எதிர்திசை சவ்வூடுபரவல்

எதிர்திசை சவ்வூடுபரவல் (Reverse Osmosis) என்பது மென்படல வடிகட்டுதலை ஒத்த முறையாகும். எனினும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலுக்கும், வடிகட்டுதலுக்கும் இடையில் முக்கிய பல வேறுபாடுகள் உள்ளன. மென்படல வடிகட்டுதலின் மேம்படுத்தப்பட்ட நீக்க இயக்க முறை என்பது வடிகட்டுதல் அல்லது அளவு நீக்கம் ஆகும். அதனால் உட்பாய்வு அழுத்தம் மற்றும் ஒருமுகப்படுத்துதல் போன்ற செயல்முறைக் கூறுகளைப் பொருட்படுத்தாமல் இந்த செயல்முறையானது கோட்பாட்டு ரீதியில் பொருள் நீக்குதலை முழுமையாகச் செய்கிறது. எனினும் RO (தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல்) ஆனது பரவல் இயக்குமுறைக்கு உட்படுத்துகிறது. அதனால் இதன் பிரிவுபட்ட செயல் திறமையானது அதன் அழுத்தம் மற்றும் நீரின் பாய்ம மதிப்பைக்கொண்டு ^[1] உட்பாய்வு கரைப்பான் செறிவை சார்ந்து இருக்கிறது. இது அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு மென்படலத்தின் மூலம் கரைசலை தள்ளுகிறது மற்றும் கரைப்பான் தக்கவைத்திருக்கும் சுத்தமான கரைதிரவத்தை ஒரு பகுதியிலிருந்து அடுத்த பகுதிக்கு கடந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது. குறைந்த கரைப்பான் செறிவு நடக்கும் பகுதியில் இயற்கையாக ஒரு மென்படலம் வழியே கரைசல் நகரும்போது அதிக கரைப்பான் செறிவு இருக்கும் ஒரு பகுதியில் வெளிப்புற அழுத்தம் இல்லாதபோது நடக்கும் இது ஒரு வழக்கமான தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் செயல்பாடாகும்.

வரலாறு

பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படலங்களின் வழியாக சவ்வூடு பரவலின் செயல்பாட்டை முதன் முதலில் 1748 ஆம் ஆண்டு ஜீன் அண்டொய்னி நோலெட் (Jean Antoine Nollet) என்பவர் கவனித்தார். அதைத் தொடர்ந்த 200 வருடங்களுக்கு சவ்வூடுபரவல் என்பது ஆய்வகத்தில் காணப்படும் ஒரு நிகழ்வாக மட்டுமே இருந்தது. 1949 ஆம் ஆண்டில் லாஸ் ஏஞ்சல்ஸில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம் (UCLA), பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படலங்களைக் கொண்டு கடல்நீரின் உப்பை நீக்கும் முறையைப் பற்றி முதன் முதலின் ஆய்வு செய்தது. UCLA மற்றும் புளோரிடா பல்கலைக்கழகம் இரண்டும் செய்த ஆராய்ச்சிகளின் முடிவில் 1950களின் மத்தியில் வெற்றிகரமாக கடல்நீரிலிருந்து சுத்தமான நீர் உற்பத்தி செய்யப்பட்டது. ஆனால் வணிகமுறையில் இதன் பாயம் மிகவும் குறைவாக இருப்பது தெரிந்தது. ஆனால் ROவின் எதிர்காலம் சாத்தியமுள்ளதாக இருந்தது. 2001 ஆம் ஆண்டின் முடிவில் சுமார் 15,200 உப்பு நீக்கும் முறை கலங்கள் உலகளவில் செயல்பாடுகளில் அல்லது திட்டமிடும் படலத்திலும் இருந்தன.^[1]

செயல்பாடு

உப்பு நீக்கத்தில் பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படல சுருளைப் பயன்படுத்துதல்.

விதிமுறைப்படி தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் என்பது அதிகமான சவ்வூடுபரவல் அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தி அதிக கரைப்பான் செறிவு இருக்கும் இடத்தில் இருந்து ஒரு கரைசலை குறைந்த கரைப்பான் செறிவு இருக்கும் இடத்திற்கு செலுத்துகிற அழுத்த செயல்பாடாகும்.

