জল চিকিত্সা শিল্পে ঝিল্লি বিচ্ছেদ সিস্টেমের শ্রেণীবিভাগ

মেমব্রেন বিচ্ছেদ প্রযুক্তি পরিমাপের পদ্ধতির উপর নির্ভর করে বিভিন্ন উপায়ে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে।

(1) Extractant দ্বারা শ্রেণীবিভাগ

আলাদা করা বিভিন্ন পণ্যের উপর ভিত্তি করে, ঝিল্লি বিচ্ছেদ প্রক্রিয়াগুলিকে চারটি বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে: পরিশোধন, ঘনত্ব, বিচ্ছেদ এবং নিষ্কাশন। জল চিকিত্সায় ঝিল্লি বিচ্ছেদ প্রক্রিয়া, যেখানে পারমিট পণ্য, তাকে পরিশোধন বলা হয়; যেখানে retentate উৎপন্ন হয় তাকে ঘনত্ব বলা হয়; যেখানে পারমিট এবং রিটেনটেট উভয়ই পণ্যকে বিচ্ছেদ বলে; এবং যারা দুটি ভিন্ন রেটেন্টেট কাটঅফের সাথে মেমব্রেন বিচ্ছেদ প্রক্রিয়ার সংমিশ্রণ ব্যবহার করে দুটি কাটঅফ কাটঅফের মধ্যে পদার্থ প্রাপ্ত করে তাদের নিষ্কাশন বলা হয়।

(2) ঝিল্লি উপাদান দ্বারা শ্রেণীবিভাগ

ঝিল্লি উপাদানের উপর ভিত্তি করে, অর্ধভেদযোগ্য ঝিল্লিকে জৈব এবং অজৈব ঝিল্লিতে ভাগ করা যায়। জৈব ঝিল্লি উপকরণের মধ্যে প্রধানত বিভিন্ন পলিমার উপাদান যেমন পলিসালফোন, পলিপ্রোপিলিন, পলিঅ্যাক্রিলোনিট্রিল, পলিভিনাইলাইডিন ফ্লোরাইড, পলিথারসালফোন, সেলুলোজ অ্যাসিটেট, সালফোনেটেড পলিসালফোন এবং সুগন্ধযুক্ত পলিমাইড অন্তর্ভুক্ত থাকে;

অজৈব ঝিল্লি উপকরণগুলিকে আরও বিভক্ত করা হয় ধাতু ভিত্তিক অজৈব ঝিল্লি যেমন ধাতু এবং ধাতব অক্সাইড এবং সিলিকেট-ভিত্তিক অজৈব ঝিল্লি যেমন সিরামিক এবং কাচ।

জৈব ঝিল্লিগুলি প্রস্তুত করা সহজ, উচ্চ ঝিল্লি উপাদানের আয়তনের অনুপাত রয়েছে, সস্তা এবং কম চাপে কাজ করে, কিন্তু দুর্বল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা, তাপমাত্রা প্রতিরোধ, যান্ত্রিক শক্তি এবং পরিষ্কারের প্রতিরোধের দ্বারা ভোগে; অজৈব ঝিল্লি, অন্যদিকে, বিপরীত।

জৈব এবং অজৈব ঝিল্লি উভয় প্রযুক্তিই তাদের নিজ নিজ সুবিধার উপর ভিত্তি করে ক্রমাগত তাদের কর্মক্ষমতা উন্নত করছে, একে অপরের শক্তিকে অতিক্রম করার চেষ্টা করছে। বর্তমানে, বিপরীত আস্রবণ ঝিল্লি উপকরণগুলির মধ্যে শুধুমাত্র সুগন্ধযুক্ত পলিমাইডগুলি শিল্প উত্পাদনের স্কেলে পৌঁছেছে, যখন আল্ট্রাফিল্ট্রেশন মেমব্রেন উপকরণগুলির যথেষ্ট বৈচিত্র্য রয়েছে।

