झिल्ली में सफलता फाउलिंग शमन: यूवी/ई-सीएल प्रौद्योगिकी अपशिष्ट जल उपचार में क्रांति ला दी

द्वारा तसवीरइवान बंडुरापरunsplash 

चीनी शोधकर्ताओं की एक टीम ने झिल्ली जेल फाउलिंग को कम करने के लिए यूवी/ई-सीएल प्रौद्योगिकी के सफल अनुप्रयोग के साथ अपशिष्ट जल उपचार में एक ग्राउंडब्रेकिंग उन्नति की है। अध्ययन, हाल ही में प्रकाशित किया गयाप्रकृति संचार, अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रियाओं में ओसिंग दक्षता और झिल्ली निस्पंदन प्रदर्शन में सुधार के लिए एक उपन्यास दृष्टिकोण पर प्रकाश डाला गया।

बढ़ी हुई बहस दक्षता

अध्ययन ने प्रदर्शित किया कि यूवी/ई-सीएल के अनुप्रयोग ने डाइवेटिंग प्रयोगों में पानी के प्रवाह में काफी सुधार किया, ई-सी-सी-सिस्टम के 138% तक फ्लक्स प्राप्त किया, यूवी सिस्टम का 239% और नियंत्रण का 198%। इससे पता चलता है कि यूवी/ई-सीएल प्रभावी रूप से झिल्ली फाउलिंग संरचनाओं को बाधित करता है, जिससे ओसिंग प्रदर्शन को बढ़ाया जाता है। SA-BSA मॉडल प्रणाली का उपयोग करके, शोधकर्ता जटिल बाह्य बहुलक पदार्थ (EPS) व्यवहार का अनुकरण करने में सक्षम थे और अपशिष्ट जल की कीचड़ में प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड की प्रासंगिकता की पुष्टि करते हैं (WAS)।

फाउलिंग तंत्र में आणविक अंतर्दृष्टि

अध्ययन प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड्स के इंटरमॉलेक्युलर इंटरैक्शन में दे दिया गया, जिससे पता चलता है कि अमीनो और कार्बोक्सिल समूहों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक ब्रिजिंग झिल्ली फाउलिंग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। एफटीआईआर स्पेक्ट्रल विश्लेषण और घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (डीएफटी) सिमुलेशन के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने तीन आणविक बाइंडिंग मोड की पहचान की, जो कि रैखिक अनुरूपताओं के लिए एक मजबूत वरीयता का संकेत देता है जो बहुलक क्रॉस-लिंकिंग को बढ़ावा देते हैं। ये निष्कर्ष एक आणविक-स्तर की समझ प्रदान करते हैं कि कैसे यूवी/ई-सीएल इन इंटरैक्शन को बाधित करता है, जिससे चिपचिपाहट, बड़े फ्लॉक आकार और बढ़ाया पानी की रिहाई होती है।

फाउलिंग शमन में सीएल कट्टरपंथियों की सहक्रियात्मक भूमिका

आगे के विश्लेषण से पता चला है कि क्लोरीन कट्टरपंथी (सीएल •) बीएसए और एसए के क्षरण में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं, जो उनके टूटने में 90% से अधिक का योगदान देते हैं। अध्ययन ने सीएल के लिए असाधारण रूप से उच्च प्रतिक्रिया दर स्थिरांक की सूचना दी। इस प्रक्रिया ने न केवल एसए-बीएसए संरचनाओं को छोटे कणों में विभाजित किया, बल्कि उनकी चिपचिपाहट और हाइड्रेशन क्षमता को भी काफी कम कर दिया, जिससे जेल जैसी फाउलिंग परत कमजोर हो गई।

थर्मोडायनामिक अंतर्दृष्टि: प्रमुख कारक के रूप में जल घटना स्थिति

शोध ने झिल्ली के फाउलिंग के ऊष्मप्रवैगिकी का पता लगाया, यह पुष्टि करते हुए कि पानी की घटना बताती है कि पारंपरिक पोरसिटी या पारगम्यता कारकों के बजाय - गेल फाउलिंग व्यवहार। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण से पता चला है कि नियंत्रण में बाध्य पानी की सामग्री फाउलेंट परतों में लगभग 80%थी, जबकि यूवी/ई-सीएल उपचार ने इसे 10%से कम कर दिया। इस बदलाव ने आसान पानी की रिहाई के लिए अनुमति दी, अंततः निस्पंदन प्रतिरोध को कम किया और निस्पंदन दक्षता में सुधार किया।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों की ओर

इन सम्मोहक परिणामों के साथ, शोधकर्ता प्रक्रिया स्केलेबिलिटी को बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोड सामग्री, यूवी तीव्रता और उपचार की अवधि सहित रिएक्टर मापदंडों को अनुकूलित करने का सुझाव देते हैं। अध्ययन में कट्टरपंथी पीढ़ी को और बढ़ावा देने और उपचार दक्षता में सुधार करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड जैसे अन्य ऑक्सीडेंट के साथ यूवी/ई-सीएल के एकीकरण का भी प्रस्ताव है। इसके अतिरिक्त, शोधकर्ता कम-सांद्रता NaCl समाधानों का उपयोग करने की क्षमता पर जोर देते हैं-जैसे कि समुद्री जल-स्थायी और लागत प्रभावी अपशिष्ट उपचार प्राप्त करने के लिए।

झिल्ली प्रौद्योगिकी में एक सार्वभौमिक सफलता

जबकि इस अध्ययन का उपयोग करके किया गया था, इसके निष्कर्षों में अपशिष्ट जल उपचार से परे दूरगामी निहितार्थ हैं। जल घटना की मान्यता झिल्ली फाउलिंग शमन में प्रमुख कारक के रूप में बताती है, विभिन्न झिल्ली प्रक्रियाओं और रिएक्टर पैमानों में सार्वभौमिक महत्व रखता है। यह सफलता दुनिया भर में जल उपचार उद्योगों में अधिक कुशल और टिकाऊ निस्पंदन प्रौद्योगिकियों के लिए मार्ग प्रशस्त करती है।

कुशल अपशिष्ट जल प्रबंधन के लिए वैश्विक मांग में वृद्धि के साथ, यूवी/ई-सीएल प्रौद्योगिकी झिल्ली दीर्घायु में सुधार, परिचालन लागत को कम करने और समग्र उपचार प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए एक आशाजनक समाधान प्रस्तुत करती है। जैसा कि शोधकर्ता इस अभिनव दृष्टिकोण को परिष्कृत और पैमाने पर जारी रखते हैं, अपशिष्ट जल उपचार का भविष्य तेजी से कुशल और टिकाऊ दिखता है।

अधिक जानकारी के लिए, नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित पूर्ण अध्ययन का संदर्भ लें: [https://www.nature.com/articles/S41467-025-57878-4]

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