जैसे-जैसे दुनिया भर में मीठे पानी के संसाधनों की कमी होती जा रही है, अलवणीकरण जल सुरक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण समाधान के रूप में उभरा है। उपलब्ध प्रौद्योगिकियों में, रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) और थर्मल डिसेलिनेशन दो प्रमुख दृष्टिकोण बन गए हैं, जिनमें से प्रत्येक के अलग-अलग फायदे और अनुप्रयोग हैं।

रिवर्स ऑस्मोसिस उच्च दबाव के तहत अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से समुद्री जल को मजबूर करके काम करता है, जिससे नमक, खनिज और अन्य अशुद्धियों को अवरुद्ध करते हुए पानी के अणुओं को गुजरने की अनुमति मिलती है। NIROBOX™ जैसे आधुनिक RO सिस्टम ने इस तकनीक की दक्षता और विश्वसनीयता में काफी सुधार किया है।

अलवणीकरण प्रक्रिया में कई महत्वपूर्ण चरण शामिल हैं:

1. पूर्व उपचार:समुद्री जल को निलंबित ठोस पदार्थों, शैवाल और सूक्ष्मजीवों को हटाने के लिए कई निस्पंदन चरणों से गुजरना पड़ता है जो झिल्ली को नुकसान पहुंचा सकते हैं। आरओ झिल्ली तक पहुंचने से पहले पानी की गुणवत्ता को अनुकूलित करने के लिए उन्नत प्रणालियों में रेत निस्पंदन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन और रासायनिक उपचार शामिल है।

2. उच्च दबाव पम्पिंग:विशिष्ट पंप प्राकृतिक आसमाटिक दबाव पर काबू पाने के लिए पानी का दबाव बढ़ाते हैं, आमतौर पर समुद्री जल अलवणीकरण के लिए 50-80 बार की आवश्यकता होती है। ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरण इस ऊर्जा का 60% तक नमकीन पानी धारा से पुनः प्राप्त कर सकते हैं।

3. झिल्ली पृथक्करण:सिस्टम का हृदय सर्पिल-घाव झिल्ली तत्वों का उपयोग करता है जो 99.7% घुले हुए लवण को हटा सकता है। आधुनिक पतली-फिल्म मिश्रित झिल्ली पहले के सेल्युलोज एसीटेट संस्करणों की तुलना में उच्च प्रवाह दर और लंबी उम्र प्राप्त करती है।

4. उपचार के बाद:उत्पादित पानी को पीने के पानी के मानकों या विशिष्ट औद्योगिक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए खनिज समायोजन, पीएच संतुलन और कीटाणुशोधन प्राप्त होता है।

5. नमकीन प्रबंधन:सांद्रित नमकीन पानी के लिए सावधानीपूर्वक निपटान रणनीतियों की आवश्यकता होती है, जिसमें आमतौर पर पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए विसारक प्रणालियों के साथ नियंत्रित निर्वहन शामिल होता है।

• मॉड्यूलर डिज़ाइन छोटे समुदायों से बड़ी नगर पालिकाओं तक स्केलेबल क्षमता की अनुमति देते हैं
• 1970 के दशक से ऊर्जा खपत में 80% की कमी आई है, जो अब औसतन 3-4 kWh/m³ है
• कॉम्पैक्ट फ़ुटप्रिंट स्थान-बाधित स्थानों में तैनाती को सक्षम बनाता है
• खारे पानी और अपशिष्ट जल सहित समुद्री जल से परे विभिन्न जल स्रोतों का उपचार कर सकता है

मल्टी-स्टेज फ्लैश (एमएसएफ) और मल्टी-इफेक्ट डिस्टिलेशन (एमईडी) सहित थर्मल प्रक्रियाएं, समुद्री जल को वाष्पित करती हैं और ताजे पानी का उत्पादन करने के लिए वाष्प को संघनित करती हैं। ये विधियाँ कम लागत वाली तापीय ऊर्जा तक पहुंच वाले क्षेत्रों में प्रचलित हैं।

