इसका उपयोग अक्सर भारी गंदे या स्केल्ड झिल्ली मॉड्यूल की मरम्मत के लिए किया जाता है।

द्वितीय. विभिन्न उपचार प्रक्रियाओं के तहत अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली सफाई विधियों में मुख्य अंतर

अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली का उपयोग घरेलू पेयजल से लेकर जटिल औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार तक, खाद्य सामग्री एकाग्रता से लेकर फार्मास्युटिकल शुद्धिकरण तक, अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। विभिन्न उपचार प्रक्रियाओं में पानी की गुणवत्ता, प्रदूषक प्रकार, परिचालन की स्थिति और प्रवाह अनुपालन आवश्यकताओं में काफी भिन्नता होती है। इसलिए, संबंधित सफाई विधियां, अभिकर्मक चयन, सफाई आवृत्ति और सफाई तीव्रता सभी मौलिक रूप से भिन्न होती हैं। मुख्य अंतरों को पाँच विशिष्ट परिदृश्यों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

(I) पेयजल/नगरपालिका जल आपूर्ति शुद्धिकरण प्रक्रियाएं

इस प्रक्रिया का प्रभाव सतही जल या भूजल है, जिसमें अपेक्षाकृत स्थिर जल गुणवत्ता और कम प्रदूषक सांद्रता होती है। मुख्य प्रदूषक प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ, कोलाइड्स, सूक्ष्मजीव और थोड़ी मात्रा में निलंबित ठोस पदार्थ हैं। झिल्ली का दूषण मुख्य रूप से हल्का कार्बनिक और जैविक दूषण है, जिसमें बहुत कम गंभीर अकार्बनिक स्केलिंग होती है।

- कोर सफाई तर्क: पीने के पानी में रासायनिक अवशेषों से बचने के लिए रासायनिक एजेंटों के उपयोग पर सख्त नियंत्रण के साथ भौतिक सफाई मुख्य विधि है।

- विशिष्ट अंतर: नियमित सफ़ाई में मुख्य रूप से 30{3}}60 मिनट के बैकवाश चक्र के साथ "वायु{1}}जल बैकवाशिंग" का उपयोग किया जाता है; एजेंट सांद्रता के सख्त नियंत्रण के साथ, कम -सांद्रता वाले सोडियम हाइपोक्लोराइट के साथ दैनिक रखरखाव सफाई की जाती है; मासिक रूप से केवल एक बढ़ी हुई रासायनिक सफाई की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से "क्षारीय धुलाई + सोडियम हाइपोक्लोराइट" का उपयोग करते हुए, अल्पकालिक एसिड धुलाई को केवल तब जोड़ा जाता है जब अकार्बनिक स्केलिंग होती है; ऑफ़लाइन सफाई का उपयोग लगभग कभी नहीं किया जाता है, केवल झिल्ली मॉड्यूल के जीवनकाल के अंत में पुनर्स्थापनात्मक सफाई की जाती है।

(II) नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार/पुनः प्राप्त जल पुन: उपयोग प्रक्रिया

इस प्रक्रिया पर नगर निगम के अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र से निकलने वाला द्वितीयक अपशिष्ट प्रभाव डालता है। प्रदूषकों में मुख्य रूप से अवशिष्ट कार्बनिक पदार्थ, माइक्रोबियल मेटाबोलाइट्स, कोलाइड्स, थोड़ी मात्रा में फॉस्फोरस और निलंबित ठोस पदार्थ शामिल होते हैं, जिनमें प्रदूषण का स्तर मध्यम होता है। इसमें जैविक और कोलाइडल संदूषण का खतरा है, और अकार्बनिक स्केलिंग उच्च {{2}पुनर्प्राप्ति {{3}दर पुनः प्राप्त जल के पुन: उपयोग की स्थितियों के तहत होने की संभावना है।

- कोर सफाई तर्क: जैविक अपशिष्ट जल की प्रदूषण विशेषताओं के अनुकूल उच्च आवृत्ति प्रदूषण नियंत्रण के साथ, भौतिक और रासायनिक दोनों सफाई पर जोर दिया जाता है।

