झिल्ली के खराब होने के बाद, इसके प्रदर्शन को बहाल करने के लिए सफाई आवश्यक है। जबकि विभिन्न झिल्ली निर्माताओं द्वारा प्रस्तावित सफाई के तरीके अलग-अलग होते हैं, मूल सिद्धांत काफी हद तक एक ही होता है: भौतिक, रासायनिक और जैविक तरीकों से झिल्ली की सतह और छिद्रों से दूषित पदार्थों को हटाना, जिससे झिल्ली प्रवाह और चयनात्मकता बहाल होती है। यह लेख जल उपचार पेशेवरों के लिए झिल्ली सफाई के मुख्य तरीकों और प्रदर्शन संकेतकों को व्यवस्थित रूप से पेश करेगा।
I. झिल्ली सफाई विधियों का अवलोकन
झिल्ली सफाई विधियों को आम तौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: भौतिक सफाई, रासायनिक सफाई और जैविक सफाई। प्रत्येक की अपनी विशेषताएं हैं और इन्हें व्यक्तिगत रूप से या संयोजन में उपयोग किया जा सकता है।
1. शारीरिक सफाई
भौतिक सफाई में मुख्य रूप से बैकवॉशिंग, हाइड्रोलिक फ्लशिंग, अल्ट्रासोनिक सफाई और मैकेनिकल स्क्रबिंग शामिल हैं। ये विधियां झिल्ली की सतह पर चिपके हुए दूषित पदार्थों को हटाने के लिए यांत्रिक या हाइड्रोलिक क्रिया पर निर्भर करती हैं। वे गैर-रासायनिक तरीके हैं, प्रक्रिया में सरल हैं, लागत में कम हैं, और झिल्ली सामग्री को न्यूनतम नुकसान पहुंचाते हैं, जो अक्सर उन्हें पसंदीदा सफाई विधि बनाते हैं। सामान्य भौतिक सफाई विधियों में बैकवॉशिंग, कम {{4}दबाव या उच्च{{5}दबाव फ्लशिंग, और कुछ कम सामान्य भौतिक सफाई विधियां, जैसे अल्ट्रासोनिक सफाई और विद्युत क्षेत्र की सफाई शामिल हैं।
बैकवॉशिंग में पर्मिट पक्ष से झिल्ली के छिद्रों में साफ पानी डालने के लिए रिवर्स दबाव लागू करना शामिल है, जिससे झिल्ली की सतह और छिद्रों के भीतर चिपके हुए दूषित पदार्थों को हटा दिया जाता है। यह विधि विशेष रूप से खोखले फाइबर झिल्ली, जैसे अल्ट्राफिल्ट्रेशन या खोखले फाइबर नैनोफिल्टरेशन झिल्ली के लिए प्रभावी है।
कम {{0}दबाव या उच्च{{1}दबाव फ्लशिंग, झिल्ली की सतह को प्रभावित करने के लिए पार्श्व प्रवाह वेग का उपयोग करता है, ढीले जमाव को हटाता है।
अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल पदार्थों में गुहिकायन उत्पन्न करती हैं; जब बुलबुले फूटते हैं तो माइक्रोजेट धाराएं झिल्ली की सतह पर प्रभावी ढंग से प्रभाव डालती हैं, जिससे गंदगी की परत ढीली हो जाती है और हट जाती है। यह विधि मजबूती से जुड़े कार्बनिक या कोलाइडल दूषण को ऑफ़लाइन हटाने के लिए उपयुक्त है।
विद्युत क्षेत्र की सफाई झिल्ली मॉड्यूल के दोनों सिरों पर स्पंदित विद्युत क्षेत्रों को लागू करती है, जिससे दूषित पदार्थों को हटाने के लिए इलेक्ट्रोस्मोसिस और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। यह एक उभरती हुई झिल्ली पुनर्जनन तकनीक है।
भौतिक सफाई संचालित करना सरल, सस्ता और पर्यावरण के अनुकूल है; हालाँकि, इसकी प्रभावशीलता दृढ़ता से चिपकने वाले कार्बनिक पदार्थ और अकार्बनिक स्केल परतों के लिए सीमित है। इसलिए, इसका उपयोग अक्सर रासायनिक सफाई के साथ किया जाता है।
