সমুদ্রের জলের ঝিল্লি সামুদ্রিক জলের রিভার্স অসমোসিস (SWRO) ডিস্যালিনেশন সিস্টেমের মূল অংশে আধা-ভেদযোগ্য পরিস্রাবণ উপাদান - একটি ঘন পলিমারিক বাধার মাধ্যমে উচ্চ চাপে জোর করে লবণাক্ত সমুদ্রের জলকে তাজা, পানীয় জলে রূপান্তর করার জন্য দায়ী প্রযুক্তি যা জলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় দ্রবীভূত লবণ, খনিজ এবং অন্যান্য দূষিত পদার্থকে প্রত্যাখ্যান করে। এই মেমব্রেনগুলি প্রচলিত অর্থে কেবল ফিল্টার নয়; তারা জলের অণু এবং দ্রবীভূত আয়নিক প্রজাতি যেমন সোডিয়াম, ক্লোরাইড, ম্যাগনেসিয়াম, সালফেট এবং সমুদ্রের জলে উপস্থিত আরও শত শত যৌগগুলির মধ্যে বৈষম্য করে আণবিক স্তরে একটি প্রসারণ-ভিত্তিক বিচ্ছেদ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কাজ করে।
সামুদ্রিক জলের বিপরীত অসমোসিস ঝিল্লির বৈশ্বিক গুরুত্ব গত তিন দশকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে কারণ মিঠা পানির ঘাটতি উন্নত এবং উন্নয়নশীল উভয় জাতিগুলির মুখোমুখি হওয়া সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সম্পদ চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। উপকূলীয় অঞ্চল, দ্বীপ সম্প্রদায়, শুষ্ক দেশ এবং জলের চাপযুক্ত শিল্প কার্যক্রমগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে পানযোগ্য এবং প্রক্রিয়াজাত জলের প্রাথমিক বা সম্পূরক উত্স হিসাবে SWRO ডিস্যালিনেশনের উপর নির্ভর করে। সামুদ্রিক জলের RO মেমব্রেনের কার্যকারিতা, স্থায়িত্ব এবং খরচ সরাসরি সম্পূর্ণ ডিস্যালিনেশন সিস্টেমের কার্যকারিতা এবং অর্থনীতিকে নির্ধারণ করে — এই উপাদানগুলির নির্বাচন, পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণকে বিশ্বব্যাপী উদ্ভিদ প্রকৌশলী, সিস্টেম ডিজাইনার এবং সুবিধা অপারেটরদের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহারিক গুরুত্বের বিষয় করে তোলে।
আধুনিক সামুদ্রিক জলের বিশুদ্ধকরণ ঝিল্লিগুলি অত্যন্ত প্রকৌশলী পণ্য যা কয়েক দশক ধরে উপাদান বিজ্ঞানের পরিমার্জনকে প্রতিনিধিত্ব করে। সেরা সমসাময়িক SWRO মেমব্রেনগুলি 99.8% এর উপরে লবণ প্রত্যাখ্যানের হার অর্জন করে, 55-70 বার ফিড চাপে কাজ করে এবং উৎপাদিত পারমিটের প্রতি ঘনমিটারে 2-3 kWh এর নির্দিষ্ট শক্তি খরচ পরিসংখ্যান প্রদান করে - ঝিল্লি প্রযুক্তির আগের প্রজন্মের তুলনায় একটি নাটকীয় উন্নতি এবং একটি পারফরম্যান্স লেভেল যা ক্রমাগতভাবে উন্নত করার চেষ্টা করে এবং ক্রমাগতভাবে ডিজাইন করার চেষ্টা করে। এই মেমব্রেনগুলি কীভাবে কাজ করে, অন্যান্য RO মেমব্রেন থেকে কী আলাদা করে, এবং কীভাবে তাদের পরিষেবা জীবন জুড়ে তাদের রেটযুক্ত স্পেসিফিকেশনে পারফর্ম করা যায় তা বোঝা কার্যকর SWRO সিস্টেম অপারেশনের ভিত্তি।
সামুদ্রিক জলের বিপরীত অসমোসিস মেমব্রেনের অপারেটিং নীতি হল অসমোসিসের ইঞ্জিনিয়ারড রিভার্সাল — প্রাকৃতিক প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে রাসায়নিক সম্ভাবনা সমান করার জন্য জল নিম্ন দ্রবণীয় ঘনত্বের অঞ্চল থেকে উচ্চতর দ্রবণীয় ঘনত্বে একটি আধা-ভেদ্য ঝিল্লি জুড়ে চলে। প্রাকৃতিক অভিস্রবণে, মিঠা পানি স্বতঃস্ফূর্তভাবে একটি ঘনীভূত লবণাক্ত দ্রবণের দিকে চলে যাবে। বিপরীত অভিস্রবণ লবণাক্ত ফিড ওয়াটারের অসমোটিক চাপকে অতিক্রম করে হাইড্রোলিক চাপ প্রয়োগ করে যা বিপরীত দিকে প্রবাহকে বাধ্য করে — ঘনীভূত সমুদ্রের জল থেকে জলের অণুগুলিকে ঝিল্লির মধ্য দিয়ে এবং নিম্ন-লবনাক্ততার প্রবাহিত স্রোতে ঠেলে দেয়, যখন প্রত্যাখ্যানকৃত লবণ এবং দ্রবীভূত কঠিন পদার্থগুলি অতিরিক্ত প্রবাহে ঘনীভূত থাকে।
