জলের ঘাটতি একটি বিশ্বব্যাপী চ্যালেঞ্জ, এবং সমুদ্রের জলের ঝিল্লি বিশুদ্ধকরণের মাধ্যমে তাজা, পানীয় জল উৎপাদনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি হয়ে উঠেছে। এই ঝিল্লিগুলি একটি অত্যাধুনিক ফিল্টার হিসাবে কাজ করে, যা লবণ, খনিজ এবং অন্যান্য দূষক প্রত্যাখ্যান করার সময় জলের অণুগুলিকে অতিক্রম করতে দেয়। একটি ডিস্যালিনেশন প্ল্যান্টের কার্যকারিতা এবং খরচ-কার্যকারিতার জন্য ঝিল্লির পছন্দ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং তাদের ছিদ্রের আকার এবং তারা যে ধরনের পরিস্রাবণ করে তা দ্বারা বিস্তৃতভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।
যদিও জল শোধনের জন্য বিভিন্ন ধরনের ঝিল্লি বিদ্যমান, সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণের জন্য ব্যবহৃত প্রাথমিকগুলি হল রিভার্স অসমোসিস (RO) এবং ন্যানোফিল্ট্রেশন (NF)। অন্যান্য মেমব্রেন প্রকার, যেমন আল্ট্রাফিল্ট্রেশন (ইউএফ) এবং মাইক্রোফিল্ট্রেশন (এমএফ), সাধারণত একটি হিসাবে ব্যবহৃত হয় প্রিট্রিটমেন্ট ধাপ আরো সূক্ষ্ম RO এবং NF ঝিল্লি রক্ষা করতে.
রিভার্স অসমোসিস হল সামুদ্রিক জলের বিশুদ্ধকরণের জন্য সোনার মান। এটি একটি চাপ-চালিত প্রক্রিয়া যা একটি অর্ধভেদযোগ্য ঝিল্লির মাধ্যমে জলকে জোর করে, দ্রবীভূত লবণ এবং অন্যান্য অমেধ্যকে পিছনে ফেলে। RO মেমব্রেনগুলির একটি অত্যন্ত ঘন, অ-ছিদ্রযুক্ত কাঠামো রয়েছে।
ছিদ্র আকার: RO ঝিল্লির ছিদ্রের আকার সবচেয়ে ছোট, এটি কার্যকরভাবে জলের অণুর চেয়ে বড় কিছুতে বাধা হিসাবে কাজ করে। এটি তাদের শুধুমাত্র স্থগিত কঠিন পদার্থকেই প্রত্যাখ্যান করতে দেয় না বরং দ্রবীভূত লবণ এবং সোডিয়াম এবং ক্লোরাইডের মতো একচেটিয়া আয়নকেও প্রত্যাখ্যান করতে দেয়।
উপাদান: আধুনিক RO মেমব্রেনগুলি সাধারণত ছিদ্রযুক্ত পলিসালফোন সমর্থনে একটি পলিমাইড সক্রিয় স্তর দিয়ে তৈরি পাতলা-ফিল্ম কম্পোজিট (TFC)। এই বহু-স্তরযুক্ত কাঠামো উচ্চ কর্মক্ষমতা এবং যান্ত্রিক শক্তি উভয়ই প্রদান করে।
আবেদন: RO উচ্চ লবণাক্ততা প্রয়োগের জন্য ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে সমুদ্রের জল এবং উচ্চ-টিডিএস (মোট দ্রবীভূত কঠিন) শিল্প বর্জ্য জল রয়েছে। তারা সবচেয়ে সাধারণ ধরনের সমুদ্রের জলের ঝিল্লি বড় আকারের ডিস্যালিনেশন প্লান্টে।
শক্তির প্রয়োজনীয়তা: অত্যন্ত ছোট ছিদ্রের আকার এবং অসমোটিক চাপ অতিক্রম করার প্রয়োজনীয়তার কারণে, RO-এর জন্য উল্লেখযোগ্য শক্তির প্রয়োজন, এটি একটি শক্তি-নিবিড় প্রক্রিয়া তৈরি করে।
ন্যানোফিল্ট্রেশনকে প্রায়শই "লুজ" RO বলা হয় কারণ এটি একইভাবে কাজ করে কিন্তু সামান্য বড় ছিদ্রের আকারের সাথে। এনএফ মেমব্রেনগুলি বিশেষভাবে কার্যকরী ডিভালেন্ট আয়ন এবং বড় অণু প্রত্যাখ্যান করতে।
ছিদ্র আকার: এনএফ মেমব্রেনের RO-এর চেয়ে বড় ছিদ্রের আকার থাকে, যা কিছু ছোট মনোভ্যালেন্ট আয়ন (যেমন সোডিয়াম এবং ক্লোরাইড) এর মধ্য দিয়ে যেতে দেয়। যাইহোক, তারা বৃহত্তর মাল্টিভ্যালেন্ট আয়ন (যেমন ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্যালসিয়াম সালফেট) প্রত্যাখ্যান করতে অত্যন্ত কার্যকর।
