वेब ऑफ साइंस (एससीआई) ने हाल ही में सिरेमिक झिल्ली जल उपचार से संबंधित 5 लेख जोड़े हैं।
1. अपशिष्ट को जल फिल्टर में बदलना: पुनर्चक्रित सामग्रियों से सिरेमिक झिल्लियों की एक लघु समीक्षा
जर्नल: बर्बादी
वैश्विक जल संकट लगातार बदतर होता जा रहा है, और औद्योगिक और नगरपालिका कचरा लगातार जमा हो रहा है, जिसके लिए तत्काल ऐसे नवीन समाधानों की आवश्यकता है जो एक चक्रीय अर्थव्यवस्था की अवधारणा के अनुरूप हों। यह समीक्षा अपशिष्ट संसाधनों के उपयोग और स्वच्छ पानी की कमी की दोहरी चुनौतियों को एक साथ संबोधित करने के लिए एक स्थायी जल शोधन रणनीति के रूप में अपशिष्ट आधारित सिरेमिक झिल्ली की परिवर्तन क्षमता का पता लगाती है। पारंपरिक सिरेमिक झिल्ली उच्च शुद्धता वाली अकार्बनिक सामग्रियों से तैयार की जाती हैं और अपने उत्कृष्ट रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, थर्मल स्थिरता और स्थायित्व के लिए जानी जाती हैं। हाल के शोध से पता चलता है कि औद्योगिक उपोत्पाद जैसे लाल मिट्टी, फ्लाई ऐश, ब्लास्ट फर्नेस स्लैग, कोयला गैंग और भट्ठा रोलर अपशिष्ट सभी को प्रभावी ढंग से फिल्टर सामग्री में परिवर्तित किया जा सकता है जो कम लागत और उच्च प्रदर्शन को जोड़ती है। यह आलेख अपशिष्ट आधारित सिरेमिक झिल्ली की तैयारी प्रक्रिया, भौतिक गुणों और प्रदर्शन संकेतकों की व्यवस्थित रूप से समीक्षा करता है, जो इस दृष्टिकोण की व्यवहार्यता को प्रदर्शित करता है: औद्योगिक कचरे को कार्यात्मक फिल्टर सामग्री में बदलने से न केवल पर्यावरण प्रदूषण को कम किया जा सकता है, बल्कि वैश्विक जल सुरक्षा और सतत विकास के लिए मजबूत समर्थन भी प्रदान किया जा सकता है।
2. तैलीय अपशिष्ट जल निवारण के लिए एक सतह वेटेबिलिटी संचालित और फोटो {{2} उत्प्रेरक स्वयं {{3} सफाई TiO₂/Al₂O₃ सिरेमिक झिल्ली
जर्नल: सतहें और इंटरफेस
लंबी अवधि के निस्पंदन के दौरान झिल्ली की खराबी और फ्लक्स क्षय, झिल्ली आधारित तेल {{2} जल इमल्शन पृथक्करण प्रौद्योगिकियों के सामने आने वाली मुख्य चुनौतियाँ हैं। इस अध्ययन ने इन समस्याओं को कम करने के लिए हाइड्रोफिलिक पारगम्यता, ओलेओफोबिसिटी और फोटोकैटलिटिक स्व-सफाई गुणों के साथ एक बहुक्रियाशील सिरेमिक झिल्ली तैयार की। यह झिल्ली एक झरझरा एल्यूमिना (Al₂O₃) सब्सट्रेट पर एक नैनो-टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO₂) कोटिंग के बाद कैल्सीनेशन द्वारा बूंद-बूंद करके तैयार की गई थी। X{9}रे विवर्तन (XRD), स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM), ऊर्जा{10}फैलाने वाली X-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDX) और तात्विक मानचित्रण का उपयोग करके संरचनात्मक, रूपात्मक और संरचनागत विश्लेषण ने सब्सट्रेट क्रिस्टल संरचना में बदलाव किए बिना या छिद्र रुकावट पैदा किए बिना Al₂O₃ सतह पर एक समान और घने TiO₂ पतली परत के गठन की पुष्टि की।
नैनो -TiO₂ लेपित Al₂O₃ झिल्ली की सतह की वेटेटेबिलिटी विशेषता ने हवा में सुपरहाइड्रोफिलिक और सुपरओलोफिलिक गुणों का खुलासा किया, जबकि पानी के नीचे सुपरओलोफोबिक गुणों का प्रदर्शन किया। गीलापन का यह अनूठा व्यवहार TiO₂ की उच्च सतह ऊर्जा और झिल्ली सतह पर पदानुक्रमित नैनो/माइक्रोन खुरदरापन संरचना के सहक्रियात्मक प्रभाव से उत्पन्न होता है।