স্ট্যান্ডার্ড সামুদ্রিক জলের অসমোটিক চাপ (প্রায় 35,000 mg/L মোট দ্রবীভূত কঠিন) প্রায় 27 বার। দরকারী প্রবাহ হারে ঝিল্লির মাধ্যমে জলের প্রবাহকে চালাতে, SWRO সিস্টেমগুলিকে অবশ্যই এই অসমোটিক চাপের উপরে অপারেটিং চাপ প্রয়োগ করতে হবে - সাধারণত পূর্ণ-স্কেল সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণ প্ল্যান্টে 55 থেকে 70 বার। এই উচ্চ-চাপের প্রয়োজনীয়তার প্রাথমিক কারণ হল সমুদ্রের জলের RO ঝিল্লিগুলি গঠনগত এবং রাসায়নিকভাবে নিম্ন-লবণতা প্রয়োগে ব্যবহৃত লোনা জল বা ট্যাপের জলের RO ঝিল্লি থেকে আলাদা, যেগুলি শুধুমাত্র 10-25 বারের ফিড চাপে কাজ করে। লোনা জল পরিষেবার জন্য ডিজাইন করা একটি ঝিল্লি শারীরিকভাবে ক্ষতিগ্রস্থ হবে বা সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণের জন্য প্রয়োজনীয় অপারেটিং চাপের শিকার হলে অগ্রহণযোগ্যভাবে উচ্চ লবণের উত্তরণের অনুমতি দেবে।
বস্তুগত স্তরে, একটি সামুদ্রিক জলের RO ঝিল্লির বিচ্ছেদ একটি অত্যন্ত পাতলা সক্রিয় স্তরের মধ্যে ঘটে — সাধারণত একটি পলিমাইড থিন-ফিল্ম কম্পোজিট (TFC) কাঠামো প্রায় 100-200 ন্যানোমিটার পুরু — যা একটি পলিসালফোন সমর্থন স্তরের উপরে বসে এবং একটি বাইরের পলিয়েস্টার ফ্যাব্রিককে ব্যাকিংয়ে সহায়তা করে। পলিমাইড সক্রিয় স্তরে সাব-ন্যানোমিটার স্কেলে ছিদ্র সহ একটি ঘন, ক্রস-লিঙ্কযুক্ত পলিমার নেটওয়ার্ক রয়েছে যার মাধ্যমে জলের অণুগুলি সমাধান-প্রসারণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়তে পারে। Na⁺ এবং Cl⁻-এর মতো দ্রবীভূত আয়নগুলি, নামমাত্র ঝিল্লির ছিদ্রের আকারের চেয়ে ছোট হওয়া সত্ত্বেও, প্রত্যাখ্যান করা হয় কারণ তাদের হাইড্রেশন শেলগুলি (আশেপাশের জলের অণুগুলি যা আয়নগুলি তাদের সাথে দ্রবণে বহন করে) পলিমাইড নেটওয়ার্কের মধ্য দিয়ে দক্ষতার সাথে পাস করার জন্য খুব বড়, এবং পলিমাইডের চার্জযুক্ত প্রকৃতির কারণে পৃষ্ঠতলের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্পেস।
সামুদ্রিক জলের ডিস্যালিনেশন মেমব্রেনগুলি বিভিন্ন ভৌত কনফিগারেশনে তৈরি এবং স্থাপন করা হয়, প্রতিটি বিভিন্ন স্কেল এবং প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তার জন্য উপযুক্ত। উপলব্ধ ফর্ম্যাটগুলি বোঝা একটি প্রদত্ত প্রকল্পের জন্য ব্যয়, কর্মক্ষমতা এবং রক্ষণাবেক্ষণযোগ্যতা অপ্টিমাইজ করে এমন সিস্টেমগুলি ডিজাইন করতে সহায়তা করে।
সর্পিল ক্ষত উপাদানগুলি বাণিজ্যিক এবং শিল্প SWRO ডিস্যালিনেশনে প্রভাবশালী কনফিগারেশন, যা বিশ্বব্যাপী ইনস্টল করা সমুদ্রের জলের ঝিল্লির ক্ষমতার অপ্রতিরোধ্য সংখ্যাগরিষ্ঠের জন্য দায়ী। একটি সর্পিল ক্ষত সামুদ্রিক জলের RO মেমব্রেন উপাদান একাধিক সমতল ঝিল্লি পাতা নিয়ে গঠিত — প্রতিটি সক্রিয় ঝিল্লি উপাদানের দুটি শীট রয়েছে যা তাদের মধ্যে একটি পারমিট স্পেসার দিয়ে পিছন থেকে পিছন থেকে বাঁধা রয়েছে — পার্শ্ববর্তী ঝিল্লি পাতার মধ্যে ফিড স্পেসার জাল সহ একটি কেন্দ্রীয় পারমিট সংগ্রহ নলের চারপাশে ক্ষত। ফলস্বরূপ নলাকার উপাদানটি একটি ফাইবারগ্লাস বা ABS বাইরের মোড়কে এন্ড ক্যাপ এবং অ্যান্টি-টেলিস্কোপিং ডিভাইসের সাথে আবদ্ধ থাকে।