আবেদন: সাধারণত সম্পূর্ণ সামুদ্রিক জল বিশুদ্ধকরণের জন্য ব্যবহৃত না হলেও, NF ঝিল্লিগুলি লোনা জলের চিকিত্সার জন্য এবং নির্দিষ্ট শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য মূল্যবান যেখানে মাল্টিভ্যালেন্ট আয়নগুলির নির্বাচনী অপসারণ প্রয়োজন। এগুলি স্কেলিং এবং ফাউলিং কমাতে RO-এর জন্য একটি প্রিট্রিটমেন্ট পদক্ষেপ হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
শক্তির প্রয়োজনীয়তা: যেহেতু NF ঝিল্লির ছিদ্রের আকার বড়, তাদের কম চাপের প্রয়োজন হয় এবং তাই, RO ঝিল্লির তুলনায় কম শক্তি খরচ করে।
প্রাথমিক ডিস্যালিনেশন পদক্ষেপের আগে, সমুদ্রের জলকে অবশ্যই বৃহত্তর কণাগুলি অপসারণের জন্য প্রিট্রিটেড করতে হবে যা RO মেমব্রেনকে ক্ষতি করতে পারে বা ফাউল করতে পারে। এখানেই আল্ট্রাফিল্ট্রেশন (ইউএফ) এবং মাইক্রোফিল্ট্রেশন (এমএফ) আসে।
মাইক্রোফিল্ট্রেশন (MF): MF মেমব্রেনে সব ধরনের ঝিল্লির মধ্যে সবচেয়ে বড় ছিদ্র আছে, যা স্থগিত কঠিন পদার্থ, কলয়েড এবং বড় ব্যাকটেরিয়া অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়।
আল্ট্রাফিল্ট্রেশন (UF): UF ঝিল্লির ছিদ্রের আকার MF থেকে ছোট, ছোট কণা, ব্যাকটেরিয়া, ভাইরাস এবং বড় জৈব অণু অপসারণ করতে সক্ষম।
সিনার্জি: আধুনিক ডিস্যালিনেশন প্ল্যান্টে, UF প্রায়ই RO-এর সরাসরি প্রিট্রিটমেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই সমন্বয় নিশ্চিত করে যে RO সমুদ্রের জলের ঝিল্লি কণা ফাউলিং থেকে সুরক্ষিত, তাদের জীবনকাল প্রসারিত করে এবং উচ্চ কর্মক্ষমতা বজায় রাখে।
পরিস্রাবণের প্রকারের বাইরে, কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করতে এবং পদচিহ্ন কমাতে বিভিন্ন শারীরিক কনফিগারেশনেও ঝিল্লি তৈরি করা হয়।
সর্পিল-ক্ষত: এটি RO এবং NF ঝিল্লির জন্য সবচেয়ে সাধারণ কনফিগারেশন। ঝিল্লির শীটগুলি একটি কেন্দ্রীয় নলের চারপাশে ঘূর্ণিত হয়, একটি কম্প্যাক্ট ডিজাইনে একটি বৃহৎ পৃষ্ঠ এলাকা প্রদান করে।
ফাঁপা ফাইবার: এই কনফিগারেশনে, ঝিল্লিগুলি সূক্ষ্ম, ফাঁপা টিউবের আকারে থাকে। জল হয় তন্তুগুলির কেন্দ্রের মাধ্যমে বা বাইরের চারপাশে খাওয়ানো হয়, এটি উচ্চ-টর্বিডিটি জলের জন্য একটি অত্যন্ত কার্যকর নকশা তৈরি করে। UF এবং MF ঝিল্লি সাধারণত এই কনফিগারেশনে পাওয়া যায়।
বিভিন্ন ধরনের বোঝা সমুদ্রের জলের ঝিল্লি দক্ষ ডিস্যালিনেশন সিস্টেম ডিজাইন ও পরিচালনার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। পছন্দ উৎস জলের গুণমান, পছন্দসই পণ্য জল, এবং অর্থনৈতিক বিবেচনার উপর নির্ভর করে। প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে, নতুন ঝিল্লি উপকরণ এবং নকশাগুলি বিশুদ্ধকরণের শক্তি দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতাকে উন্নত করে চলেছে, যা এটিকে বিশ্বব্যাপী জলের চাহিদার জন্য একটি ক্রমবর্ধমান কার্যকর সমাধান করে তুলেছে৷