मल्टी-स्टेज फ़्लैश (MSF):गर्म समुद्री जल उत्तरोत्तर कम दबाव वाले कक्षों की एक श्रृंखला के माध्यम से बहता है, जिससे प्रत्येक चरण में तत्काल वाष्पीकरण ("चमकती") होता है। एमएसएफ संयंत्रों को आमतौर पर 10-16 kWh/m³ तापीय ऊर्जा और 2.5-5 kWh/m³ विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

बहु-प्रभाव आसवन (मेड):एकाधिक बाष्पीकरणकर्ता क्रम में काम करते हैं, प्रत्येक पिछले चरण के वाष्प से गुप्त गर्मी का उपयोग करते हैं। एमईडी सिस्टम एमएसएफ की तुलना में बेहतर ऊर्जा दक्षता हासिल करते हैं, जिसके लिए 6-12 kWh/m³ तापीय ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

• फ़ीड की लवणता की परवाह किए बिना लगातार उच्च शुद्धता वाला पानी पैदा करता है
• बिजली संयंत्रों या औद्योगिक प्रक्रियाओं से निकलने वाली अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग कर सकते हैं
• झिल्ली प्रणालियों की तुलना में फ़ीड जल गुणवत्ता भिन्नता के प्रति कम संवेदनशील
• सिद्ध विश्वसनीयता के साथ लंबा परिचालन इतिहास

आरओ और थर्मल डिसेलिनेशन के बीच चयन में कई विचार शामिल हैं:

ऊर्जा आवश्यकताएँ:आरओ आमतौर पर कम ऊर्जा खपत प्रदान करता है, खासकर जब आधुनिक ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरणों का उपयोग किया जाता है। अपशिष्ट ताप उपलब्ध होने पर तापीय संयंत्र अधिक प्रतिस्पर्धी हो जाते हैं।

जल गुणवत्ता:थर्मल विधियां अल्ट्राप्योर पानी का उत्पादन करती हैं, जबकि आरओ को कुछ अनुप्रयोगों के लिए अतिरिक्त उपचार के बाद की आवश्यकता हो सकती है।

पूंजी लागत:बड़े तापीय संयंत्रों को अधिक प्रारंभिक निवेश की आवश्यकता होती है लेकिन विशिष्ट परिदृश्यों में उनकी परिचालन लागत कम हो सकती है।

परिचालन लचीलापन:आरओ सिस्टम मांग में उतार-चढ़ाव से मेल खाने के लिए उत्पादन को अधिक आसानी से समायोजित कर सकता है।

पर्यावरणीय प्रभाव:दोनों प्रौद्योगिकियां केंद्रित नमकीन उत्पन्न करती हैं, लेकिन आरओ सिस्टम आमतौर पर छोटी मात्रा में उत्पादन करते हैं। ऊर्जा स्रोत समग्र पर्यावरणीय पदचिह्न को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

कई महत्वपूर्ण विकासों के साथ उद्योग का विकास जारी है:

हाइब्रिड सिस्टम:आरओ को थर्मल प्रक्रियाओं के साथ मिलाने से ऊर्जा उपयोग और जल पुनर्प्राप्ति दर को अनुकूलित किया जा सकता है।

नवीकरणीय एकीकरण:सौर ऊर्जा से संचालित आरओ सिस्टम और सौर तापीय ऊर्जा का उपयोग करने वाले एमईडी संयंत्र अधिक प्रचलित हो रहे हैं।

उन्नत सामग्री:नई झिल्ली रसायन विज्ञान और विन्यास उच्च नमक अस्वीकृति और दूषण प्रतिरोध का वादा करते हैं।

नमकीन पानी का मूल्यांकन:सांद्र धाराओं से मूल्यवान खनिज निकालने की तकनीकें ध्यान आकर्षित कर रही हैं।

जैसे-जैसे विश्व स्तर पर पानी की कमी बढ़ती जा रही है, रिवर्स ऑस्मोसिस और थर्मल डिसेलिनेशन दोनों जल सुरक्षा रणनीतियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे। इष्टतम प्रौद्योगिकी का चयन स्थानीय परिस्थितियों, उपलब्ध ऊर्जा स्रोतों और विशिष्ट जल गुणवत्ता आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।