স্ট্যান্ডার্ড SWRO সর্পিল ক্ষত উপাদানগুলি 8 ইঞ্চি ব্যাস এবং 40 ইঞ্চি লম্বা (শিল্প-মান 8040 ফর্ম্যাট), যদিও 4-ইঞ্চি ব্যাসের উপাদানগুলি (4040 ফর্ম্যাট) ছোট সিস্টেম যেমন ইয়ট ওয়াটার মেকার, দ্বীপের জল সরবরাহ ব্যবস্থা এবং শিল্প প্রক্রিয়া জল প্রয়োগের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। একাধিক উপাদান একটি চাপের জাহাজের মধ্যে সিরিজে ইনস্টল করা হয় (সাধারণত 8-ইঞ্চি সিস্টেমের জন্য প্রতি পাত্রে 6-7 উপাদান), প্রতিটি উপাদান থেকে ঘনীভূত হয়ে পরের উপাদানে পরিণত হয়, ক্রমান্বয়ে জাহাজের দৈর্ঘ্য বরাবর ব্রিন স্ট্রিমকে কেন্দ্রীভূত করে যখন সমস্ত উপাদান থেকে একযোগে পারমিট সংগ্রহ করা হয়।
ফাঁপা ফাইবার সমুদ্রের জলের ঝিল্লিগুলি চুল-পাতলা ফাঁপা ফাইবার ঝিল্লির বান্ডিল নিয়ে গঠিত — প্রতিটি ফাইবার পলিমাইড বা অন্যান্য ঝিল্লি পলিমারের একটি স্ব-সমর্থক নল যা প্রায় 50-300 মাইক্রন বাইরের ব্যাস — যার মাধ্যমে সমুদ্রের জলকে চাপে চাপ দেওয়া হয়। ফাইবার প্রাচীরের মধ্য দিয়ে পানি প্রবেশ করে যখন লবণ-প্রত্যাখ্যাত ব্রীন ফাইবার লুমেন থেকে বেরিয়ে যায়। ফাঁপা ফাইবার SWRO উপাদানগুলি সর্পিল ক্ষত উপাদানগুলির তুলনায় খুব উচ্চ প্যাকিং ঘনত্ব (প্রতি ইউনিট আয়তনে বৃহৎ ঝিল্লি এলাকা) অর্জন করে, যা একটি ডিস্যালিনেশন সিস্টেমের শারীরিক পদচিহ্ন কমাতে পারে। যাইহোক, ফাঁপা ফাইবার সমুদ্রের জলের ঝিল্লিগুলি সর্পিল ক্ষত উপাদানগুলির তুলনায় অপরিবর্তনীয় ফাউলিং এবং প্লাগিংয়ের জন্য বেশি সংবেদনশীল কারণ সরু ফাইবার লুমেনগুলি স্থগিত কণাগুলির সাথে ব্লক করতে পারে এবং সেগুলি সমসাময়িক বৃহৎ-স্কেল ডিস্যালিনেশন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে কম ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
প্রভাবশালী 8040 সর্পিল ক্ষত বিন্যাসের মধ্যে, সামুদ্রিক ঝিল্লি নির্মাতারা প্রতি উপাদানে ক্রমান্বয়ে বৃহত্তর সক্রিয় ঝিল্লি অঞ্চলের সাথে বৈকল্পিক বিকাশ করেছে — পাতলা ফিড স্পেসার, টাইট উইন্ডিং এবং বৃহত্তর-ব্যাসের উপাদানগুলি ব্যবহার করে অর্জন করা হয়েছে (16-ইঞ্চি ব্যাসের উপাদানগুলি এখন বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ)। উচ্চ-উৎপাদনশীল SWRO ঝিল্লি উপাদানগুলি প্রতি 8040 উপাদানে 400-440 ft² (37-41 m²) সক্রিয় এলাকাগুলির সাথে, প্রতি উপাদানের 300-340 ft² পূর্বের মানের তুলনায়, একটি প্রদত্ত উত্পাদন ক্ষমতার জন্য প্রয়োজনীয় চাপবাহী জাহাজ এবং উপাদানগুলির সংখ্যা হ্রাস করে, সরাসরি মূলধন খরচ এবং পদচিহ্ন হ্রাস করে। এই উচ্চ-অঞ্চলের উপাদানগুলি উচ্চ পারমিট ফ্লাক্স হারে কাজ করে, যার জন্য ত্বরান্বিত ঝিল্লি ফাউলিং প্রতিরোধ করার জন্য সতর্কতামূলক ফাউলিং ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন।