- विशिष्ट अंतर: भौतिक सफाई में आम तौर पर "वायु-पानी की स्क्रबिंग + बैकवॉशिंग" का उपयोग किया जाता है, जिसमें बैकवॉश चक्र को 20{9}}60 मिनट तक छोटा कर दिया जाता है और स्क्रबिंग की तीव्रता फीडवाटर प्रक्रियाओं की तुलना में अधिक होती है। दैनिक सोडियम हाइपोक्लोराइट रखरखाव सफाई की जाती है, इसके बाद हर 1-2 सप्ताह में गहन रासायनिक सफाई की जाती है। "क्षारीय धुलाई + ऑक्सीकरण" प्राथमिक विधि है, जो जैव रासायनिक प्रक्रियाओं से अवशिष्ट फॉस्फेट स्केल और धातु हाइड्रॉक्साइड संदूषकों को हटाने के लिए नियमित एसिड धुलाई द्वारा पूरक है। उच्च-रिकवरी पुन: उपयोग प्रणालियों को सांद्रण पक्ष पर प्रदूषकों की सांद्रता के कारण होने वाले अपरिवर्तनीय संदूषण से बचने के लिए सफाई चक्र को और छोटा करने की आवश्यकता होती है।

(III) औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रियाएं (पावर प्लांट डिसल्फराइजेशन अपशिष्ट जल, रंगाई और मुद्रण अपशिष्ट जल और रासायनिक अपशिष्ट जल द्वारा प्रस्तुत)

इस प्रकार की प्रक्रिया के लिए प्रभावशाली पानी की गुणवत्ता जटिल है, जो आम तौर पर उच्च लवणता, उच्च कठोरता, उच्च सीओडी और उच्च निलंबित ठोस पदार्थों की विशेषता है। प्रदूषकों में भारी धातुएं, सिलिका स्केल, अड़ियल कार्बनिक पदार्थ, तेल, रंग आदि शामिल हैं। झिल्ली का प्रदूषण तेजी से और गंभीर होता है, जिससे आसानी से अपरिवर्तनीय प्रदूषण होता है, जिससे यह अल्ट्राफिल्ट्रेशन सफाई के लिए सबसे चुनौतीपूर्ण परिदृश्य बन जाता है।

- सफाई का मूल तर्क: रासायनिक सफाई मुख्य विधि है, भौतिक सफाई सहायक विधि है, जटिल प्रदूषण से निपटने के लिए उच्च आवृत्ति और उच्च तीव्रता की सफाई का उपयोग किया जाता है, और झिल्ली मॉड्यूल के स्क्रैपिंग से बचने के लिए आवश्यक होने पर ऑफ़लाइन सफाई का उपयोग किया जाता है।

- विशिष्ट अंतर: भौतिक सफाई का उपयोग केवल दैनिक सहायक विधि के रूप में किया जाता है, बैकवाशिंग चक्र को 15-30 मिनट तक छोटा कर दिया जाता है, और वायु स्क्रबिंग की तीव्रता में काफी सुधार होता है; बढ़ी हुई रासायनिक सफाई सप्ताह में एक बार की जाती है, और नियमित विधि वैकल्पिक चरणों में सफाई के लिए "एसिड वाशिंग + क्षार वाशिंग + ऑक्सीकरण" का उपयोग करना है, और एजेंट की एकाग्रता नगरपालिका जल उपचार की तुलना में बहुत अधिक है; विशेष प्रदूषकों के लिए विशेष सफाई एजेंटों की आवश्यकता होती है, जैसे कि डिसल्फराइजेशन अपशिष्ट जल में सिलिकॉन प्रदूषण के लिए अमोनियम फ्लोराइड जोड़ना, और अपशिष्ट जल की रंगाई और छपाई में रंगों और तेलों को हटाने के लिए विशेष सर्फेक्टेंट जोड़ना; जब झिल्ली प्रवाह 30% से अधिक क्षय हो जाता है, तो प्रदूषकों के सूखने से अपरिवर्तनीय प्रदूषण के गठन से बचने के लिए ऑफ़लाइन गहरी सफाई के लिए इसे तुरंत अलग किया जाना चाहिए।

(IV) खाद्य और पेय पदार्थ/फार्मास्युटिकल उत्पादन प्रक्रिया

यह प्रक्रिया डेयरी उत्पाद, फलों का रस, चीनी दवा के अर्क और किण्वन तरल पदार्थ जैसी सामग्रियों का उपचार करती है। प्रदूषक मुख्य रूप से प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड और स्टार्च जैसे जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं। मुख्य आवश्यकता एजेंट के अवशेषों से पूरी तरह बचना, उत्पाद की सुरक्षा सुनिश्चित करना और साथ ही मजबूत एजेंटों द्वारा झिल्ली सामग्री को क्षतिग्रस्त होने से बचाना है। विषाक्त, हानिकारक, या आसानी से अवशिष्ट मजबूत एजेंटों का उपयोग सख्त वर्जित है। संदूषकों को सूखने से बचाने के लिए सफाई को बैच उत्पादन के साथ समकालिक किया जाता है।