2. रासायनिक सफाई जब भौतिक सफाई अप्रभावी हो तो रासायनिक सफाई आवश्यक होती है। रासायनिक सफाई एक ऐसी प्रक्रिया है जो झिल्ली छिद्रों के अंदर और बाहर दूषित पदार्थों को घोलने, जटिल करने, ऑक्सीकरण करने या सैपोनिफाई करने के लिए रासायनिक एजेंटों का उपयोग करती है, जिससे संरचनात्मक परिवर्तन या घुलनशील पदार्थों में रूपांतरण होता है, जिससे झिल्ली के प्रदर्शन को बहाल किया जाता है। प्रयुक्त एजेंटों के गुणों के आधार पर, रासायनिक सफाई को निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
(1) अम्ल से धुलाई
एसिड वाशिंग का उपयोग मुख्य रूप से अकार्बनिक स्केल और धातु ऑक्साइड संदूषकों को हटाने के लिए किया जाता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एजेंटों में हाइड्रोक्लोरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, फॉस्फोरिक एसिड और साइट्रिक एसिड शामिल हैं। अम्ल धातु ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके घुलनशील लवण बना सकते हैं, जिससे जमा परत हट जाती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड कैल्शियम कार्बोनेट और फेरिक हाइड्रॉक्साइड जैसे अकार्बनिक पैमाने को प्रभावी ढंग से हटा सकता है, जबकि साइट्रिक एसिड नरम होता है और झिल्ली सामग्री के प्रति संवेदनशील प्रणालियों के लिए उपयुक्त होता है।
(2) क्षारीय धुलाई
क्षारीय धुलाई का उपयोग मुख्य रूप से कार्बनिक संदूषकों, ग्रीस और प्रोटीन संदूषकों को हटाने के लिए किया जाता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एजेंटों में NaOH, Na₂CO₃, Na₃PO₄, और EDTA शामिल हैं। क्षारीय परिस्थितियों में, कार्बनिक पदार्थ को साबुनीकृत किया जा सकता है, प्रोटीन को विकृत किया जा सकता है, या माइक्रोबियल फ्लॉक्स को विघटित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, NaOH समाधान प्रोटीन संदूषकों को प्रभावी ढंग से हटा सकता है।
(3) ऑक्सीडेटिव सफाई
ऑक्सीडेटिव सफाई एजेंट, जैसे सोडियम हाइपोक्लोराइट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पेरासिटिक एसिड, मजबूत ऑक्सीडेंट हैं जो कार्बनिक प्रदूषकों को छोटे, पानी में घुलनशील अणुओं में ऑक्सीकरण कर सकते हैं। वे अपने रासायनिक बंधनों, कार्बोक्सिल समूहों या अमीन समूहों को तोड़कर प्रदूषकों के आसंजन को कम करते हैं। इनका उपयोग आमतौर पर कीटाणुशोधन और कार्बनिक झिल्ली पैमाने को हटाने के लिए किया जाता है, लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ झिल्ली (जैसे सुगंधित पॉलियामाइड रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली) ऑक्सीडेंट के प्रति संवेदनशील हैं।
(4) सर्फेक्टेंट सफाई
ट्राइटन एक्स-100 और सोडियम डोडेसिलबेंजीन सल्फोनेट (एसडीबीएस) जैसे सर्फेक्टेंट, ग्रीस और प्रोटीन को इमल्सीकृत कर सकते हैं और कण प्रदूषकों को फैला सकते हैं। उनकी क्रिया का तंत्र अंतरापृष्ठीय तनाव को कम करना है, जिससे प्रदूषकों को अवशोषित करना आसान हो जाता है। तैलीय अपशिष्ट जल या खाद्य प्रसंस्करण अपशिष्ट जल प्रणालियों के लिए सर्फेक्टेंट सफाई विशेष रूप से प्रभावी है।
(5) जटिल सफ़ाई
आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट, जैसे एथिलीनडायमिनेटेट्राएसेटिक एसिड (ईडीटीए), धातु आयनों के साथ स्थिर कॉम्प्लेक्स बना सकते हैं, अकार्बनिक पैमाने की संरचना को नष्ट कर सकते हैं और इस प्रकार धातु जमा को हटा सकते हैं। बेहतर परिणामों के लिए इन्हें अक्सर कई प्रदूषकों (जैसे Ca²⁺-कार्बनिक एसिड स्केल) वाले सिस्टम में संयोजन में उपयोग किया जाता है। रासायनिक सफाई की सफलता सफाई समाधान की एकाग्रता, तापमान, समय और पीएच से निकटता से संबंधित है। व्यवहार में, झिल्ली सामग्री को होने वाले नुकसान को कम करने के लिए अक्सर कम सांद्रता वाली कई सफ़ाईयों का उपयोग किया जाता है।
3. जैविक सफाई जैविक सफाई प्रदूषकों को विघटित करने के लिए एंजाइमों या सूक्ष्मजीवों की जैव उत्प्रेरक क्रिया का उपयोग करती है। उदाहरण के लिए, प्रोटीज़ प्रोटीन संदूषकों को विघटित कर सकते हैं, लाइपेस ग्रीस को हटा सकते हैं, और सेल्यूलेज़ कार्बनिक झिल्ली स्केल को विघटित कर सकते हैं। इसके लाभ यह हैं कि यह हल्का, पर्यावरण के अनुकूल, गैर-विषाक्त है, और झिल्ली संरचना को न्यूनतम नुकसान पहुंचाता है; इसके नुकसान उच्च लागत और सीमित प्रयोज्यता हैं, और इसे अक्सर रासायनिक सफाई के सहायक के रूप में उपयोग किया जाता है।
द्वितीय. व्यापक विश्लेषण और इंजीनियरिंग अभ्यास अनुशंसाएँ
इंजीनियरिंग अनुप्रयोग परिप्रेक्ष्य से, झिल्ली सफाई रणनीतियों का चयन व्यापक रूप से फाउलिंग के प्रकार, झिल्ली सामग्री विशेषताओं और सिस्टम संचालन स्थितियों के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए।
अकार्बनिक स्केल फाउलिंग: एसिड वॉशिंग + कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट को प्राथमिकता दी जाती है;
जैविक और जैविक दूषण: क्षारीय धुलाई + सर्फेक्टेंट;
संयुक्त दूषण: रासायनिक सफाई के बाद भौतिक सफाई या वैकल्पिक सफाई विधियां;
आसानी से ऑक्सीकृत झिल्ली: मजबूत ऑक्सीडेंट का उपयोग करने से बचें।
सफाई प्रक्रिया के दौरान, झिल्ली क्षति को रोकने के साथ-साथ प्रतिक्रिया दर बढ़ाने के लिए तापमान को नियंत्रित किया जाना चाहिए (आमतौर पर 25-40 डिग्री)। इसके अलावा, झिल्ली की सतह पर रासायनिक एजेंटों के प्रभावी कतरनी को सुनिश्चित करने के लिए सफाई समाधान के परिसंचरण दर और प्रवाह पैटर्न पर ध्यान दिया जाना चाहिए। अवशिष्ट एजेंटों से द्वितीयक संदूषण को रोकने के लिए सफाई के बाद अच्छी तरह से धोना आवश्यक है।
सारांश
झिल्ली पृथक्करण प्रणालियों के स्थिर संचालन में झिल्ली की सफाई एक महत्वपूर्ण कदम है। एक उचित सफाई विधि न केवल झिल्ली के प्रदर्शन को प्रभावी ढंग से बहाल कर सकती है बल्कि झिल्ली के जीवनकाल को भी बढ़ा सकती है और परिचालन लागत को भी कम कर सकती है। भौतिक सफाई सरल और किफायती है, रासायनिक सफाई संपूर्ण और प्रभावी है, और जैविक सफाई पर्यावरण के अनुकूल है। इन तीन तरीकों को मिलाकर, गंदगी की विशेषताओं के आधार पर एक व्यापक और लागत प्रभावी सफाई समाधान विकसित किया जा सकता है। भविष्य में, झिल्ली सामग्री में सुधार और सफाई प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, कम रासायनिक खपत, स्वचालित नियंत्रण और बुद्धिमान सफाई मुख्यधारा की दिशा बन जाएगी। जल उपचार इंजीनियरों के लिए, सिस्टम की विश्वसनीयता और अर्थव्यवस्था में सुधार के लिए झिल्ली सफाई के तंत्र और मूल्यांकन विधियों में महारत हासिल करना एक आवश्यक पाठ्यक्रम है।