সামুদ্রিক ঝিল্লির ডেটাশিটগুলিতে প্রমিত কার্যক্ষমতার পরামিতিগুলির একটি সেট থাকে যা প্রকৌশলীদের পণ্যগুলির তুলনা করতে এবং সিস্টেমের কার্যকারিতা ভবিষ্যদ্বাণী করতে দেয়। প্রতিটি প্যারামিটারের অর্থ কী এবং এটি বাস্তব-বিশ্বের ডিস্যালিনেশন সিস্টেমের আচরণে কীভাবে অনুবাদ করে তা বোঝা অবহিত ঝিল্লি নির্বাচন এবং কর্মক্ষমতা পর্যবেক্ষণের জন্য অপরিহার্য।
| প্যারামিটার | সাধারণ পরিসর (SWRO) | এটা কি পরিমাপ | কেন এটা ব্যাপার |
| লবণ প্রত্যাখ্যান (%) | 99.6% - 99.85% | দ্রবীভূত লবণের % প্রত্যাখ্যাত | ভেদ জলের গুণমান নির্ধারণ করে |
| পারমিট ফ্লো (m³/দিন) | 20 – 28 m³/দিন প্রতি 8040 | উপাদান প্রতি স্বাদু জল আউটপুট | সিস্টেমের আকার এবং খরচ নির্ধারণ করে |
| অপারেটিং চাপ (বার) | 55 - 70 বার | প্রয়োজনীয় ফিড চাপ | ড্রাইভ পাম্প সাইজিং এবং শক্তি ব্যবহার |
| সক্রিয় ঝিল্লি এলাকা (m²) | 37 – 41 m² প্রতি 8040 | মোট পরিস্রাবণ পৃষ্ঠ এলাকা | ফ্লাক্স এবং ফাউলিং হারকে প্রভাবিত করে |
| সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা (°সে) | 45°C | ফিড জল তাপমাত্রা সীমা | গ্রীষ্মমন্ডলীয়/উপসাগরীয় অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ |
| pH অপারেটিং রেঞ্জ | 2 - 11 (অপারেশন); 1 - 13 (পরিষ্কার করা) | সহ্য করা পিএইচ পরিসীমা | পরিষ্কার করার রাসায়নিক বিকল্পগুলি নির্ধারণ করে |
| ক্লোরিন সহনশীলতা | <0.1 mg/L (একটানা) | বিনামূল্যে ক্লোরিন এক্সপোজার সীমা | ঝিল্লির আগে ডিক্লোরিনেশন প্রয়োজন |
একটি নির্দিষ্ট প্রকল্পের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত সামুদ্রিক জল নিষ্কাশন ঝিল্লি নির্বাচন করার জন্য ফিড জলের রসায়ন, প্রয়োজনীয় পারমিট গুণমান, সিস্টেম পুনরুদ্ধারের লক্ষ্য, শক্তির সীমাবদ্ধতা এবং অপারেটিং পরিবেশের একটি পদ্ধতিগত মূল্যায়ন প্রয়োজন। কোনো একক ঝিল্লি পণ্য সর্বজনীনভাবে সর্বোত্তম নয় — সঠিক নির্বাচন প্রতিটি প্রয়োগের নির্দিষ্ট চাহিদার সাথে মেমব্রেন বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে।
সামুদ্রিক জলের লবণাক্ততা অবস্থান অনুসারে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয় — আটলান্টিকের শীতল জলে আনুমানিক 33,000 mg/L TDS থেকে আরব উপসাগর, লোহিত সাগর এবং কিছু ঘেরা উপকূলীয় উপসাগরে 45,000 mg/L TDS পর্যন্ত। উচ্চতর লবণাক্ততা মানে উচ্চতর অসমোটিক চাপ, যার সমতুল্য পারমিট ফ্লাক্স অর্জনের জন্য উচ্চতর অপারেটিং চাপ প্রয়োজন — অথবা বিকল্পভাবে, নিম্ন সিস্টেম পুনরুদ্ধার গ্রহণ করা। খাওয়ানোর জলের তাপমাত্রাও ঝিল্লির কার্যকারিতাকে গভীরভাবে প্রভাবিত করে: উচ্চ তাপমাত্রায় জলের সান্দ্রতা হ্রাস পায়, ঝিল্লির ব্যাপ্তিযোগ্যতা বৃদ্ধি করে এবং একই অপারেটিং চাপে উচ্চতর পারমিট প্রবাহের অনুমতি দেয়। যাইহোক, উচ্চ তাপমাত্রা লবণ প্রত্যাখ্যানকেও কমিয়ে দেয়, এবং বেশিরভাগ SWRO ঝিল্লির সর্বোচ্চ পরিচালন তাপমাত্রা সীমা থাকে 40-45°C। উচ্চ-তাপমাত্রার সামুদ্রিক জলের উত্সগুলির জন্য, ঝিল্লি নির্বাচনকে অবশ্যই নিম্ন-তাপমাত্রার প্রবাহ কর্মক্ষমতা সর্বাধিক করার পরিবর্তে উচ্চ তাপমাত্রায় প্রদর্শিত স্থিতিশীল লবণ প্রত্যাখ্যান সহ পণ্যগুলিকে অগ্রাধিকার দিতে হবে।