(3) বিচ্ছেদ নির্ভুলতা দ্বারা শ্রেণীবিভাগ

বিভিন্ন বিচ্ছেদ নির্ভুলতার উপর ভিত্তি করে, জল চিকিত্সা ঝিল্লি বিচ্ছেদ প্রক্রিয়াগুলিকে সূক্ষ্ম পরিস্রাবণ, মাইক্রোফিল্ট্রেশন, আল্ট্রাফিল্ট্রেশন, ন্যানোফিল্ট্রেশন, ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস, রিভার্স অসমোসিস, রজন বেড ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস (ইডিআই বা ইলেক্ট্রোডিয়নাইজেশন নামেও পরিচিত), এবং মেমব্রেন পাতনে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। মাইক্রোফিল্ট্রেশন, আল্ট্রাফিল্ট্রেশন, ন্যানোফিল্ট্রেশন এবং রিভার্স অসমোসিস সবই মেমব্রেন জুড়ে চাপের পার্থক্য দ্বারা চালিত হয়, যখন ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস এবং রজন বেড ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস সম্ভাব্য পার্থক্য দ্বারা চালিত হয়। মাইক্রোফিল্ট্রেশন মেমব্রেনের একটি আণবিক ওজন কাটঅফ 0.1–1.0 μm এবং একটি অপারেটিং চাপ 0.1–0.2 MPa থাকে; আল্ট্রাফিল্ট্রেশন মেমব্রেনের একটি আণবিক ওজন কাটঅফ 5000-200000 Da এবং একটি অপারেটিং চাপ 0.1-0.3 MPa থাকে; ন্যানোফিল্ট্রেশন মেমব্রেনের ডিস্যালিনেশন হার 0-95% এবং অপারেটিং চাপ 0.3-0.6 MPa; বিপরীত অসমোসিস মেমব্রেনের ডিস্যালিনেশন হার 95.0%–99.9%, ন্যূনতম পারমিট লবণাক্ততা প্রায় 1 mg/L, এবং অপারেটিং চাপ 0.7–7.0 MPa।

ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস বিশুদ্ধ জল তৈরি করে যা ঝিল্লিতে প্রবেশ করে না। ন্যূনতম পারমিট লবণাক্ততা বিপরীত অসমোসিসের কাছাকাছি, এবং অপারেটিং চাপ 0.1-0.2 MPa। প্রবাহ পথের দৈর্ঘ্য এবং অপারেটিং বর্তমান তীব্রতার উপর নির্ভর করে ডিস্যালিনেশন রেট 0-98% এর মধ্যে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।

ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিসের ডিস্যালিনেটেড জল প্রবাহের পথকে অ্যানিয়ন এবং ক্যাটেশন এক্সচেঞ্জ রেজিন দিয়ে পূরণ করা একটি রজন বেড ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস সিস্টেম গঠন করে। যখন প্রভাবশালী লবণাক্ততা 2-5 mg/L এর মধ্যে থাকে, তখন রজন বেড ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিসের পারমিট পরিবাহিতা 10-15 MΩ স্তরে বজায় রাখা যেতে পারে।

(4) মেমব্রেন স্ট্রাকচার দ্বারা শ্রেণীবিভাগ

ছিদ্রযুক্ত এবং অ{0}}ঝিল্লির কাঠামোর মধ্যে পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে, বিচ্ছেদ ঝিল্লিগুলিকে ছিদ্রযুক্ত ঝিল্লি এবং ঘন ঝিল্লিতে ভাগ করা যেতে পারে। ছিদ্রযুক্ত ঝিল্লিতে প্রচুর পরিমাণে প্রবেশযোগ্য ছিদ্র থাকে, যখন ঘন ঝিল্লিতে ভেদযোগ্য ছিদ্র থাকে না।