क्रॉस-फ्लो निस्पंदन सिस्टम के तहत तेल {{0} जल इमल्शन पृथक्करण के प्रदर्शन परीक्षणों से पता चला है कि बढ़ते ऑपरेटिंग दबाव के साथ झिल्ली का पारगम्य प्रवाह लगभग रैखिक रूप से बढ़ गया है, और पृथक्करण दक्षता 0.5-2 बार दबाव सीमा के भीतर 99% से ऊपर स्थिर रही है। 840 मिनट के निरंतर संचालन के बाद दीर्घकालिक स्थिरता परीक्षण से पता चला कि, कार्बनिक (तेल) संदूषण से प्रभावित होकर, पर्मेट प्रवाह अपने प्रारंभिक मूल्य के लगभग 70% तक कम हो गया, लेकिन पृथक्करण दक्षता में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव नहीं हुआ। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि, TiO₂ के आंतरिक फोटोकैटलिटिक स्व-सफाई गुणों का लाभ उठाते हुए, झिल्ली की सतह पर संचित कार्बनिक प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से कम करने के लिए केवल 45 मिनट के यूवी विकिरण की आवश्यकता थी, जिससे प्रवाह को इसके प्रारंभिक मूल्य के लगभग 90% तक बहाल किया जा सके।
3. अपशिष्ट संगमरमर की धूल से टिकाऊ सिरेमिक झिल्ली का उपयोग करके कपड़े धोने के पानी का पुनर्ग्रहण: प्रदर्शन, दूषण विश्लेषण
जर्नल: पर्यावरण अनुसंधान
त्वरित शहरीकरण और उभरती अर्थव्यवस्थाओं के तीव्र विकास के कारण जल संसाधनों का अत्यधिक दोहन हुआ है। हालाँकि कृषि और उद्योग कुल पानी की खपत का 60% से अधिक के लिए जिम्मेदार हैं, आवासीय जल का उपयोग भी अपशिष्ट जल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। निरंतर जनसंख्या वृद्धि और शहरीकरण सीधे तौर पर कपड़े धोने की मांग को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में कपड़े धोने का अपशिष्ट जल निकलता है।
यह अध्ययन कपड़े धोने के अपशिष्ट जल के उपचार के लिए अपशिष्ट संगमरमर की धूल से तैयार एक टिकाऊ सिरेमिक झिल्ली का उपयोग करता है, जिसे गुरुत्वाकर्षण संचालित मृत {{1}अंत निस्पंदन प्रणाली के साथ जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप समग्र प्रक्रिया लागत कम होती है। झिल्ली के प्रदर्शन का मूल्यांकन दो आयामों के आधार पर किया गया: प्रदूषक हटाने और एंटीफ्लिंग क्षमता। केवल 0.05 बार के कम दबाव वाले ऑपरेशन के तहत, झिल्ली ने रासायनिक ऑक्सीजन डिमांड (सीओडी) के लिए 88%, माइक्रोप्लास्टिक्स (एमपी) के लिए 98% और मैलापन के लिए 99% की निष्कासन दर हासिल की। कच्चे पानी में सीओडी और एमपी सांद्रता क्रमशः 1265 मिलीग्राम/लीटर और 2.88 × 10⁶ कण/लीटर थे; उपचार के बाद, सीओडी घटकर 145 मिलीग्राम/लीटर हो गया, जो गैर-पीने योग्य उपयोग के लिए स्वीकृति मानकों को पूरा करता है। इसके साथ ही, झिल्ली ने 81% की फ्लक्स रिकवरी दर (एफआरआर) के साथ उत्कृष्ट एंटीफ्लिंग प्रदर्शन प्रदर्शित किया।
फ़ाउलिंग तंत्र विश्लेषण से पता चला कि झिल्ली फ़ाउलिंग में पूर्ण छिद्र अवरोध और केक निस्पंदन के संयुक्त प्रभाव हावी थे। यह झिल्ली उच्च प्रदूषक निष्कासन दक्षता को उत्कृष्ट एंटीफ्लिंग गुणों के साथ जोड़ती है, जो इसे कपड़े धोने के अपशिष्ट जल के उपचार के लिए आदर्श बनाती है, जिससे उत्पादित पानी सीधे गैर-पीने योग्य अनुप्रयोगों में पुन: उपयोग योग्य हो जाता है।
4. पानी में एंटीबायोटिक -प्रतिरोधी एस्चेरिचिया कोली का यूवी {1}सी एलईडी कीटाणुशोधन: सिरेमिक झिल्ली निस्पंदन के साथ एकीकरण
जर्नल: प्रक्रियाएं
एंटीबायोटिक प्रतिरोध का प्रसार सार्वजनिक स्वास्थ्य और पारिस्थितिकी तंत्र सुरक्षा के लिए खतरा पैदा करने वाली एक वैश्विक समस्या बन गया है। इस चुनौती से निपटने के लिए नवीन कीटाणुशोधन प्रौद्योगिकियों का विकास एक महत्वपूर्ण दिशा है। इस अध्ययन में वास्तविक विश्व जलीय वातावरण (समुद्री जल, सतही जल और उपचारित नगरपालिका पुनः प्राप्त पानी सहित) से पृथक एंटीबायोटिक प्रतिरोधी एस्चेरिचिया कोली को निष्क्रिय करने के लिए गहरे पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जित करने वाले डायोड (यूवी {3} सी एलईडी) का उपयोग किया गया।