- विशिष्ट अंतर: भौतिक सफाई में गर्म पानी से आगे की धुलाई + बैकवाशिंग का उपयोग किया जाता है, जो ढीले प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड संदूषकों को हटाने के लिए उत्पादन के प्रत्येक बैच के तुरंत बाद किया जाता है; रासायनिक सफाई में मुख्य रूप से जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स को विघटित करने के लिए एंजाइम सफाई एजेंटों के साथ कम सांद्रता वाले NaOH का उपयोग किया जाता है, जिससे प्रोटीन विकृतीकरण और मजबूत एजेंटों के कारण होने वाली वर्षा से बचा जा सके; उच्च सांद्रता वाले मजबूत ऑक्सीडेंट, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और अन्य जहरीले सफाई एजेंटों का उपयोग सख्त वर्जित है, और मजबूत एसिड सफाई का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है; सफाई के बाद, खाद्य और फार्मास्युटिकल सुरक्षा मानकों का अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए सख्त पानी से धोना और बाँझपन और अवशेषों का सत्यापन किया जाना चाहिए।

(वी) विशेष सामग्री पृथक्करण और विशेष झिल्ली प्रक्रियाएं

पारंपरिक जल उपचार और भोजन और फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों के अलावा, अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली का व्यापक रूप से तेल - जल पृथक्करण, पॉलिमर एकाग्रता और विशेष पृथक्करण प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। इन प्रक्रियाओं में संदूषक मुख्य रूप से तेल, पॉलिमर और हाइड्रोफोबिक कार्बनिक यौगिक होते हैं, जिससे सफाई के तरीकों में महत्वपूर्ण अंतर होता है: भौतिक सफाई में तेल संदूषकों के विघटन और निष्कासन को बढ़ाने के लिए उच्च तापमान वाले गर्म पानी का उपयोग किया जाता है; रासायनिक सफाई में मुख्य रूप से हल्के क्षारीय धुलाई के साथ मिलकर विशेष डीग्रीजिंग एजेंटों और गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जाता है, और अत्यधिक ध्रुवीय एजेंटों के उपयोग को सख्ती से प्रतिबंधित किया जाता है जो झिल्ली के पृथक्करण प्रदर्शन को नुकसान पहुंचा सकते हैं; ट्यूबलर झिल्ली विशेष पृथक्करण प्रक्रियाओं के लिए, उच्च सांद्रता वाले भारी दूषित पदार्थों को संबोधित करने के लिए यांत्रिक सफाई के साथ उच्च दबाव वाले पानी का उपयोग किया जा सकता है।

तृतीय. अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली सफाई विधियों को निर्धारित करने वाले मुख्य कारक

अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्लियों के लिए कोई "एक {{0}आकार{{1}सभी के लिए उपयुक्त" सफाई समाधान नहीं है। किसी भी सफाई विधि के चयन के लिए कई कारकों के आधार पर व्यापक निर्णय और अनुकूलित डिजाइन की आवश्यकता होती है। पांच मुख्य कारक निर्णायक भूमिका निभाते हैं, और ये कारक एक-दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, सामूहिक रूप से सफाई समाधान डिजाइन के अंतर्निहित तर्क का निर्माण करते हैं।

(I) झिल्ली सामग्री और झिल्ली मॉड्यूल संरचना

सफाई विधि का चयन करने, सफाई एजेंटों की सीमा, सफाई की तीव्रता और भौतिक सफाई विधियों के साथ संगतता को सीधे निर्धारित करने के लिए यह प्राथमिक शर्त है। यह सभी सफाई योजनाओं के डिज़ाइन के लिए लाल रेखा है; इस रेखा को तोड़ने से झिल्ली संरचना को अपरिवर्तनीय क्षति होगी।