சவ்வூடுபரவல் அதிகமான பிரிவுகள் ஏற்படும் இடங்களில் அடர்த்தியான தடை அடுக்குகளைக் கொண்ட பலபடிச் சேர்மத் தொகுதியில் மென்படலத்தால் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பல சந்தர்ப்பங்களில் மென்படலமானது நீரை மட்டும் தடை அடுக்குகளின் வழியாக கடந்து செல்ல அனுமதிக்கும் படி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, (உப்பு அயன்கள் போன்ற) கரைபொருள்களை அனுமதிப்பதில்லை. இந்த செயல்பாட்டின் தேவை காரணமாக மென்படலத்தின் அதிக செறிவு பகுதியில் அதிகமான அழுத்தம் தருகிறது, வழக்கமாக இயற்கையான (350 psi)சவ்வூடுபரவற்குரிய அழுத்தத்தை மிஞ்சும் வகையில் புதிய மற்றும் உப்புத்தன்மை கொண்ட நீருக்கு 2-17 பாரும்(30-250 psi) கடல் நீருக்கு 40-70 பாரும் (600-100 psi) தேவைப்படுகிறது.

இதன் உப்பு நீக்கும் முறை பயன்பாடு இந்த செயல்பாடிற்கு ஒரு சிறந்த தெரிவாகும் (புதிய நீர் கிடைப்பதற்காக கடல் நீரில் இருந்து உப்பு நீக்கப்படுகிறது). ஆனால் 1970களின் முற்பகுதியில் இருந்து மருத்துவம், தொழிலகங்கள் மற்றும் உள்நாட்டுப் பயன்பாட்டிற்காகவும் இந்த சுத்திகரிக்கப்பட்ட புதிய நீர் பயன்படுத்தப்பட்டது.

இரண்டு கரைசல்களுக்கு இடையில் உள்ள செறிவு வேறுபாட்டைக் குறைப்பதற்காக, பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படலத்தின் வழியே ஒரு கரைப்பான் எப்படி ஊடுருவிச் செல்கிறது என்பதை சவ்வூடுபரவல் விவரிக்கிறது. வெவ்வேறான செறிவைக் கொண்ட இரண்டு கரைசல்கள் கலக்கப்படும் போது, இரண்டு கரைசல்களிலும் உள்ள கரைபொருள்களின் மொத்த அளவானது இரண்டு கரைசல்களிலிலும் உள்ள கரைப்பான்களுக்கு சமமாகப் பகிர்ந்தளிக்கப்படுகிறது. இரண்டு திரவங்களையும் ஒன்றாகக் கலப்பதற்கு பதிலாக அவை பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படலத்தைக் கொண்டு ஒன்றுக்கொன்று தனியாக இருக்கும் படி இரண்டு தனி பிரிவுகளாக வைக்கப்படலாம். பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படலம் கரைபொருளை ஒரு அடுக்கிலிருந்து மற்றதுக்கு நகர்வதற்கு அனுமதிப்பதில்லை. ஆனால் கரைப்பானை நகர்வதற்கு அனுமதிக்கிறது. அதிக கரைபொருள் செறிவானது ஒரு குறைந்த கரைபொருள் செறிவுடன் உள்ள அடுக்கிலிருந்து நகரும் கரைபொருள் சமநிலையை அடைய முடியவில்லை. இது அதற்குபதிலாக குறைந்த கரைபொருள் செறிவு இருக்கும் இடங்களிலிருந்து அதிக கரைபொருள் செறிவு இருக்கும் இடங்களுக்கு கரைப்பான் நகர்கிறது. குறைந்த செறிவு பகுதிகளுக்கு கரைப்பான் நகரும் போது இது இந்தப் பகுதிகளை அதிக செறிவுள்ள பகுதிகளாக மாற்றுகிறது. இதன் மறுபக்கம் அதிக செறிவுள்ள பகுதிகளுக்கு கரைப்பான் நகரும் போது கரைபொருளின் செறிவு குறைகிறது. இந்த செயல்பாடு சவ்வூடுபரவல் எனப்படுகிறது. கரைப்பானின் போக்கு மென்படலம் வழியாக பரவி "சவ்வூடுபரவற்குரிய அழுத்தத்தை" வெளிப்படுத்துகிறது. இதிலிருந்து அழுத்த மாறுபாடுகள் ஒத்த அளவில் பரவக்காரணமாக அமைகிறது.

