झिल्ली जल उपचार प्रणालियों (जैसे अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ), नैनोफिल्ट्रेशन (एनएफ), और रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) में, सक्रिय कार्बन आमतौर पर मुख्य अलवणीकरण या स्टरलाइज़ेशन घटक नहीं होता है, लेकिन यह एक महत्वपूर्ण "प्री{0}}फ़िल्टर" और "रक्षक" के रूप में एक अपूरणीय भूमिका निभाता है। इसके अनुप्रयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैं:
1. अवशिष्ट क्लोरीन को पूरी तरह से हटाना
रिवर्स ऑस्मोसिस और नैनोफिल्ट्रेशन पॉलियामाइड झिल्ली ऑक्सीडेंट के प्रति बेहद संवेदनशील हैं। यहां तक कि फ़ीड पानी में अवशिष्ट क्लोरीन सांद्रता 0.1 पीपीएम (मिलीग्राम/एल) जितनी कम होने पर भी, लंबे समय तक संपर्क झिल्ली की बहुलक श्रृंखलाओं को तोड़ने का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप आमतौर पर घंटों से दिनों के भीतर झिल्ली तत्व की अलवणीकरण दर में स्थायी कमी आती है। सक्रिय कार्बन फिल्टर अवशिष्ट क्लोरीन सांद्रता को सुरक्षित स्तर से कम कर सकते हैं<0.01 ppm through efficient surface reduction reactions, completely eliminating its oxidative threat to the membrane.
सैद्धांतिक रूप से, 1 ग्राम उच्च गुणवत्ता वाला सक्रिय कार्बन लगभग 1 ग्राम उपलब्ध क्लोरीन को हटा सकता है। व्यावहारिक इंजीनियरिंग में, पर्याप्त खाली बिस्तर संपर्क समय (ईबीसीटी) को अवशिष्ट क्लोरीन एकाग्रता और फ़ीड पानी की प्रवाह दर के आधार पर डिजाइन करने की आवश्यकता है।
2. कार्बनिक पदार्थ का अत्यधिक कुशल अवशोषण, झिल्ली की गंदगी को कम करना
सक्रिय कार्बन का एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है, आमतौर पर 700-1500 वर्ग मीटर/ग्राम के बीच। यह इसे पानी में प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ (एनओएम) को कुशलता से सोखने की अनुमति देता है, जिससे फ़ीड पानी के यूवी 254 मूल्य (संयुग्मित डबल बॉन्ड और बेंजीन रिंग वाले कार्बनिक पदार्थ की विशेषता) को 60% -90% तक कम कर देता है और कुल कार्बनिक कार्बन (टीओसी) को 20% -50% तक हटा देता है। यह सीधे कोलाइडल और कार्बनिक भार को कम करता है जो झिल्ली के खराब होने में योगदान देता है।
बेहतर फाउलिंग इंडेक्स: कार्बनिक पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटाकर, सक्रिय कार्बन प्रीट्रीटमेंट बाद के एसडीआई (मृदा घनत्व सूचकांक) मूल्य को काफी कम कर देता है, जिससे रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली (एसडीआई 15 <5, आदर्श मूल्य <3) के लिए योग्य फ़ीड पानी उपलब्ध होता है।
3. जैविक रूप से सक्रिय कार्बन (बीएसी) का प्रभाव
Under suitable temperature (>15 डिग्री) और पोषक तत्व की स्थिति, जैविक रूप से सक्रिय कार्बन फिल्टर अमोनिया नाइट्रोजन (एनएच 3-एन) हटाने की दर 80% से अधिक और बायोडिग्रेडेबल घुलनशील कार्बनिक कार्बन (बीडीओसी) हटाने की दर 50% -70% तक पहुंच सकते हैं, जो साधारण भौतिक सोखना द्वारा प्राप्त 20% -40% से काफी अधिक है।
सावधानियां एवं परिचालन बिंदु:
1. सक्रिय कार्बन प्रकारों का चयन और पैरामीटर:
नारियल शैल सक्रिय कार्बन: इसमें बहुत अच्छी तरह से विकसित माइक्रोपोर (छिद्र आकार) होता है<2nm), with iodine adsorption values typically >1000एमजी/जी. यह तेजी से सोखने की गति और अवशिष्ट क्लोरीन और छोटे-अणु कार्बनिक पदार्थ के लिए उच्च क्षमता प्रदर्शित करता है।
कोयला आधारित सक्रिय कार्बन: इसमें माइक्रोपोर और मेसोपोर (छिद्र आकार 2-50nm) दोनों होते हैं। मेथिलीन ब्लू सोखने का मान 150-250mg/g तक पहुंच सकता है, जो बड़े कार्बनिक अणुओं (जैसे ह्यूमिक एसिड) और पानी में रंग के लिए बेहतर निष्कासन प्रभाव प्रदान करता है।
खरीदते समय, आयोडीन मूल्य और मेथिलीन ब्लू मूल्य के अलावा, 95% से अधिक या उसके बराबर ताकत (ऑपरेशन के दौरान टूटना और चूर्णीकरण को कम करने के लिए) और नमी की मात्रा 8% से कम या उसके बराबर पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए।
2. सक्रिय कार्बन पाउडर रिसाव को रोकना:
नया सक्रिय कार्बन फ्लशिंग: नए लोड किए गए सक्रिय कार्बन को आगे और पीछे दोनों तरह से धोना चाहिए। फ्लशिंग के समय में आम तौर पर 1-2 घंटे या उससे अधिक समय लगता है जब तक कि प्रवाह गंदला न हो जाए<1.0 NTU.