- झिल्ली सामग्री का रासायनिक प्रतिरोध: विभिन्न झिल्ली सामग्री एसिड, क्षार, ऑक्सीकरण और तापमान के लिए काफी भिन्न प्रतिरोध प्रदर्शित करती हैं। सिरेमिक अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्लियों की पीएच सहनशीलता सीमा 0{3}}14 होती है, जो मजबूत एसिड और क्षार, मजबूत ऑक्सीडेंट और उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी होती हैं, और इन्हें बारी-बारी से उच्च {{4} सांद्रण एसिड और क्षार, या उच्च तापमान वर्धित सफाई से भी साफ किया जा सकता है। कार्बनिक झिल्लियों में, पीवीडीएफ (पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड) एसिड और क्षार के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी है और इसमें मजबूत ऑक्सीकरण प्रतिरोध है, जो इसे जल उपचार क्षेत्र में मुख्यधारा की सामग्री बनाता है। यह पारंपरिक एसिड और क्षार सफाई एजेंटों और सोडियम हाइपोक्लोराइट के साथ संगत है। पीईएस (पॉलीइथरसल्फोन) और पीएस (पॉलीसल्फोन) में क्षार प्रतिरोध अच्छा है, लेकिन उनका क्लोरीन प्रतिरोध पीवीडीएफ की तुलना में बहुत कमजोर है। सोडियम हाइपोक्लोराइट की सांद्रता और संपर्क समय को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। पैन (पॉलीक्रिलोनिट्राइल) और सीए (सेलूलोज़ एसीटेट) में खराब एसिड और क्षार प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता है। उच्च-सांद्रता वाले एसिड और क्षार और मजबूत ऑक्सीडेंट सख्त वर्जित हैं। केवल हल्के सफाई एजेंटों और कम तीव्रता वाली सफाई विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

- झिल्ली मॉड्यूल संरचना अनुकूलनशीलता: खोखले फाइबर (आंतरिक दबाव/बाहरी दबाव), सर्पिल घाव और ट्यूबलर झिल्ली के बीच प्रवाह चैनल डिजाइन में अंतर सीधे भौतिक सफाई विधि की पसंद निर्धारित करते हैं। बाहरी दबाव खोखले फाइबर झिल्ली हवा और पानी की सफाई के लिए उपयुक्त हैं, जबकि आंतरिक दबाव झिल्ली आगे उच्च गति फ्लशिंग और बैकवाशिंग के लिए अधिक उपयुक्त हैं; ट्यूबलर झिल्लियों में व्यापक प्रवाह चैनल होते हैं और इन्हें उच्च दबाव वाले पानी से धोया जा सकता है और स्पंज गेंदों से यंत्रवत् साफ किया जा सकता है, जबकि सर्पिल घाव झिल्लियों में संकीर्ण प्रवाह चैनल होते हैं और यांत्रिक सफाई से सख्ती से प्रतिबंधित होते हैं, केवल हाइड्रोलिक और रासायनिक सफाई पर निर्भर होते हैं, और मृत कोनों की सफाई से बचने के लिए एजेंटों की फैलाव क्षमता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं।

(II) प्रदूषकों के प्रकार और स्तर

यह सफाई एजेंट के प्रकार और सफाई प्रक्रिया को चुनने का मुख्य आधार है, जो सीधे सफाई के लक्ष्य और प्रभावशीलता को निर्धारित करता है। "सही स्थिति के लिए सही एजेंट चुनना" सफल सफाई की कुंजी है।

- प्रदूषकों के प्रकार: अलग-अलग प्रदूषक पूरी तरह से अलग-अलग सफाई समाधानों के अनुरूप होते हैं। अकार्बनिक स्केल (कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण, लौह और मैंगनीज ऑक्साइड) को अम्लीय सफाई एजेंटों से साफ किया जाना चाहिए; कार्बनिक प्रदूषकों (ह्यूमिक एसिड, ग्रीस, प्रोटीन) को क्षारीय सफाई एजेंटों + सर्फेक्टेंट/एंजाइमों से साफ किया जाना चाहिए; जैविक प्रदूषण (बैक्टीरिया, बायोफिल्म) को ऑक्सीकरण सफाई एजेंटों + क्षारीय सफाई से साफ किया जाना चाहिए; सिलिका स्केल प्रदूषण के लिए उच्च तापमान क्षारीय सफाई या विशेष फ्लोरीन आधारित सफाई एजेंटों की आवश्यकता होती है। यदि जटिल संदूषण मौजूद है, तो सफाई क्रम को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। पहले कार्बनिक और जैविक संदूषकों को हटाया जाना चाहिए, उसके बाद अकार्बनिक पैमाने का विघटन किया जाना चाहिए ताकि संदूषकों को प्रतिक्रिया करने और अधिक प्रदूषक बनाने से रोका जा सके।

