माप की विधि के आधार पर झिल्ली पृथक्करण तकनीक को विभिन्न तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है।
(1) निष्कर्षक द्वारा वर्गीकरण
अलग किए जाने वाले विभिन्न उत्पादों के आधार पर, झिल्ली पृथक्करण प्रक्रियाओं को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: शुद्धिकरण, एकाग्रता, पृथक्करण और निष्कर्षण। जल उपचार में झिल्ली पृथक्करण प्रक्रियाएं, जहां पर्मिट उत्पाद है, शुद्धिकरण कहलाती है; वे जहां रिटेनटेट उत्पाद है, एकाग्रता कहलाते हैं; वे जहां पर्मिट और रिटेनटेट दोनों उत्पाद होते हैं उन्हें पृथक्करण कहा जाता है; और दो कटऑफ कटऑफ के बीच पदार्थ प्राप्त करने के लिए दो अलग-अलग रेटेंटेट कटऑफ के साथ झिल्ली पृथक्करण प्रक्रियाओं के संयोजन का उपयोग करने वालों को निष्कर्षण कहा जाता है।
(2) झिल्ली सामग्री द्वारा वर्गीकरण
झिल्ली सामग्री के आधार पर, अर्धपारगम्य झिल्ली को कार्बनिक और अकार्बनिक झिल्ली में विभाजित किया जा सकता है। कार्बनिक झिल्ली सामग्री में मुख्य रूप से विभिन्न बहुलक सामग्रियां शामिल हैं जैसे पॉलीसल्फ़ोन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीएक्रिलोनिट्राइल, पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड, पॉलीइथर्सल्फ़ोन, सेलूलोज़ एसीटेट, सल्फ़ोनेटेड पॉलीसल्फ़ोन और सुगंधित पॉलीमाइड;
अकार्बनिक झिल्ली सामग्री को आगे चलकर धातु आधारित अकार्बनिक झिल्ली जैसे धातु और धातु ऑक्साइड, और सिलिकेट आधारित अकार्बनिक झिल्ली जैसे सिरेमिक और ग्लास में विभाजित किया जाता है।
कार्बनिक झिल्लियाँ तैयार करने में सरल होती हैं, इनमें उच्च झिल्ली तत्व मात्रा अनुपात होता है, सस्ती होती हैं, और कम दबाव पर काम करती हैं, लेकिन खराब रासायनिक स्थिरता, तापमान प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और सफाई प्रतिरोध से ग्रस्त होती हैं; दूसरी ओर, अकार्बनिक झिल्ली इसके विपरीत हैं।
कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों झिल्ली प्रौद्योगिकियां एक-दूसरे की ताकत से आगे निकलने का प्रयास करते हुए, अपने-अपने फायदे के आधार पर अपने प्रदर्शन में लगातार सुधार कर रही हैं। वर्तमान में, रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली सामग्री के बीच केवल सुगंधित पॉलियामाइड औद्योगिक उत्पादन पैमाने तक पहुंच गए हैं, जबकि अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली सामग्री में काफी विविधता है।
(3) पृथक्करण परिशुद्धता द्वारा वर्गीकरण
अलग-अलग पृथक्करण परिशुद्धता के आधार पर, जल उपचार झिल्ली पृथक्करण प्रक्रियाओं को ठीक निस्पंदन, माइक्रोफिल्ट्रेशन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, नैनोफिल्ट्रेशन, इलेक्ट्रोडायलिसिस, रिवर्स ऑस्मोसिस, राल बिस्तर इलेक्ट्रोडायलिसिस (जिसे ईडीआई या इलेक्ट्रोडियोनाइजेशन के रूप में भी जाना जाता है), और झिल्ली आसवन में वर्गीकृत किया जा सकता है। माइक्रोफिल्ट्रेशन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, नैनोफिल्ट्रेशन और रिवर्स ऑस्मोसिस सभी झिल्ली में