লবন প্রত্যাখ্যানের স্পেসিফিকেশনের পরিপ্রেক্ষিতে ঝিল্লির মানের লক্ষ্যমাত্রা ঝিল্লি নির্বাচনকে প্রভাবিত করে। ডাব্লুএইচওর পানীয় জলের নির্দেশিকাগুলির কাছে পানীয় জল উত্পাদনের জন্য, 99.7-99.8% লবণ প্রত্যাখ্যান সহ ঝিল্লি ব্যবহার করে একটি একক-পাস SWRO সিস্টেম সাধারণত 200-400 mg/L TDS পরিসরে স্ট্যান্ডার্ড সমুদ্রের জলের ফিড থেকে পারমিট তৈরি করে — অল্প অনুপাত এবং বাইপাস জলের সংমিশ্রণের পরে গ্রহণযোগ্য। অতি-বিশুদ্ধ জলের প্রয়োজনের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য — ফার্মাসিউটিক্যাল, সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন, বা উচ্চ-চাপ বয়লার ফিড — 50 মিলিগ্রাম/এল এর নীচে TDS মাত্রা অর্জনের জন্য SWRO পারমিটে নিম্ন-চাপের লোনা জলের ঝিল্লির দ্বিতীয় পর্যায়ে ব্যবহার করে একটি দুই-পাস RO ব্যবস্থা প্রয়োজন হতে পারে। বোরন প্রত্যাখ্যান কৃষি সেচ এবং পানীয় জলের প্রয়োগের জন্য একটি নির্দিষ্ট উদ্বেগ, কারণ স্ট্যান্ডার্ড পলিমাইড SWRO ঝিল্লি মনোভ্যালেন্ট আয়নগুলির তুলনায় কম দক্ষতার সাথে বোরনকে প্রত্যাখ্যান করে — বিশেষায়িত উচ্চ-বোরন-প্রত্যাখ্যান SWRO ঝিল্লি বা উচ্চতর pH এ সেকেন্ড-পাস প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হতে পারে যেখানে বোরন সীমা স্ট্রিং হয়।
সিস্টেম পুনরুদ্ধার হল ফিড ওয়াটারের ভগ্নাংশ যা পারমিট পণ্য হিসাবে আবির্ভূত হয় — শতাংশ হিসাবে প্রকাশ করা হয়। সাধারণ SWRO সিস্টেম পুনরুদ্ধার একক-পর্যায়ের সিস্টেমের জন্য 35% থেকে 50% পর্যন্ত হয়, যার অর্থ প্রতি 100 লিটার সামুদ্রিক জলের জন্য 35-50 লিটার বিশুদ্ধ জল উত্পাদিত হয়, যার ভারসাম্য ঘনীভূত ব্রিন হিসাবে ছেড়ে যায়। উচ্চতর পুনরুদ্ধার অর্থনৈতিকভাবে আকর্ষণীয় কারণ এটি পণ্যের পানির প্রতি ইউনিটে শক্তি খরচ কমায় এবং ব্রিন নিষ্পত্তির পরিমাণ কমিয়ে দেয়, কিন্তু এটি ফিড-সাইড সল্ট এবং অল্প দ্রবণীয় খনিজগুলিকে তাদের সম্পৃক্ততার সীমার কাছাকাছি ঘনীভূত করে, ঝিল্লির পৃষ্ঠে স্কেলিং ঝুঁকি বাড়ায়। উচ্চ-পুনরুদ্ধার SWRO সিস্টেমের জন্য ঝিল্লি নির্বাচন উচ্চতর পুনরুদ্ধারের সাথে যুক্ত উচ্চ ঘনত্বের মেরুকরণ স্তরে প্রতিষ্ঠিত কর্মক্ষমতা সহ পণ্যগুলিকে অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত এবং 45% এর উপরে পুনরুদ্ধারের হারে অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্ট ডোজ এবং ফিড ওয়াটার কেমিস্ট্রি ম্যানেজমেন্ট আরও বেশি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।
মেমব্রেন ফাউলিং হল ঝিল্লির উপরিভাগে বা এর মধ্যে পদার্থের ক্রমান্বয়ে জমে যাওয়া যা পারমিট ফ্লাক্সকে হ্রাস করে, ঝিল্লির উপাদান জুড়ে চাপের হ্রাস বাড়ায় এবং গুরুতর ক্ষেত্রে লবণ প্রত্যাখ্যান কার্যক্ষমতার অপরিবর্তনীয় অবনতি ঘটায়। সামুদ্রিক জলের বিপরীত অসমোসিস সিস্টেমে ফাউলিং হল প্রাথমিক অপারেশনাল চ্যালেঞ্জ এবং পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি, রাসায়নিক খরচ এবং শেষ পর্যন্ত ঝিল্লি প্রতিস্থাপনের খরচের প্রধান চালক। SWRO ঝিল্লি এবং তাদের মূল কারণগুলিকে প্রভাবিত করে এমন স্বতন্ত্র ধরণের ফাউলিং বোঝা একটি কার্যকর প্রতিরোধ কৌশলের ভিত্তি।
