सिरेमिक झिल्ली + जमावट: जगह बचाते हुए प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ (एनओएम) को अत्यधिक कुशल तरीके से हटाना!

जलवायु परिवर्तन विभिन्न जटिल तंत्रों के माध्यम से सतही जल में एनओएम की सामग्री और विशेषताओं पर गहरा प्रभाव डाल रहा है, जिससे एनओएम पेयजल उपचार में एक मुख्य प्रदूषक बन गया है। उच्च -एनओएम जल स्रोत आम तौर पर उच्च रंग और उच्च डीओसी (प्रति इकाई क्षेत्र खुराक) प्रदर्शित करते हैं। एनओएम न केवल जल निकायों में रंग और गंध की समस्या पैदा करता है बल्कि कीटाणुनाशकों के साथ प्रतिक्रिया करके कार्सिनोजेनिक उपोत्पाद भी उत्पन्न करता है।

पारंपरिक पेयजल उपचार प्रक्रियाओं में एनओएम हटाने की क्षमता सीमित होती है, जबकि पारंपरिक कार्बनिक झिल्ली प्रक्रियाएं गंदगी के प्रति संवेदनशीलता और खराब संक्षारण प्रतिरोध जैसी कमियों से ग्रस्त होती हैं। जमाव के साथ मिलकर सिरेमिक झिल्ली उच्च {{3}NOM सतह के पानी को शुद्ध करने के लिए एक अभिनव, कम {{1}ऊर्जा {{2}खपत, कॉम्पैक्ट और अत्यधिक स्थिर समाधान प्रदान करती है।

एक यूरोपीय शोध टीम ने उपचार की प्रभावशीलता सुनिश्चित करते हुए प्रक्रिया प्रवाह के निरंतर अनुकूलन को प्राप्त करने के लिए जमावट और फ्लोक्यूलेशन प्रीट्रीटमेंट के लिए तीन मॉडल डिजाइन और तुलना की:

1. पारंपरिक दो-टैंक जमाव/फ्लोक्यूलेशन

एक क्लासिक उपचार मोड के रूप में, यह प्रक्रिया दो चरणीय प्रतिक्रिया डिज़ाइन का उपयोग करती है: एक तेज़ मिश्रण टैंक और एक धीमी फ़्लोक्यूलेशन टैंक। 21 मिनट के कुल हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम (एचआरटी) के साथ, फ्लोक विकास को पूरा करने के लिए फ्लोक्यूलेशन टैंक में प्रवेश करने से पहले कच्चे पानी और कौयगुलांट को तेजी से मिश्रण टैंक में अच्छी तरह मिलाया जाता है। यह मोड संपूर्ण प्रतिक्रिया प्रदान करता है लेकिन इसके लिए बड़े पदचिह्न की आवश्यकता होती है और इसकी निर्माण लागत अधिक होती है।

2. तीव्र मिश्रण मोड

यह मोड प्रक्रिया प्रवाह को सरल बनाता है, धीमी फ्लोक्यूलेशन टैंक को समाप्त करता है और केवल तीव्र मिश्रण इकाई को बरकरार रखता है। कौयगुलांट और कच्चा पानी मिश्रित होता है और सीधे झिल्ली मॉड्यूल में प्रवेश करता है, जिससे हाइड्रोलिक अवधारण समय 7 मिनट तक कम हो जाता है। बुनियादी उपचार प्रभावशीलता को बनाए रखते हुए, यह उपकरण विन्यास को महत्वपूर्ण रूप से सरल बनाता है।

3. ऑनलाइन ट्यूबलर फ़्लोक्यूलेशन मोड

यह इस अध्ययन में सबसे नवीन कॉम्पैक्ट समाधान है। प्रक्रिया प्रवाह इस प्रकार है: कच्चा पानी + कौयगुलांट → झिल्ली फ़ीड पंप मिश्रण → ट्यूबलर फ्लोकुलेंट → सिरेमिक झिल्ली → पर्मेट। पूरी प्रक्रिया के दौरान कोई प्रतिक्रिया टैंक नहीं है; मिश्रण और फ्लोक्यूलेशन पाइपलाइनों के माध्यम से पूरा किया जाता है। हाइड्रोलिक अवधारण समय (एचआरटी) केवल 45 सेकंड है, और जी - मान 330 सेकंड पर नियंत्रित होता है। तीनों मोड में इसका फ़ुटप्रिंट सबसे छोटा है।

प्रयोग में एक सिरेमिक झिल्ली का उपयोग किया गया, जो रासायनिक प्रतिरोध और उच्च यांत्रिक शक्ति के अपने अकार्बनिक सामग्री गुणों के कारण, स्थिर प्रक्रिया संचालन के लिए मुख्य हार्डवेयर समर्थन बन गया।

अध्ययन में एनओएम मूल्यांकन संकेतक के रूप में डीओसी, रंग और यूवी₂₅₄ और झिल्ली फाउलिंग मूल्यांकन संकेतक के रूप में ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव अंतर (टीएमपी) का उपयोग किया गया, जो कोगुलेंट के प्रकार, खुराक और पीएच मान को अनुकूलित करता है।

प्रयोग में पॉलीएल्यूमिनियम क्लोराइड और फेरिक क्लोराइड की तुलना की गई, और परिणाम काफी ज्ञानवर्धक थे:

डीओसी हटाना:

बढ़ती खुराक के साथ बढ़ते हुए, पीएच 5.5 पर एल्यूमीनियम लवण ने 50% -85% की निष्कासन दर हासिल की।

लौह लवण ने पीएच 4.5 और 10 मिलीग्राम/लीटर पर 87% की अधिकतम निष्कासन दर हासिल की।

रंग हटाना:

Aluminum salts were optimally removed at pH 5.5, with a dosage as low as 2 mg/L achieving a removal rate >90%.