सुरक्षा फ़िल्टर: एक 5μm परिशुद्धता सुरक्षा फ़िल्टर बाद में स्थापित किया जाना चाहिए, जिससे सामान्य दबाव अंतर वृद्धि दर सुनिश्चित हो सके। यदि फ़िल्टर तत्व बहुत जल्दी काला हो जाता है, तो यह गंभीर सक्रिय कार्बन पाउडर रिसाव का संकेत देता है।
3. माइक्रोबियल वृद्धि और नियंत्रण:
अनियंत्रित सक्रिय कार्बन फिल्टर में प्रवाहित बैक्टीरिया की संख्या प्रभावशाली से 1-2 ऑर्डर (10 से 100 गुना) अधिक हो सकती है।
नियमित कीटाणुशोधन: हर 13 महीने में कम से कम 30 मिनट के लिए 80 डिग्री से अधिक या उसके बराबर गर्म पानी से धोने की सलाह दी जाती है, या शॉक खुराक के लिए गैर-ऑक्सीकरण जीवाणुनाशक (जैसे डीबीएनपीए) का उपयोग करें।
डिज़ाइन अनुकूलन: दीर्घकालिक माइक्रोबियल प्रतिधारण से बचने के लिए, सिस्टम डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सक्रिय कार्बन फ़िल्टर प्रतिदिन 10% से अधिक या इसके बराबर आवधिक बैकवाशिंग या फॉरवर्ड वाशिंग ऑपरेशन से गुजरता है।
4. सोखना संतृप्ति और प्रतिस्थापन चक्र
मुख्य निगरानी संकेतक: सक्रिय कार्बन प्रवाह में अवशिष्ट क्लोरीन की लगातार या कम से कम दैनिक निगरानी की जानी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह 0 मिलीग्राम/लीटर पर बना रहे। यदि कोई क्लोरीन पाया जाता है, तो तत्काल जांच या प्रतिस्थापन आवश्यक है।
प्रतिस्थापन चक्र अनुमान: प्रतिस्थापन चक्र (टी) का प्रारंभिक अनुमान निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके किया जा सकता है: टी (घंटे)=[सक्रिय कार्बन लोडिंग मात्रा (किलो) × इकाई सोखना क्षमता (मिलीग्राम सीएल₂/जी कार्बन)] / [प्रभावी प्रवाह दर (एम³/घंटा) × अवशिष्ट क्लोरीन एकाग्रता (मिलीग्राम/एल)]
जहां, इकाई सोखने की क्षमता 10-15 मिलीग्राम सीएल₂/जी कार्बन (रूढ़िवादी डिजाइन मूल्य) के रूप में ली जा सकती है।
उदाहरण: एक फिल्टर जिसमें 500 किलोग्राम सक्रिय कार्बन होता है, जो 1.5 मिलीग्राम/लीटर की अवशिष्ट क्लोरीन सांद्रता और 50 m³/h की प्रवाह दर के साथ प्रभाव का उपचार करता है, सैद्धांतिक क्लोरीन प्रतिधारण समय लगभग (500 × 1000 × 10) / (50 × 1.5) ≈ 666 घंटे (लगभग 28 दिन) होता है। यह केवल क्लोरीन अवधारण समय है; कार्बनिक पदार्थ सोखने पर विचार करते हुए, वास्तविक प्रतिस्थापन चक्र आमतौर पर 6 से 24 महीने निर्धारित किया जाता है, और यह वास्तविक निगरानी डेटा पर आधारित होना चाहिए।
5. हाइड्रोलिक नियंत्रण और ऑपरेटिंग पैरामीटर
खाली बिस्तर संपर्क समय (ईबीसीटी) एक प्रमुख डिज़ाइन पैरामीटर है। अवशिष्ट क्लोरीन और कार्बनिक पदार्थ हटाने के लिए, ईबीसीटी को आम तौर पर 10-15 मिनट के लिए डिज़ाइन किया गया है।
बैकवॉश प्रवाह दर: 12-15 m³/(m²·h) (यानी, 12-15 m/h), 10-15 मिनट तक चलने वाला।
एयर स्क्रब की तीव्रता: यदि एक संयुक्त वायु {{0} पानी बैकवाश का उपयोग किया जाता है, तो वायु की तीव्रता लगभग 50-60 m³/(m²·h) होती है।
बैकवॉशिंग आम तौर पर हर 24-48 घंटों में की जाती है, या जब इनलेट दबाव अंतर 0.5-1.0 बार बढ़ जाता है।