சவ்வூடுபரவலின் அதே அமைப்பு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலில் உள்ளது. அதிக செறிவுகளுடன் அழுத்தமானது அடுக்கில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நிகழ்வில் இரண்டு விசைகளின் தாக்கத்தினால் நீர் நகர்கிறது. இரண்டு அடுக்குகளுக்கு இடையில் உள்ள கரைபொருள் செறிவு வேறுபாடும் (சவ்வூடுபரவற்குரிய அழுத்தம்), வெளிப்புறம் செயற்படுத்தப்படும் அழுத்தமும் இந்த அழுத்தத்திற்கு காரணமாக அமைகிறது.

பயன்பாடுகள்

குடிநீர் சுத்திகரிப்பு

உலகம் முழுவதும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் படிகள் உள்ளிட்ட வீட்டு உபயோக குடிநீர் சுத்திகரிப்பு அமைப்புகள், பொதுவாக குடிப்பதற்கும் சமைப்பதற்கும் நீர்வளத்தை மேம்படுத்திக் கொண்டிருக்கின்றன.

பொதுவாக இதைப் போன்ற அமைப்புகளில் உள்ள பல படிநிலைகள் பின்வருமாறு:

ஒரு வண்டல் படிம வடிகட்டி துரு மற்றும் கால்சியம் கார்பனேட் உள்ளிட்ட துகள்களை நீக்குகிறது
தேவைப்பட்டால் ஒரு சிறிய நுண்ணியத் துளைகளைக் கொண்ட இரண்டாவது வண்டல் படிம வடிகட்டி பயன்படுத்தப்படுகிறது
ஒரு செயலூட்டிய கார்பன் வடிகட்டி, TFC தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் மென்படலங்களைத் தாக்கி அளிக்கும் கரிம வேதிப்பொருள் மற்றும் க்ளோரினை நீக்குகிறது
ஒரு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் (RO) வடிகட்டி, இது ஒரு சன்னமான சுருள் பிரிக்கப்படாத மென்படலம் (TFM அல்லது TFC) ஆகும்
தேவைப்பட்டால் ஒரு இரண்டாவது கார்பன் வடிகட்டி RO மென்படலத்தினால் நீக்கப்படாத வேதிப்பொருள்களை பிடிக்கிறது
தேவைப்பட்டால் புற ஊதா விளக்கு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் மென்படல வடிகட்டுதலில் இருந்து தப்பித்து வரும் எந்த ஒரு கிருமியையும் நீக்குகிறது.

சில அமைப்புகளில், கார்பன் முன்-வடிகட்டி விடுபட்டு மேலும் செல்லுலோஸ் ட்ரைஅக்டேட் மென்படலம் (CTA) பயன்படுத்தப்படுகிறது. க்ளோரினேட்டடு நீரினால் பாதுகாக்கப்படவில்லை எனில் CTA மென்படலம் பாதிப்படைகிறது. இதற்கிடையில் TFC மென்படலம் குளோரினின் பாதிப்பினால் உடைக்கப்படுகிறது. CTA அமைப்புகளில், ஒரு கார்பன் பின்-வடிகட்டி நீர் உற்பத்தியின் கடைசி நேரத்தில் க்ளோரினை நீக்க பயன்படுகிறது.

