नैनोफिल्ट्रेशन कैसे काम करता है

नैनोफिल्ट्रेशन क्या है? नैनोफिल्ट्रेशन कैसे काम करता है?

नैनोफिल्ट्रेशन(एनएफ) एक झिल्ली-आधारित निस्पंदन तकनीक है जो रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) और अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) के बीच तैनात है। इसका विकास आरओ झिल्ली के लगभग 20 साल बाद शुरू हुआ, 1970 के दशक में शुरू होने वाले एनएफ झिल्ली में अनुसंधान के साथ जब जेई कैडोटे ने एनएस -300 झिल्ली का अध्ययन किया। शुरू में इजरायल के डिसेलिनेशन कंपनियों द्वारा "लूज़ रिवर्स ऑस्मोसिस" (लूज आरओ) कहा जाता है, इस प्रक्रिया को बाद में अमेरिकी कंपनी फिल्मटेक-ए टर्म द्वारा "नैनोफिल्ट्रेशन" का नाम दिया गया था, जो आज भी इस्तेमाल किया गया था। NF प्रौद्योगिकी तेजी से उन्नत हुई, वाणिज्यिक झिल्ली मॉड्यूल के साथ मध्य -1980 s में उभर रहा है। आज, यह वैश्विक झिल्ली पृथक्करण अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण ध्यान है।

नैनोफिल्ट्रेशन की प्रमुख विशेषताएं

1। ताकना संरचना:
एनएफ झिल्ली में उनकी सतह की परत पर एक नैनो-स्केल माइक्रोप्रोरस संरचना (आमतौर पर 1-2 एनएम) की सुविधा होती है, जिससे विलेय के चयनात्मक पृथक्करण की अनुमति मिलती है।

2। प्रदर्शन तुलना:

• बनाम रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ):

RO removes >NaCl (नमक) का 95%, जबकि NF झिल्ली निकालते हैं<90%, making them less effective for desalination but energy-efficient for targeted separations.

• बनाम अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ):

एनएफ 200-1, 000 डलटन के आणविक भार कटऑफ के साथ छोटे विलेय (m1 एनएम कणों) को लक्षित करता है।

3। चयनात्मक निष्कासन:
आरओ के विपरीत, जो लगभग सभी विलेय को हटा देता है, एनएफ चुनिंदा रूप से विशिष्ट आयनों या अणुओं (जैसे, सीए,/एमजी/या कार्बनिक यौगिकों जैसे दैवीय आयनों) को फ़िल्टर करता है।

4। सामग्री विविधता:
जबकि आरओ झिल्ली मुख्य रूप से पॉलीमाइड-आधारित हैं, एनएफ झिल्ली विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• सेलूलोज एसीटेट
• सल्फोनेटेड पॉलीसुल्फोन
• सुगंधित पॉलीमाइड कंपोजिट
• अकार्बनिक सामग्री

5। सतह का चार्ज:
एनएफ झिल्ली अक्सर अपने बहुलक इलेक्ट्रोलाइट सतह परत के कारण एक मजबूत नकारात्मक आवेश लेती है, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों (जैसे, सल्फेट्स, नाइट्रेट्स) को पीछे हटाने की उनकी क्षमता को बढ़ाती है।

6। पेशेवरों बनाम विपक्ष

नैनोफिल्ट्रेशन (एनएफ) में पृथक्करण प्रक्रिया तीन प्रमुख तंत्रों पर निर्भर करती है:प्रभाव, सोखना/प्रसार, औरप्रभार बातचीत। दबाव में, विलेय और विलायक अणु झिल्ली के साथ भौतिक और रासायनिक बातचीत से गुजरते हैं, जिससे घटकों के चयनात्मक पृथक्करण को सक्षम किया जाता है।

1। प्रभाव प्रभाव

प्रभावएनएफ पृथक्करण की नींव है। एनएफ झिल्ली ने नैनोपोरेस (व्यास में 1-2 एनएम) को सटीक रूप से नियंत्रित किया है जो एक भौतिक बाधा के रूप में कार्य करता है:

• पास करने की अनुमति दी: छोटे अणु जैसे पानी, लाभकारी खनिज (जैसे, कैल्शियम, मैग्नीशियम), और ट्रेस तत्व।
• अवरोधित: बड़े संदूषकों में बैक्टीरिया, कोलाइड्स, निलंबित ठोस और मैक्रोमोलेक्युलर ऑर्गेनिक्स शामिल हैं।

ये बनाए गए पदार्थ फ़ीड पक्ष पर एक केंद्रित समाधान बनाते हैं, जिससे एनएफ अशुद्धता हटाने के लिए अत्यधिक प्रभावी हो जाता है।

2। सोखना और प्रसार

एनएफ झिल्ली के माध्यम से पृथक्करण को बढ़ाते हैंसोखनाऔरप्रसार:

• सोखना: विलेय अणु झिल्ली की सतह के साथ बातचीत करते हैं, जहां कुछ पदार्थ (जैसे, कार्बनिक यौगिक) झिल्ली का पालन करते हैं।
• प्रसार: झिल्ली छिद्रों के माध्यम से विलेय फैलते हैं। छोटे अणु आसानी से गुजरते हैं, जबकि बड़े लोग छिद्र आकार द्वारा प्रतिबंधित होते हैं।

इसके अतिरिक्त, एनएफ झिल्ली चुनिंदा रूप से गुणों के आधार पर अलग -अलग विलेय को अलग करते हैंशुल्कऔरध्रुवीयता, आगे प्रक्रिया को परिष्कृत करना।

3। प्रभार प्रभाव

अधिकांश एनएफ झिल्ली एक हैनकारात्मक रूप से चार्ज सतह, आयन-विशिष्ट पृथक्करण को सक्षम करना:

• सकारात्मक रूप से चार्ज आयनों(उदाहरण के लिए, ca of, mg known) झिल्ली के लिए आकर्षित होते हैं।
• नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों(उदाहरण के लिए, so₄, ⁻, no₃⁻) को हटा दिया जाता है।

यह चार्ज इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप उच्च प्रतिधारण दरों का परिणाम हैबहुवर्धित आयनों(उदाहरण के लिए, भारी धातु) मोनोवालेंट आयनों (जैसे, na,) की तुलना में, एनएफ के लिए आदर्श बनाते हैं:

• आंशिक अलवणीकरण
• भारी धातु हटाने

पानी की नरम

एनएफ रिवर्स ऑस्मोसिस और अल्ट्राफिल्ट्रेशन के बीच अंतर को सटीक, ऊर्जा-कुशल पृथक्करणों को प्राप्त करने के लिए भौतिक siaving, रासायनिक सोखना और इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन को जोड़ती है।

Q: नैनोफिल्ट्रेशन निकाल सकते हैंफ़्लूराइड?
A: फ्लोराइड हटाने के लिए नो-यूज़ रिवर्स ऑस्मोसिस।

Q: एनएफ झिल्ली को कितनी बार बदलना है?
A: हर 2-3 साल में, पानी की गुणवत्ता के आधार पर।