সাসপেন্ডেড কণা, কলয়েড, পলি, কাদামাটি এবং সমুদ্রের জলে সূক্ষ্ম জৈব ধ্বংসাবশেষ সর্পিল ক্ষত উপাদানগুলির মধ্যে ফিড স্পেসার এবং ঝিল্লির পৃষ্ঠে জমা হতে পারে, ক্রমান্বয়ে প্রবাহ চ্যানেলগুলিকে সীমাবদ্ধ করে এবং উপাদান বরাবর ডিফারেনশিয়াল চাপ বৃদ্ধি করে। পলির ঘনত্ব সূচক (SDI) হল একটি আদর্শ পরিমাপ যা SWRO ফিড ওয়াটারের কণা ফাউলিং সম্ভাব্যতা পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয় — 3 এর নিচে একটি SDI15 মান হল সর্পিল ক্ষত SWRO মেমব্রেনের জন্য সাধারণ লক্ষ্য, উচ্চ-ফ্লাক্স সিস্টেমের জন্য 2-এর নীচের মানগুলিকে পছন্দ করা হয়। পর্যাপ্ত পরিমাণে কম SDI অর্জনের জন্য পর্যাপ্ত আপস্ট্রিম প্রিট্রিটমেন্ট প্রয়োজন — সাধারণত জমাট, ফ্লোকুলেশন, এবং হয় প্রচলিত মিডিয়া পরিস্রাবণ বা আল্ট্রাফিল্ট্রেশন (UF) ঝিল্লিগুলি SWRO সিস্টেমের অবিলম্বে আপস্ট্রিম প্রিট্রিটমেন্ট পদক্ষেপ হিসাবে। আলগাল ব্লুম ইভেন্ট, ঝড়, এবং ঋতুগত টার্বিডিটি পরিবর্তনের সময় কাঁচা সমুদ্রের জলের মানের তারতম্য নির্বিশেষে 2 এর নিচে SDI মান সরবরাহ করার সামঞ্জস্যপূর্ণ ক্ষমতার কারণে আল্ট্রাফিল্ট্রেশন প্রিট্রিটমেন্ট নতুন বড় আকারের SWRO প্ল্যান্টের জন্য শিল্পের মান হয়ে উঠেছে।
বায়োফাউলিং - SWRO মেমব্রেন এবং ফিড স্পেসার পৃষ্ঠে মাইক্রোবায়াল বায়োফিল্মগুলির গঠন - সমুদ্রের জলের বিশুদ্ধকরণে সবচেয়ে সমস্যাযুক্ত এবং নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন ফাউলিং টাইপ হিসাবে বিবেচিত হয়। সামুদ্রিক জলে প্রচুর পরিমাণে সামুদ্রিক অণুজীব রয়েছে যা ঝিল্লির পৃষ্ঠের সাথে সহজেই সংযুক্ত করে, গুণিত করে এবং এক্সট্রা সেলুলার পলিমারিক পদার্থ (ইপিএস) তৈরি করে যা একটি সুসংগত, আঠালো বায়োফিল্ম স্তর গঠন করে। এমনকি খুব কম কোষের ঘনত্বেও, সিস্টেম অপারেশনের কয়েক সপ্তাহের মধ্যে বায়োফাউলিং কার্যক্ষমতা-সীমাবদ্ধ বায়োফিল্মে বিকশিত হতে পারে, যার ফলে উল্লেখযোগ্য প্রবাহ হ্রাস পায় এবং ডিফারেনশিয়াল চাপ বৃদ্ধি পায়। ফ্রি ক্লোরিন দিয়ে স্ট্যান্ডার্ড নির্বীজন পলিমাইড SWRO ঝিল্লির সাথে ক্রমাগত ব্যবহার করা যায় না কারণ ক্লোরিন পলিমাইড সক্রিয় স্তরকে হ্রাস করে — পরিবর্তে, নন-অক্সিডাইজিং বায়োসাইডগুলি (যেমন DBNPA বা আইসোথিয়াজোলোন) নিয়মিত ক্লিনিং-ইন-প্লেস (সিআইপি) বায়োভেন্টাল ক্লিনিং ফর্ম বায়োভেন্টাল ক্লিনিং বায়োসিড ব্যবহার করার সময় নিয়মিত ক্লিনিং-ইন-প্লেসের সাথে মিলিত হয়।
SWRO ঝিল্লির মধ্য দিয়ে জল প্রবেশ করায়, ফিডের দিকে অল্প দ্রবণীয় খনিজ লবণ ক্রমান্বয়ে ঘনীভূত হয়। যখন তাদের ঘনত্ব দ্রবণীয়তার সীমা অতিক্রম করে, তখন ঝিল্লির পৃষ্ঠে স্কেল হিসাবে বৃষ্টিপাত ঘটে — সাধারণত ক্যালসিয়াম কার্বনেট, ক্যালসিয়াম সালফেট, বেরিয়াম সালফেট, স্ট্রন্টিয়াম সালফেট, বা সিলিকা স্কেল সমুদ্রের জলের রসায়ন এবং সিস্টেম পুনরুদ্ধারের উপর নির্ভর করে। স্কেল ডিপোজিট শারীরিকভাবে ঝিল্লির ছিদ্র এবং ফিড চ্যানেলগুলিকে ব্লক করে, যার ফলে ফ্লাক্স হ্রাস এবং ডিফারেনশিয়াল চাপ বৃদ্ধি পায় যা এর লক্ষণগুলির মধ্যে কণা ফাউলিংকে ঘনিষ্ঠভাবে অনুকরণ করে কিন্তু সম্পূর্ণ ভিন্ন পরিষ্কারের রসায়নে সাড়া দেয়। অ্যান্টিসক্যাল্যান্ট ডোজ - কম ঘনত্বে SWRO ফিড ওয়াটারে স্কেল ইনহিবিটর রাসায়নিক ইনজেকশন (সাধারণত 2-5 mg/L) - হল প্রাথমিক প্রতিরোধমূলক কৌশল, যেখানে কার্বনেট স্কেলিং ঝুঁকি বেশি যেখানে একটি সম্পূরক পরিমাপ হিসাবে কার্বনেট স্কেলিং নিয়ন্ত্রণ করতে অ্যাসিড ডোজ সহ।