ঝিল্লির কাঠামোর অভিন্নতার উপর ভিত্তি করে, ছিদ্রযুক্ত ঝিল্লি এবং ঘন ঝিল্লি প্রত্যেকটিকে আবার সমজাতীয় ঝিল্লি এবং ভিন্নধর্মী ঝিল্লিতে বিভক্ত করা যেতে পারে। একটি সমজাতীয় ঝিল্লির ঝিল্লির কাঠামো ঝিল্লি পৃষ্ঠের উল্লম্ব দিক থেকে অভিন্ন, যখন একটি ভিন্নধর্মী ঝিল্লির ঝিল্লির কাঠামো ঝিল্লি পৃষ্ঠের উল্লম্ব দিকনির্দেশে অ{1}}অভিন্ন।

মাইক্রোফিল্ট্রেশন মেমব্রেন হল ছিদ্রযুক্ত ভিন্নধর্মী ঝিল্লি। ঝিল্লিতে প্রবেশ করার সময় ছিদ্রের আকার অনিয়মিতভাবে পরিবর্তিত হয় এবং ধরে রাখার দক্ষতা প্রধানত গড় ছিদ্রের আকার এবং ছিদ্র দ্বারা নির্ধারিত হয়।

আল্ট্রাফিল্ট্রেশন মেমব্রেন ছিদ্রযুক্ত, ভিন্নধর্মী ঝিল্লি। মেমব্রেনের ফিড ওয়াটার সাইডে একটি ঘন স্তর রয়েছে, যার ফলে ফিড ওয়াটার সাইডে ছোট ছিদ্রের আকার এবং বিশুদ্ধ জলের দিকে বড় ছিদ্রের আকার রয়েছে, যা জলের ব্যাপ্তিযোগ্যতাকে সহজতর করে। একটি সাধারণ ঘন সমজাতীয় ঝিল্লি হল একটি আয়ন বিনিময় ঝিল্লি যা ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিসে ব্যবহৃত হয়, সীমিত জলের ব্যাপ্তিযোগ্যতা কিন্তু ধনাত্মক বা নেতিবাচক আয়নের জন্য অত্যন্ত উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা সহ।

সুগন্ধি পলিমাইড বিপরীত অসমোসিস যৌগিক ঝিল্লি সাধারণত ভিন্ন ভিন্ন ঘন ঝিল্লি। এই ঝিল্লিতে রয়েছে একটি ঘন, উচ্চ-গতি, ছিদ্রযুক্ত সমর্থনকারী ঝিল্লি যা উচ্চ-গতির ব্যাপ্তিযোগ্যতার অত্যন্ত পাতলা যৌগিক স্তর দিয়ে স্তরিত, যা একই সাথে উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা অনুপাত উভয়ই অর্জন করে।

ঘন সমজাতীয় ঝিল্লিগুলির সমস্ত দিকগুলিতে একটি অভিন্ন কাঠামো থাকে এবং উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা অনুপাতের অধিকারী হয়, তবে তাদের কম ব্যাপ্তিযোগ্যতার কারণে, তারা সাধারণত স্বাধীনভাবে গঠিত হয় না এবং প্রায়শই যৌগিক ঝিল্লির ঘন স্তর হয়।

(5) উপাদান কাঠামো দ্বারা শ্রেণীবিভাগ

মেমব্রেন এলিমেন্ট হল একটি মেমব্রেন ওয়ার্কিং ইউনিট যা শীট{0}}এর মতো বা ফিলামেন্টাস মেমব্রেনের সাথে সংশ্লিষ্ট স্ট্রাকচারাল উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত হয়। কাঠামোগত পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে, ঝিল্লি উপাদানগুলিকে বিভিন্ন কাঠামোগত আকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে যেমন প্লেট, প্লেটেড, টিউবুলার, ফাঁপা এবং সর্পিল ক্ষত।

ভলিউম্যাট্রিক এলাকা, প্রবাহের ধরণ, চাপ সমর্থন এবং পরিস্কার অবস্থার পরিপ্রেক্ষিতে বিভিন্ন ঝিল্লি কাঠামোর নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে।