दबाव के अंतर से संचालित होते हैं, जबकि इलेक्ट्रोडायलिसिस और रेजिन बेड इलेक्ट्रोडायलिसिस संभावित अंतर से संचालित होते हैं। माइक्रोफिल्ट्रेशन झिल्लियों का आणविक भार कटऑफ 0.1-1.0 μm और ऑपरेटिंग दबाव 0.1-0.2 MPa होता है; अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्लियों का आणविक भार कटऑफ 5000-200000 Da और ऑपरेटिंग दबाव 0.1–0.3 MPa होता है; नैनोफिल्ट्रेशन झिल्लियों में अलवणीकरण दर 0-95% और ऑपरेटिंग दबाव 0.3-0.6 एमपीए है; रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली में विलवणीकरण दर 95.0%-99.9%, न्यूनतम पारगम्य लवणता लगभग 1 मिलीग्राम/लीटर और ऑपरेटिंग दबाव 0.7-7.0 एमपीए है।
इलेक्ट्रोडायलिसिस से अलवणीकृत पानी उत्पन्न होता है जो झिल्ली में प्रवेश नहीं करता है। न्यूनतम पारगम्य लवणता रिवर्स ऑस्मोसिस के करीब है, और ऑपरेटिंग दबाव 0.1-0.2 एमपीए है। अलवणीकरण दर को प्रवाह पथ की लंबाई और ऑपरेटिंग वर्तमान तीव्रता के आधार पर 0-98% की सीमा के भीतर समायोजित किया जा सकता है।
इलेक्ट्रोडायलिसिस के अलवणीकृत जल प्रवाह पथ को आयन और धनायन विनिमय रेजिन से भरने से एक राल बिस्तर इलेक्ट्रोडडायलिसिस प्रणाली बनती है। जब प्रभावशाली लवणता 2-5 मिलीग्राम/लीटर की सीमा में होती है, तो राल बिस्तर इलेक्ट्रोडडायलिसिस की पारगम्य चालकता 10-15 एमΩ के स्तर पर बनाए रखी जा सकती है।
(4) झिल्ली संरचना द्वारा वर्गीकरण
झरझरा और गैर-छिद्र झिल्ली संरचनाओं के बीच अंतर के आधार पर, पृथक्करण झिल्ली को झरझरा झिल्ली और घने झिल्ली में विभाजित किया जा सकता है। छिद्रपूर्ण झिल्लियों में बड़ी संख्या में पारगम्य छिद्र होते हैं, जबकि सघन झिल्लियों में पारगम्य छिद्र नहीं होते हैं।
झिल्ली संरचना की एकरूपता के आधार पर, झरझरा झिल्ली और सघन झिल्ली प्रत्येक को सजातीय झिल्ली और विषम झिल्ली में विभाजित किया जा सकता है। एक सजातीय झिल्ली की झिल्ली संरचना झिल्ली सतह की ऊर्ध्वाधर दिशा में एक समान होती है, जबकि एक विषम झिल्ली की झिल्ली संरचना झिल्ली सतह की ऊर्ध्वाधर दिशा में गैर-समान होती है।
माइक्रोफिल्ट्रेशन झिल्लियाँ छिद्रपूर्ण विषमांगी झिल्लियाँ होती हैं। झिल्ली में प्रवेश करते समय छिद्र का आकार अनियमित रूप से बदलता है, और अवधारण दक्षता मुख्य रूप से औसत छिद्र आकार और सरंध्रता से निर्धारित होती है।
अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्लियाँ छिद्रपूर्ण, विषमांगी झिल्लियाँ होती हैं। झिल्ली के फ़ीड पानी वाले हिस्से में एक घनी परत होती है, जिसके परिणामस्वरूप फ़ीड पानी वाले हिस्से पर छोटे छिद्र होते हैं और शुद्ध पानी वाले हिस्से पर बड़े छिद्र होते हैं, जिससे पानी की पारगम्यता में सुविधा होती है। एक विशिष्ट घनी सजातीय झिल्ली एक आयन एक्सचेंज झिल्ली है जिसका उपयोग इलेक्ट्रोडायलिसिस में किया जाता है, जिसमें सीमित जल पारगम्यता होती है लेकिन सकारात्मक या नकारात्मक आयनों के लिए अत्यधिक उच्च पारगम्यता होती है।