SWRO মেমব্রেনের পরিষেবা জীবন এবং পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি সরাসরি তাদের সরবরাহ করা ফিড ওয়াটারের গুণমান দ্বারা নির্ধারিত হয় - যা ফলস্বরূপ আপস্ট্রিম প্রিট্রিটমেন্ট সিস্টেমের কার্যকারিতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। অপর্যাপ্ত প্রিট্রিটমেন্ট হল অকাল SWRO মেমব্রেন ফাউলিং, উচ্চ পরিচ্ছন্নতার ফ্রিকোয়েন্সি এবং সংক্ষিপ্ত ঝিল্লির পরিষেবা জীবন-এর একক সবচেয়ে সাধারণ কারণ। SWRO ঝিল্লি প্রস্তুতকারকের ফিড জলের গুণমানের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে ধারাবাহিকভাবে সরবরাহ করার জন্য প্রিট্রিটমেন্ট ডিজাইন করা ঝিল্লি নিজেরাই নির্বাচন করার মতোই গুরুত্বপূর্ণ।
প্রিট্রিটমেন্ট এবং অপারেশনে সর্বোত্তম প্রচেষ্টা সত্ত্বেও, SWRO মেমব্রেনের জমে থাকা ফাউল্যান্টগুলি অপসারণ করতে এবং কর্মক্ষমতা পুনরুদ্ধারের জন্য পর্যায়ক্রমিক ক্লিনিং-ইন-প্লেস (সিআইপি) প্রয়োজন। পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি এবং কার্যকারিতা সরাসরি নির্ধারণ করে যে ঝিল্লিগুলি তাদের প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবন 5-10 বছর অর্জন করে নাকি অপরিবর্তনীয় ফাউলিং ক্ষতির কারণে অকাল প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়। খুব কম সময়ে পরিষ্কার করা ফাউলিংকে আমানতের মধ্যে একীভূত করতে দেয় যা অপসারণ করা ক্রমশ কঠিন হয়ে যায়; ভুল রসায়ন দিয়ে পরিষ্কার করা নির্দিষ্ট ফাউলিং টাইপকে মোকাবেলা করতে ব্যর্থ হয় এবং ঝিল্লিতে অপ্রয়োজনীয় রাসায়নিক চাপ সৃষ্টি করতে পারে।
SWRO মেমব্রেন পরিষ্কার করার জন্য প্রমিত শিল্প ট্রিগারের মানদণ্ড হল: একই অপারেটিং অবস্থার প্রাথমিক বেসলাইনের তুলনায় নরমালাইজড পারমিট ফ্লো (NPF) 10-15% হ্রাস, স্বাভাবিক লবণ উত্তরণে 10-15% বৃদ্ধি, বা স্বাভাবিক ডিফারেনশিয়াল চাপে 15% বৃদ্ধি — যেটি মেমব্রেন জুড়ে প্রথম পৌঁছেছে। সময়ের সাথে বৈধ তুলনার জন্য তাপমাত্রা, চাপ এবং ফিডের ঘনত্বের তারতম্যের জন্য এই পরামিতিগুলিকে স্বাভাবিক করা অপরিহার্য; কাঁচা (অস্বাভাবিক) মানগুলি ফাউলিং সমস্যাগুলিকে মুখোশ তৈরি করতে পারে বা স্বাভাবিক অপারেশনাল পরিবর্তনশীলতার কারণে অপ্রয়োজনীয় পরিষ্কারের হস্তক্ষেপকে ট্রিগার করতে পারে।
সিআইপি ক্লিনিংয়ে ঝিল্লি এবং ফিড স্পেসার পৃষ্ঠ থেকে ফাউল্যান্ট দ্রবীভূত, আলগা এবং ফ্লাশ করার জন্য নিম্নচাপে এবং উচ্চ প্রবাহ বেগে চাপযুক্ত জাহাজের মাধ্যমে একটি উত্তপ্ত পরিচ্ছন্নতার দ্রবণ (সাধারণত 30-35 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে) সঞ্চালন করা জড়িত। ক্লিনিং রাসায়নিকের পছন্দ অবশ্যই ফাউলিং ধরণের সাথে মেলে: ক্ষারীয় ক্লিনার (চেলেটিং এজেন্ট সহ উচ্চ-পিএইচ ডিটারজেন্ট ফর্মুলেশন) জৈব ফাউলিং এবং বায়োফউলিংয়ের বিরুদ্ধে কার্যকর; অ্যাসিড ক্লিনার (লো-পিএইচ দ্রবণ যেমন সাইট্রিক অ্যাসিড বা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড) কার্বনেট এবং মেটাল অক্সাইড স্কেল ঠিকানা; এনজাইমেটিক ক্লিনার প্রোটিন এবং পলিস্যাকারাইড বায়োফাউলিং উপাদানগুলির লক্ষ্যযুক্ত অবক্ষয় প্রদান করে। বাস্তবে, বেশিরভাগ SWRO ঝিল্লি সিআইপি পদ্ধতিতে ক্ষারীয় এবং অ্যাসিড পরিষ্কারের পদক্ষেপগুলির একটি অনুক্রমিক সংমিশ্রণ জড়িত থাকে যাতে মিশ্র ফাউলিং স্তরগুলিকে মোকাবেলা করা যায় যা বাস্তবে সমুদ্রের জলের সিস্টেমে বিকাশ লাভ করে।