সূক্ষ্ম পরিস্রাবণ, মাইক্রোফিল্ট্রেশন এবং আল্ট্রাফিল্ট্রেশন মেমব্রেন প্লেট এবং ফ্রেম ফিল্টারগুলিতে ব্যবহারের জন্য প্লেট কাঠামোতে সাজানো যেতে পারে। যদিও প্লেট এবং ফ্রেম ফিল্টারগুলির একটি ছোট ভলিউম্যাট্রিক এলাকা থাকে এবং ঘন ঘন ঝিল্লি উপাদান প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়, শুধুমাত্র বিরতিমূলক কাজ করার অনুমতি দেয়, ঝিল্লি সমর্থন এবং জল সঞ্চালনের জন্য কাঠামোগত উপাদানগুলি নিষ্পত্তিযোগ্য নয়, যার ফলে ঝিল্লি প্রতিস্থাপনের সময় সর্বনিম্ন উপাদান খরচ হয়।

সূক্ষ্ম পরিস্রাবণ এবং মাইক্রোফিল্ট্রেশন মেমব্রেনগুলিও প্লিটেড ফিল্টার গঠনের জন্য pleated কাঠামোতে সাজানো যেতে পারে। এগুলি ভলিউম্যাট্রিক ক্ষেত্রফল বাড়ানোর জন্য pleated কাঠামোর উপর নির্ভর করে এবং ঝিল্লি ব্যবহার করে পিছনের চাপ সমর্থন এবং জল সঞ্চালন চ্যানেল তৈরি করে। যাইহোক, pleated ঝিল্লি প্রতিস্থাপন কাঠামোগত উপকরণ খরচ বৃদ্ধি.

প্লেট এবং প্লেটেড মেমব্রেন উভয়ই সম্পূর্ণ-প্রবাহ অপারেশনের বৈশিষ্ট্য শেয়ার করে। তাদের সাধারণ ত্রুটিগুলির মধ্যে রয়েছে একটি বৃহৎ স্কেলে ক্রমাগত উত্পাদন করতে না পারা এবং পরিষ্কার করার অক্ষমতা। তাদের সহজ সরঞ্জাম এবং সুবিধাজনক অপারেশনের কারণে, এগুলি বেশিরভাগই ছোট-স্কেল, কম-দূষণ প্রক্রিয়া টার্মিনাল জল চিকিত্সা পরিবেশে ব্যবহৃত হয়।

টিউবুলার মেমব্রেনগুলি মাইক্রোফিল্ট্রেশন, আল্ট্রাফিল্ট্রেশন, ন্যানোফিল্ট্রেশন বা এমনকি বিপরীত অসমোসিস মেমব্রেন হতে পারে, 10-15 মিমি অভ্যন্তরীণ ব্যাস সহ অভ্যন্তরীণ চাপের অধীনে কাজ করে। নলাকার ঝিল্লি ব্যাকওয়াশ করা যায় না, একটি ছোট ভলিউমেট্রিক এলাকা, উচ্চ সরঞ্জাম খরচ, এবং কম সরঞ্জাম দক্ষতা আছে; যাইহোক, এগুলিকে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে এগিয়ে-ধোয়া যায়, যা উচ্চ-সান্দ্রতা, উচ্চ-টর্বিডিটি তরল এবং বিশেষ ফিডের ঘনত্ব এবং শিল্প বর্জ্য জল চিকিত্সার জন্য একটি চমৎকার ঝিল্লি কাঠামোর চিকিত্সার জন্য উপযুক্ত করে তোলে৷

ফাঁপা পরিস্রাবণ ঝিল্লিগুলি মাইক্রোফিল্ট্রেশন, আল্ট্রাফিল্ট্রেশন, ন্যানোফিল্ট্রেশন বা বিপরীত অসমোসিস হতে পারে, যার ভিতরের ব্যাস 25 থেকে 1200 μm এবং বাইরের ব্যাস 50 থেকে 2000 μm পর্যন্ত।