पदार्थों को निकालना कठिन है।

- गंदगी की डिग्री: सीधे सफाई विधि की तीव्रता और प्रकार को निर्धारित करती है। हल्का दूषण (प्रवाह में कमी)।<10%, slight increase in transmembrane pressure difference) only requires optimization of physical backwashing parameters, combined with low-concentration maintenance chemical cleaning; moderate fouling (flux reduction 10%-30%, significant increase in transmembrane pressure difference) requires initiating enhanced online chemical cleaning, adjusting the reagent formulation, concentration, and soaking time; severe fouling (flux reduction >30%, ऑपरेटिंग दबाव अंतर दोगुना हो गया, ऑनलाइन सफाई अप्रभावी), झिल्ली मॉड्यूल की स्थायी विफलता के लिए लगातार गंभीर गंदगी से बचने के लिए ऑफ़लाइन गहरी सफाई की आवश्यकता होती है।

(III) उपचार प्रक्रिया की संचालन स्थितियाँ और सिस्टम डिज़ाइन

अल्ट्राफिल्ट्रेशन सिस्टम के ऑपरेटिंग पैरामीटर, निस्पंदन मोड और प्रीट्रीटमेंट डिज़ाइन सीधे झिल्ली फाउलिंग के गठन दर, प्रकार और वितरण को प्रभावित करते हैं, इस प्रकार सफाई आवृत्ति, सफाई चक्र और सफाई तीव्रता का निर्धारण करते हैं।

- निस्पंदन मोड और ऑपरेटिंग पैरामीटर्स: क्रॉस {{1} फ्लो निस्पंदन मोड में, सांद्रण पक्ष पर उच्च गति वाला जल प्रवाह लगातार झिल्ली की सतह को धोता है, जिसके परिणामस्वरूप कम संदूषक जमाव होता है और सफाई की आवृत्ति कम होती है। डेड-अंत निस्पंदन मोड में, सभी संदूषक झिल्ली की सतह पर फंस जाते हैं, जिससे तेजी से गंदगी फैलती है और सफाई की आवृत्ति में उल्लेखनीय वृद्धि की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, उच्च प्रवाह, उच्च पुनर्प्राप्ति दर, और उच्च दबाव परिचालन स्थितियां एकाग्रता ध्रुवीकरण और दूषित सोखना को बढ़ाती हैं, जिससे झिल्ली में तेजी से और अधिक गंभीर खराबी होती है, जिसके लिए काफी कम सफाई चक्र की आवश्यकता होती है और सफाई की तीव्रता में वृद्धि होती है। इसके विपरीत, कम प्रवाह और कम पुनर्प्राप्ति दर के साथ हल्की परिचालन स्थितियों में, सफाई की आवृत्ति काफी कम हो सकती है।

- प्रीट्रीटमेंट डिज़ाइन: व्यापक प्रीट्रीटमेंट वाले सिस्टम (जैसे कि जमावट अवसादन, बहु -मीडिया निस्पंदन, और सुरक्षा निस्पंदन) में प्रभावशाली निलंबित ठोस और कोलाइड सांद्रता में काफी कमी आती है, जिसके परिणामस्वरूप हल्की झिल्ली खराब हो जाती है और स्थिर संचालन के लिए केवल नियमित सफाई की आवश्यकता होती है। प्री-ट्रीटमेंट की कमी वाले और उच्च प्रभावशाली संदूषक भार वाले सिस्टम तेजी से और गंभीर गंदगी के प्रति अतिसंवेदनशील होते हैं, जिसके लिए लगातार गहन सफाई या यहां तक ​​कि समय-समय पर ऑफ़लाइन सफाई की आवश्यकता होती है।

(IV) अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए अनुपालन और सुरक्षा आवश्यकताएँ

विभिन्न उद्योगों के अपशिष्ट मानक और उत्पाद सुरक्षा नियम सफाई एजेंटों के प्रकार, सांद्रता और उपयोग के तरीकों को सीधे प्रतिबंधित करते हैं, जो सफाई समाधान डिजाइन में एक अनिवार्य अनुपालन लाल रेखा का प्रतिनिधित्व करते हैं।

- पीने के पानी, भोजन और फार्मास्युटिकल उद्योगों में, जहरीले, हानिकारक और अवशेष {{1}प्रवण सफाई एजेंटों, जैसे उच्च {{2}सांद्रता वाले हाइड्रोक्लोरिक एसिड, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और भारी धातु कीटाणुनाशक का उपयोग सख्ती से प्रतिबंधित है। खाद्य ग्रेड सफाई एजेंटों को प्राथमिकता दी जानी चाहिए, एजेंट एकाग्रता और संपर्क समय पर सख्त नियंत्रण के साथ। उत्पाद सुरक्षा और जल गुणवत्ता मानकों को प्रभावित होने से बचाने के लिए सफाई के बाद पूरी तरह से धोना और अवशेषों का परीक्षण करना आवश्यक है।

- औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार उद्योग में, एजेंट अवशेषों पर कोई सख्त प्रतिबंध नहीं हैं। प्रदूषण स्तर के आधार पर उच्च सांद्रता वाले एजेंटों और विशेष सफाई एजेंटों का चयन किया जा सकता है। मुख्य उद्देश्य झिल्ली के प्रदर्शन को पूरी तरह से बहाल करना है, साथ ही पर्यावरण मानकों से अधिक एजेंट डिस्चार्ज को रोकने के लिए अपशिष्ट जल की सफाई के उपचार पर भी विचार करना है।

(वी) संचालन और रखरखाव लागत और झिल्ली मॉड्यूल जीवनकाल आवश्यकताएँ

सफाई विधियों के चयन के लिए अंततः सफाई प्रभावशीलता, संचालन और रखरखाव लागत और झिल्ली मॉड्यूल के पूरे जीवनकाल को संतुलित करने की आवश्यकता होती है।

- ऑनलाइन सफाई को संचालित करना आसान है, इसके लिए किसी डाउनटाइम की आवश्यकता नहीं होती है, और इसमें कम श्रम और रासायनिक लागत होती है, जो इसे नियमित रखरखाव के लिए पसंदीदा विकल्प बनाती है। हालाँकि, भारी गंदगी के मामलों में इसका सफाई प्रभाव सीमित है। ऑफ़लाइन सफ़ाई अच्छे परिणाम देती है, लेकिन घटकों को अलग करने और बंद करने की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च श्रम और रासायनिक लागत आती है। बार-बार ऑफ़लाइन सफाई से झिल्ली की उम्र बढ़ने में भी तेजी आ सकती है और झिल्ली का जीवनकाल छोटा हो सकता है।

- मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट और उच्च {{1}सांद्रता वाले एसिड/क्षार सफाई एजेंट प्रभावी हैं, लेकिन लंबे समय तक, उच्च {{3}आवृत्ति उपयोग झिल्ली के क्षरण को तेज कर सकता है और अवधारण परत को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे झिल्ली का जीवनकाल छोटा हो सकता है। इसलिए, उद्योग का मानक सिद्धांत "प्राथमिक विधि के रूप में भौतिक सफाई, रासायनिक सफाई द्वारा पूरक" है। सफाई प्रभावशीलता सुनिश्चित करते समय, झिल्ली मॉड्यूल जीवनकाल को अधिकतम करने और समग्र जीवनकाल रखरखाव लागत को कम करने के लिए रासायनिक एजेंटों की आवृत्ति और एकाग्रता को कम किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष

अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली की सफाई और रखरखाव एक व्यवस्थित परियोजना है जो लक्ष्यीकरण, अनुकूलनशीलता और सुरक्षा को संतुलित करती है। पानी की गुणवत्ता, संदूषकों, परिचालन स्थितियों और अनुपालन आवश्यकताओं में भिन्नता के कारण विभिन्न उपचार प्रक्रियाओं के लिए मौलिक रूप से अलग-अलग सफाई विधियों की आवश्यकता होती है। सफाई विधि की अंतिम पसंद पांच मुख्य कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है: झिल्ली सामग्री और संरचना, प्रदूषक विशेषताएं, परिचालन की स्थिति, अनुपालन आवश्यकताएं और लागत नियंत्रण।

वास्तविक संचालन और रखरखाव में, कोई एकल, अपरिवर्तित सफाई समाधान नहीं है। सफाई मापदंडों और योजनाओं को झिल्ली प्रणाली के वास्तविक समय परिचालन डेटा, गंदगी के प्रकार और डिग्री के नियमित विश्लेषण, और सफाई प्रभावशीलता को अधिकतम करने, झिल्ली क्षति को कम करने और संचालन और रखरखाव लागत को अनुकूलित करने के मुख्य उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए संचालन और रखरखाव लागत के अनुकूलन के आधार पर गतिशील रूप से समायोजित किया जाना चाहिए, इस प्रकार अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रणाली के दीर्घकालिक स्थिर और कुशल संचालन को सुनिश्चित करना चाहिए।