প্রাথমিক পর্যায়ে ফাউলিং ডেভেলপমেন্ট শনাক্ত করার জন্য, কর্মক্ষমতা সূচকের প্যাটার্ন থেকে নির্দিষ্ট ফাউলিং ধরন শনাক্ত করা, পরিষ্কার করার সময় অপ্টিমাইজ করা এবং দীর্ঘমেয়াদী ঝিল্লির অবস্থার প্রবণতা ট্র্যাক করার জন্য পদ্ধতিগত পারফরম্যান্স পর্যবেক্ষণ অপরিহার্য যা নির্দেশ করে যে কখন প্রতিস্থাপনের পরিকল্পনা করা উচিত। একটি ভাল-পরিকল্পিত SWRO মনিটরিং প্রোগ্রাম প্রতিটি মেমব্রেন অ্যারের জন্য একটি বিস্তৃত পারফরম্যান্স ইতিহাস তৈরি করতে অনলাইন ইন্সট্রুমেন্টেশন এবং পর্যায়ক্রমিক ম্যানুয়াল ডেটা সংগ্রহের সংমিশ্রণ ব্যবহার করে।
SWRO ঝিল্লির পরিষেবা জীবন বাড়ানোর জন্য অর্থনৈতিক ক্ষেত্রে বাধ্যতামূলক — ঝিল্লি প্রতিস্থাপন ডিস্যালিনেশন সিস্টেমে একটি বড় পুনরাবৃত্ত কার্যক্ষম ব্যয়ের প্রতিনিধিত্ব করে, এবং বিদ্যমান মেমব্রেন সেট থেকে প্রতি অতিরিক্ত বছরের পরিচর্যা সরাসরি উত্পাদিত প্রতি ঘনমিটার জলের জীবনচক্র খরচ হ্রাস করে। যে কৌশলগুলি সবচেয়ে কার্যকরভাবে সমুদ্রের জলের ঝিল্লির পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করে তা ধারাবাহিকভাবে বিশ্বব্যাপী সর্বোত্তম-চালিত SWRO প্ল্যান্টগুলিতে প্রয়োগ করা হয়।
সর্বোত্তম এবং স্থিতিশীল অপারেটিং ফ্লাক্স বজায় রাখা ঝিল্লি দীর্ঘায়ুর জন্য সবচেয়ে প্রভাবশালী অনুশীলনগুলির মধ্যে একটি। অতিরিক্ত ফ্লাক্স হারের পরিবর্তে তাদের ডিজাইন ফ্লাক্সে বা কাছাকাছি SWRO মেমব্রেন পরিচালনা করা ঝিল্লির পৃষ্ঠে ঘনত্বের মেরুকরণকে হ্রাস করে — লবণের ঘনত্বের স্থানীয় উচ্চতা অবিলম্বে সক্রিয় স্তরের সংলগ্ন যা স্কেলিং এবং বায়োফাউলিং উভয়কেই ত্বরান্বিত করে। বেশিরভাগ SWRO মেমব্রেন নির্মাতারা সামুদ্রিক জলের প্রয়োগের জন্য 10-14 L/m²h গড় সিস্টেম ফ্লাক্স রেট সুপারিশ করে, যার সামনের উপাদানগুলি (যেগুলি সর্বোচ্চ-মানের, সর্বনিম্ন-লবনাক্ত ফিড পায়) এই পরিসরের উচ্চ প্রান্তে কাজ করে এবং নিম্ন প্রান্তে লেজ উপাদানগুলি চাপের জাহাজ বরাবর বর্ধিত ঘনত্বের কারণের জন্য দায়ী।
কঠোর শাটডাউন এবং সংরক্ষণ পদ্ধতি পরিকল্পিত এবং অপরিকল্পিত বিভ্রাটের সময় ঝিল্লি রক্ষা করে। SWRO ঝিল্লি স্থির সামুদ্রিক জলে বা মিশ্রিত ফিড জলে দাঁড়িয়ে থাকা শাটডাউন সময়কালে ত্বরান্বিত বায়োফাউলিং বিকাশের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল কারণ স্বাভাবিক অপারেশন চলাকালীন বায়োফিল্ম গঠনে বাধা দেয় এমন উচ্চ ক্রস-ফ্লো বেগের অনুপস্থিতি দ্রুত মাইক্রোবিয়াল উপনিবেশের অনুমতি দেয়। সংক্ষিপ্ত শাটডাউনের জন্য (24 ঘন্টার কম), কম লবণাক্ততা বা ডিক্লোরিনেটেড মিঠা পানি দিয়ে ঝিল্লি সিস্টেমকে ফ্লাশ করা উচ্চ-লবণ খাদ্যকে স্থানচ্যুত করে এবং জৈব ফাউলিংয়ের ঝুঁকি অনেকাংশে হ্রাস করে। দীর্ঘ বিভ্রাটের জন্য, একটি সোডিয়াম মেটাবিসালফাইট দ্রবণে (0.5-1% SMBS) ঝিল্লি সংরক্ষণ করা পলিমাইড ঝিল্লি উপাদানের ক্ষতি না করে পুরো শাটডাউন সময় জুড়ে মাইক্রোবিয়াল বৃদ্ধির জন্য একটি প্রতিরোধমূলক পরিবেশ বজায় রাখে৷