ঠালা পরিস্রাবণ ঝিল্লি চাপের দিক অনুযায়ী অভ্যন্তরীণ চাপ এবং বাহ্যিক চাপের প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। অভ্যন্তরীণ চাপের ঝিল্লিগুলির একটি ছোট ভলিউম্যাট্রিক এলাকা এবং কম ময়লা ধারণ ক্ষমতা-, জলবাহীভাবে ফ্লাশ করা সহজ এবং ফিড ওয়াটারের গুণমানের জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। তারা ক্রস-প্রবাহ বা পূর্ণ-প্রবাহ মোডে কাজ করতে পারে। বাহ্যিক চাপের ঝিল্লির একটি বৃহত্তর ভলিউম্যাট্রিক এলাকা এবং উচ্চতর ময়লা ধারণ ক্ষমতা-, জলবাহীভাবে ফ্লাশ করা সহজ নয়, ফিড ওয়াটারের গুণমানের জন্য কম প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, এবং বেশিরভাগই পূর্ণ-প্রবাহ মোডে কাজ করে, যার ফলে ক্রস-প্রবাহ তৈরি করা কঠিন হয়।

ফাঁপা পরিস্রাবণ ঝিল্লিতে অত্যন্ত উচ্চ ভলিউম্যাট্রিক এলাকা থাকতে পারে, অন্যান্য ঝিল্লি কাঠামোর সাথে তুলনা করা যায় না এবং চমৎকার ফরোয়ার্ড এবং ব্যাকওয়াশিং কার্যক্ষমতার অধিকারী।

ফাঁপা ঝিল্লি তন্তুগুলির সীমিত যান্ত্রিক শক্তির কারণে, ফাইবার ভাঙা একটি প্রধান সমস্যা, এবং একটি নির্দিষ্ট অপারেটিং সময়ের মধ্যে ফাইবার ভাঙার হার ঝিল্লির জীবনকালের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক হয়ে ওঠে।

রোল-আপ মেমব্রেন স্ট্রাকচারগুলি প্রধানত ন্যানোফিল্ট্রেশন এবং রিভার্স অসমোসিস মেমব্রেনের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, সর্পিল-আপ আল্ট্রাফিল্ট্রেশন মেমব্রেনও আবির্ভূত হয়েছে। এই কাঠামোর একটি মাঝারি ভলিউম্যাট্রিক এলাকা এবং সুবিধা রয়েছে যেমন উচ্চ অপারেটিং চাপ প্রতিরোধ, কম ফিড জলের গুণমানের প্রয়োজনীয়তা, বড় ফাউলিং ক্ষমতা, সহজ ক্রস-প্রবাহ, এবং ফরোয়ার্ড ফ্লাশ করার ক্ষমতা।

একটি সর্পিল-উপরের ঝিল্লিতে ফিড ওয়াটার ফ্লো চ্যানেলের ক্রস-বিভাগকে সমান উচ্চতার একটি সোজা চ্যানেল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এই কাঠামো স্থানীয়ভাবে ফাউল করার অনুমতি দেয় এবং উচ্চ ফাউল করার ক্ষমতা রয়েছে; যাইহোক, প্রতিটি এলাকায় ভাল ফ্লাশিং প্রভাব অর্জন করা সহজ নয়, এটিকে স্থানীয়ভাবে ফাউল করার ঝুঁকি তৈরি করে।

তদ্ব্যতীত, সর্পিল-আপ যৌগিক ঝিল্লিগুলিকে ব্যাকওয়াশ করা যায় না, যার ফলে পরিষ্কারের দুর্বল প্রভাব পড়ে। মেমব্রেন ফাউলিংয়ের কারণে কর্মক্ষমতার অবনতি হল সর্পিল-উপরের কাঠামোর জন্য একটি প্রধান সমস্যা, এবং একটি নির্দিষ্ট পরিচালন সময়ের মধ্যে কর্মক্ষমতা হ্রাসের মাত্রা ঝিল্লির জীবনকালের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক হয়ে ওঠে।