लौह लवण को pH 5.0 पर इष्टतम रूप से हटा दिया गया, जिसके लिए 6 की आवश्यकता होती है... समतुल्य परिणाम प्राप्त करने के लिए mg/L से ऊपर सांद्रता की आवश्यकता होती है।

अध्ययन का एक प्रमुख निष्कर्ष यह है कि अधिक कौयगुलांट आवश्यक रूप से बेहतर नहीं है।

2 मिलीग्राम/लीटर एल्यूमीनियम नमक पर: अपर्याप्त चार्ज न्यूट्रलाइजेशन, छोटे फ्लॉक्स और झिल्ली छिद्रों का आसानी से बंद होना।

5 मिलीग्राम/लीटर एल्यूमीनियम नमक पर: चार्ज पुनर्स्थिरीकरण हो सकता है, या झिल्ली सतह का भार बहुत अधिक हो सकता है।

3 मिलीग्राम/लीटर एल्यूमीनियम नमक पर: झिल्ली का दूषण सबसे कम होता है, और संचालन सबसे स्थिर होता है।

इसका मतलब यह है कि खुराक को आंख मूंदकर बढ़ाने की तुलना में उसका अनुकूलन करना अधिक महत्वपूर्ण है।

मेम्ब्रेन फाउलिंग के संबंध में, यह बहुत कम अपरिवर्तनीय मेम्ब्रेन फाउलिंग के साथ बेहद मजबूत स्थिरता प्रदर्शित करता है। 3 मिलीग्राम अल/एल की एल्युमीनियम नमक की खुराक पर, झिल्ली के खराब होने की दर एक इष्टतम स्तर तक पहुंच जाती है, जिसमें एकल चक्र दबाव में केवल 40 एमबार की वृद्धि होती है। नियमित बैकवॉशिंग के साथ, लंबे समय तक स्थिर संचालन को बनाए रखा जा सकता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि प्रवाह में अवशिष्ट धातु सांद्रता प्रक्रिया संचालन के लिए एक मुख्य सीमित संकेतक है। एनओएम हटाने के लिए 4.5-5.5 की इष्टतम पीएच सीमा के भीतर, एल्यूमीनियम और लोहे की अवशिष्ट सांद्रता आसानी से 150 ug/L से अधिक हो जाती है ("पीने ​​के पानी की गुणवत्ता GB5749-2022 के लिए मानक" में एल्यूमीनियम के लिए सीमा 200 ug/L और लोहे के लिए, 300 ug/L है)। व्यावहारिक इंजीनियरिंग में, निष्कासन दक्षता और प्रवाह सुरक्षा दोनों को ध्यान में रखते हुए पीएच मान और कौयगुलांट खुराक को संतुलित करना आवश्यक है।

तीन प्रीट्रीटमेंट मोड की तुलना से पता चला:

रंग और डीओसी हटाने की दरें नगण्य अंतर के साथ लगभग 80% थीं।

अपरिवर्तनीय झिल्ली दूषण दरें समान थीं (0.06–0.10 एमबार/घंटा)।

प्रवाहित गंदलापन लगातार 0.1 एनटीयू से नीचे रहा।

तीनों मोडों ने एनओएम हटाने की दक्षता में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाया, लेकिन ऑनलाइन ट्यूबलर फ्लोक्यूलेशन मोड, 45 सेकंड के अल्ट्रा{0}} कम हाइड्रोलिक रिटेंशन समय और प्रतिक्रिया टैंक के बिना न्यूनतम डिजाइन के साथ, इष्टतम विकल्प बन गया।

यह अध्ययन इस बात की पुष्टि करता है कि जमावट -फ्लोक्यूलेशन + सिरेमिक झिल्ली प्रक्रिया उच्च एनओएम (सामान्य रूप से ऑक्सीजन सामग्री) के साथ सतह के पानी की शुद्धिकरण आवश्यकताओं पर पूरी तरह से लागू होती है: कम कौयगुलांट खुराक अनुपालन उपचार प्राप्त करती है; सिरेमिक झिल्ली धोने योग्य है और इसका जीवनकाल लंबा है; और इसकी परिचालन ऊर्जा खपत पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में बहुत कम है। ऑनलाइन ट्यूबलर फ्लोक्यूलेशन मोड पारंपरिक जल उपचार प्रक्रियाओं में निहित बड़े पदचिह्न की सीमा को तोड़ता है, कॉम्पैक्ट, बुद्धिमान पेयजल संयंत्रों के निर्माण के लिए तकनीकी सहायता प्रदान करता है।

बढ़ते पेयजल गुणवत्ता मानकों और स्रोत जल प्रदूषण की चुनौतियों का सामना करते हुए, जमावट {{0}सेरेमिक झिल्ली प्रीट्रीटमेंट प्रक्रिया कम सिविल इंजीनियरिंग लागत के साथ उपचार प्रभावशीलता को संतुलित करती है। उच्च दक्षता निष्कासन, कम प्रदूषण, कॉम्पैक्ट डिजाइन और कम ऊर्जा खपत के अपने मुख्य लाभों के साथ, यह उच्च {{3} जैविक सामग्री वाले जल स्रोतों (जैसे दक्षिण में जलाशय का पानी और उत्तर में कुछ नदी के पानी) से निपटने वाले जल संयंत्रों के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है।