सुगंधित पॉलियामाइड रिवर्स ऑस्मोसिस मिश्रित झिल्ली विशिष्ट विषम घने झिल्ली हैं। इस झिल्ली में एक मोटी, उच्च गति, छिद्रपूर्ण सहायक झिल्ली होती है जो उच्च गति पारगम्यता की एक अत्यंत पतली मिश्रित परत से लैमिनेटेड होती है, जो उच्च पारगम्यता और उच्च पारगम्यता अनुपात दोनों को एक साथ प्राप्त करती है।
घनी सजातीय झिल्लियों की सभी दिशाओं में एक समान संरचना होती है और उनमें उच्च पारगम्यता अनुपात होता है, लेकिन उनकी कम पारगम्यता के कारण, वे आम तौर पर स्वतंत्र रूप से नहीं बनती हैं और अक्सर मिश्रित झिल्लियों की घनी परत होती हैं।
(5) तत्व संरचना द्वारा वर्गीकरण
झिल्ली तत्व एक झिल्ली कार्यशील इकाई है जो संबंधित संरचनात्मक घटकों के साथ शीट जैसी या फिलामेंटस झिल्ली के संयोजन से बनती है। संरचनात्मक अंतर के आधार पर, झिल्ली तत्वों को विभिन्न संरचनात्मक रूपों जैसे प्लेट, प्लीटेड, ट्यूबलर, खोखला और सर्पिल घाव में वर्गीकृत किया जा सकता है।
वॉल्यूमेट्रिक क्षेत्र, प्रवाह पैटर्न, दबाव समर्थन और सफाई की स्थिति के संदर्भ में विभिन्न झिल्ली संरचनाओं के अपने फायदे और नुकसान हैं।
प्लेट और फ्रेम फिल्टर में उपयोग के लिए प्लेट संरचनाओं में बारीक निस्पंदन, माइक्रोफिल्ट्रेशन और अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली की व्यवस्था की जा सकती है। यद्यपि प्लेट और फ़्रेम फ़िल्टर का आयतन क्षेत्र छोटा होता है और उन्हें बार-बार झिल्ली सामग्री प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, जिससे केवल रुक-रुक कर संचालन की अनुमति मिलती है, झिल्ली समर्थन और जल संचालन के लिए संरचनात्मक सामग्री डिस्पोजेबल नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप झिल्ली को प्रतिस्थापित करते समय सामग्री की लागत सबसे कम होती है।
प्लीटेड फिल्टर बनाने के लिए बारीक निस्पंदन और माइक्रोफिल्ट्रेशन झिल्लियों को प्लीटेड संरचनाओं में भी व्यवस्थित किया जा सकता है। ये वॉल्यूमेट्रिक क्षेत्र को बढ़ाने के लिए प्लीटेड संरचना पर निर्भर करते हैं और झिल्ली का उपयोग बैक प्रेशर सपोर्ट और जल संचालन चैनल बनाने के लिए करते हैं। हालाँकि, प्लीटेड झिल्लियों को बदलने से संरचनात्मक सामग्रियों की लागत बढ़ जाती है।
प्लेट और प्लीटेड झिल्ली दोनों पूर्ण प्रवाह संचालन की विशेषता साझा करते हैं। उनकी सामान्य कमियों में बड़े पैमाने पर लगातार उत्पादन करने में असमर्थता और साफ करने में असमर्थता शामिल है। उनके सरल उपकरण और सुविधाजनक संचालन के कारण, उनका उपयोग ज्यादातर छोटे पैमाने, कम प्रदूषण प्रक्रिया टर्मिनल जल उपचार वातावरण में किया जाता है।
ट्यूबलर झिल्ली माइक्रोफिल्ट्रेशन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, नैनोफिल्ट्रेशन या यहां तक कि रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली भी हो सकती है, जो 10-15 मिमी के आंतरिक व्यास के साथ आंतरिक दबाव में काम करती है। ट्यूबलर झिल्लियों को बैकवॉश नहीं किया जा सकता, उनका आयतन क्षेत्र छोटा होता है, उपकरण की लागत अधिक होती है और उपकरण दक्षता कम होती है; हालाँकि, उन्हें अच्छी तरह से धोया जा सकता है, जिससे वे उच्च चिपचिपाहट, उच्च गंदगी वाले तरल पदार्थ और विशेष फ़ीड एकाग्रता और औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार के लिए एक उत्कृष्ट झिल्ली संरचना के लिए उपयुक्त हो जाते हैं।