प्रयोग में दो विशिष्ट UV{0}}C तरंग दैर्ध्य, 255 एनएम और 265 एनएम का चयन किया गया, और ई. कोली के 10 उपभेदों की मिश्रित जीवाणु संस्कृति के साथ लगाए गए फॉस्फेट बफर समाधानों में 1-7 एमजे/सेमी² की यूवी विकिरण खुराक लागू की गई। परिणामों से पता चला कि 2 एमजे/सेमी² की विकिरण खुराक पर, दोनों तरंग दैर्ध्य ने बैक्टीरिया लॉगरिदमिक निष्क्रियता के परिमाण के लगभग पांच आदेश प्राप्त किए। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) अवलोकन से यूवी विकिरण के बाद बैक्टीरिया की आकृति विज्ञान में महत्वपूर्ण बदलाव सामने नहीं आए, लेकिन पाइरीमिडीन डिमर गठन का मात्रात्मक पता लगाया गया। 2 एमजे/सेमी² की खुराक पर दोनों तरंग दैर्ध्य पर लगभग 40 एनजी/एमएल साइक्लोब्यूटेनपाइरीमिडीन डिमर का उत्पादन किया गया, जिससे पुष्टि हुई कि डीएनए क्षति प्राथमिक निष्क्रियता तंत्र थी।
अध्ययन ने सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक फ्लैट शीट झिल्ली के जल उपचार प्रदर्शन का भी परीक्षण किया: कुल कोलीफॉर्म और ई. कोलाई दोनों के लिए औसत अस्वीकृति दर 99.9% तक पहुंच गई। यूवी -सी एलईडी प्रौद्योगिकी और सिरेमिक झिल्ली प्रौद्योगिकी के साथ मिलकर, 99.985% या उससे अधिक की निष्क्रियता दर के साथ झिल्ली सांद्रण का गहन कीटाणुशोधन प्राप्त किया जा सकता है, जो कुशल जल कीटाणुशोधन के क्षेत्र में इस प्रौद्योगिकी संयोजन की अनुप्रयोग क्षमता को पूरी तरह से प्रदर्शित करता है। छवि
5. प्रदूषित पानी से सीसा हटाने में नैनो हैलोसाइट सिरेमिक झिल्ली की प्रभावशीलता।
जर्नल: जल विज्ञान और प्रौद्योगिकी
इस अध्ययन ने हैलोसाइट नैनोट्यूब (HNTs) और मैंगनीज टेट्रोक्साइड (Mn₃O₄) नैनोकणों के साथ मिश्रित सिरेमिक नैनोकम्पोजिट झिल्ली तैयार की और पानी में उनके सीसा हटाने के प्रदर्शन का व्यवस्थित रूप से मूल्यांकन किया। क्लिंकर जोड़ (8 wt.%) और Mn₃O₄ डोपिंग को स्थिर रखते हुए, HNT सामग्री (75, 80, 85 wt.%) और सिंटरिंग तापमान (900, 1000 डिग्री) को समायोजित करके छह प्रकार के सिरेमिक नैनोकम्पोजिट झिल्ली तैयार किए गए थे।
जल प्रवाह परीक्षण के परिणामों से पता चला कि H85 - 900 झिल्ली (85% HNT युक्त, 900 डिग्री पर सिंटरयुक्त) में 5 बार दबाव पर 390 L/(m²·h) के प्रवाह के साथ सबसे अच्छी पारगम्यता थी। संश्लेषित सीसा युक्त जलीय घोल के परीक्षणों में, H80-1000 झिल्ली (जिसमें 80% HNT होता है, 1000 डिग्री पर सिंटर किया गया) ने उच्चतम सीसा हटाने की दर दिखाई, जो 99.84% तक पहुंच गई। वास्तविक भूजल स्पाइकिंग परीक्षणों में, इस झिल्ली ने 99.16% की उच्च निष्कासन दक्षता बनाए रखी।
इस अध्ययन ने सह-{0}वर्षण विधि का उपयोग करके Mn₃O₄ नैनोकणों को संश्लेषित किया और बहु-आयामी लक्षण वर्णन किया: स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) ने 30-40 एनएम के आकार के साथ एक समान कण क्रिस्टलीकरण दिखाया; एक्स-किरण प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सआरएफ) ने 95.2% की एमएन₃ओ₄ शुद्धता की पुष्टि की; X-किरण विवर्तन (XRD) ने एक चतुष्कोणीय क्रिस्टल प्रणाली का संकेत दिया; और UV-विज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी ने 220 एनएम (O²⁻-Mn²⁺/Mn³⁺ चार्ज ट्रांसफर) और 350 एनएम (d-d क्रिस्टल क्षेत्र संक्रमण) पर विशिष्ट अवशोषण शिखर दिखाए। इन परिणामों से पता चलता है कि स्थानीय रूप से प्राप्त हैलोसाइट का उपयोग करने वाले सिरेमिक झिल्ली में जल उपचार में भारी धातु निवारण के क्षेत्र में अच्छी अनुप्रयोग क्षमता है।