खोखली निस्पंदन झिल्ली माइक्रोफिल्ट्रेशन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, नैनोफिल्ट्रेशन या रिवर्स ऑस्मोसिस हो सकती है, जिसका आंतरिक व्यास 25 से 1200 माइक्रोन और बाहरी व्यास 50 से 2000 माइक्रोन तक होता है।
खोखले निस्पंदन झिल्ली को दबाव की दिशा के अनुसार आंतरिक दबाव और बाहरी दबाव प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। आंतरिक दबाव झिल्लियों का आयतन क्षेत्र छोटा होता है और गंदगी धारण करने की क्षमता कम होती है, हाइड्रॉलिक रूप से फ्लश करना आसान होता है, और फ़ीड पानी की गुणवत्ता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं। वे क्रॉस-प्रवाह या पूर्ण-प्रवाह मोड में काम कर सकते हैं। बाहरी दबाव झिल्लियों का आयतन क्षेत्र बड़ा होता है और गंदगी धारण करने की क्षमता अधिक होती है, हाइड्रॉलिक रूप से फ्लश करना आसान नहीं होता है, फ़ीड पानी की गुणवत्ता के लिए कम आवश्यकताएं होती हैं, और अधिकतर पूर्ण प्रवाह मोड में काम करती हैं, जिससे क्रॉस प्रवाह बनाना मुश्किल हो जाता है।
खोखले निस्पंदन झिल्लियों में अत्यधिक उच्च आयतन वाले क्षेत्र हो सकते हैं, जो अन्य झिल्ली संरचनाओं से बेजोड़ होते हैं, और उत्कृष्ट फॉरवर्ड और बैकवाशिंग प्रदर्शन रखते हैं।
खोखले झिल्ली फाइबर की सीमित यांत्रिक शक्ति के कारण, फाइबर का टूटना एक बड़ी समस्या है, और एक विशिष्ट परिचालन अवधि के भीतर फाइबर के टूटने की दर झिल्ली के जीवनकाल का एक महत्वपूर्ण संकेतक बन जाती है।
रोल अप झिल्ली संरचनाएं मुख्य रूप से नैनोफिल्ट्रेशन और रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली के लिए उपयोग की जाती हैं, और हाल के वर्षों में, सर्पिल अप अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली भी उभरी हैं। इस संरचना में एक मध्यम वॉल्यूमेट्रिक क्षेत्र है और इसमें उच्च परिचालन दबाव प्रतिरोध, कम फ़ीड पानी की गुणवत्ता की आवश्यकताएं, बड़ी दूषण क्षमता, आसान क्रॉस - प्रवाह, और आगे फ्लशिंग करने की क्षमता जैसे फायदे हैं।
सर्पिलाकार ऊपर झिल्ली में फ़ीड जल प्रवाह चैनल के क्रॉस{{0}सेक्शन को एकसमान ऊंचाई का सीधा चैनल माना जा सकता है। यह संरचना स्थानीयकृत प्रदूषण की अनुमति देती है और इसमें उच्च प्रदूषण क्षमता होती है; हालाँकि, हर क्षेत्र में अच्छा फ्लशिंग प्रभाव प्राप्त करना आसान नहीं है, जिससे स्थानीय स्तर पर गंदगी होने का खतरा रहता है।
इसके अलावा, सर्पिल {{0} ऊपर मिश्रित झिल्लियों को दोबारा नहीं धोया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सफाई का प्रभाव खराब होता है। झिल्ली के खराब होने के कारण प्रदर्शन में गिरावट सर्पिल अप संरचनाओं के लिए एक बड़ी समस्या है, और एक विशिष्ट परिचालन अवधि के भीतर प्रदर्शन में गिरावट की डिग्री झिल्ली के जीवनकाल का एक महत्वपूर्ण संकेतक बन जाती है।