எளிதில் எடுத்துச்செல்லக்கூடிய தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் (RO) நீர் செயலிகள் பல இடங்களில் சுய நீர் சுத்திகரிப்புக்காக விற்கப்பட்டது. சிறிது அழுத்தத்தின் கீழ் இந்த அலகுகளில் நீர் செலுத்தும் போது பயனுள்ள வகையில் வேலை செய்ய ஏதுவாகிறது (40 psi அல்லது அதை விட அதிகமானது இதற்கு குறித்த தகுதியாகும்). நகர நீர் குழாய்கள் வெகுதூரங்களில் இருக்கும் இடங்களில் வாழும் நீரை சுத்தப்படுத்த முடியாத கிராமப்புற மக்கள் இந்த எளிதில் எடுத்துச்செல்லக்கூடிய RO நீர் செயலிகளைப் பயன்படுத்த முடியும். கிராமப்புற மக்கள் மிகவும் எளிதாக பயன்படுத்தக்கூடிய சாதனங்களைக் கொண்டு ஆறு அல்லது கடல் நீரை தாங்களாகவே சுத்தப்படுத்திக்கொள்கிறார்கள் (உப்புநீருக்கு தனிப்பட்ட மென்படலங்கள் தேவைப்படலாம்). நீண்ட தூர படகு பயணம் செய்பவர்கள், மீன் பிடிப்பவர்கள், தீவுகளில் முகாமில் தங்கும் சில பயணிகளுக்காக அல்லது மாசுபட்ட அல்லது தரக்குறைவான நீரை விநியோகிக்கும் நாடுகளின் உள்ளூர் பகுதிகளுக்காக RO நீர் செயலிகள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட UV தூய்மையாக்கிகளுக்கு இணையாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. இப்போது கடல் சார்ந்த மீன் காட்சியகங்களில் RO அமைப்புகளை அதிகமாக ஆர்வமாக பயன்படுத்துகின்றனர். மினரல் நீர்ப்புட்டி உற்பத்தியில் மாசுபடுத்திகள் மற்றும் நுண்ணுயிர்கள் போன்றவற்றை நீக்குவதற்காக நீரானது RO நீர் செயலிகள் வழியாக செலுத்தப்படுகிறது. ஐரோப்பிய நாடுகளில் இந்த இயற்கையான மினரல் வாட்டர்களில் வேலை செய்வதை (ஐரோப்பிய நேரடியான ஆணையின் படி) ஐரோப்பிய சட்டம் அனுமதிப்பதில்லை. (நடைமுறையில் வாழும் பேக்டீரியாவில் ஒரு பகுதி RO மென்படலங்களில் உண்டாகும் சிறிய குறைபாடுகளின் வழியாக கடந்து செல்ல முடியும் அல்லது மென்படலங்கள் முழுவதும் உள்ள மூடப்பட்ட பகுதிகளில் உள்ள சின்னஞ்சிறிய கசிவுகள் வழியாக கடந்து செல்லும். இப்படி புறஊதா ஒளி அல்லது ஓசோன் நுண்ணுயிரியலில் மாசுபடுவதைத் தடுக்க முழுமையான RO அமைப்புகள் கூடுதலான நீர் சிகிச்சை நிலைகளை பயன்படுத்துகிறது.)

மென்படலம் துளைகளின் அளவுகள் .1 இல் இருந்து 5,000 நானோமீட்டர்கள் (nm) வரை வடிகட்டும் வகையைப் பொறுத்து மாறுபடுகிறது. "துகள் வடிகட்டுதல்" 1,000 nm அல்லது அதற்கும் அதிகமான துகள்களை நீக்குகிறது. நுண்ணியவடிகட்டுதல் 50 nm அல்லது அதற்கும் அதிகமான துகள்களை நீக்குகிறது. "புறவடிகட்டுதல்" சுமாராக 3 nm அல்லது அதற்கும் அதிகமான துகள்களை நீக்குகிறது. "நுண்அலகு வடிகட்டுதல்" 1 nm அல்லது அதற்கும் அதிகமான துகள்களை நீக்குகிறது. தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் என்பது மென்படல் வடிகட்டுதலில் கடைசி வகையில் உள்ளது. "ஹைப்பர்வடிகட்டுதல்" மற்றும் .1 nm அளவுக்கு அதிகமான துகள்களை நீக்குகிறது.

அமெரிக்க இராணுவத்தில் R.O.W.P.U.கள் ("ரோ-பூ" என உச்சரிக்கப்படும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் நீர் சுத்திகரிப்பு அலகு) போர்க்களம் மற்றும் பயிற்சிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது அவர்கள் தேவையைப் பொறுத்து 1500 GPD இல் இருந்து (கேலன்கள் ஒரு நாளைக்கு) 150,000 GPD அளவு மேலும் அதற்கும் பெரிய அளவில் உள்ளது. மிகவும் வழக்கமாக இவைகள் 600 GPH (கேலன்கள் ஒரு நாளைக்கு) மற்றும் 3,000 GPH ஆகும். உப்பு நீர் மற்றும் தூய்மையற்ற நீர் இரண்டிலுமே N.B.C. (அணுக்கரு/உயிரியல்/வேதிப்பொருள்) பொருளை நீரில் இருந்து தூய்மைப்படுத்த முடிகிறது. வழக்கமான 24 மணி நேரத்தில், எக்கிகள், R.O. மூலகங்கள் மற்றும் இஞ்சின் மின் இயற்றி போன்ற அமைப்புகளை சோதிக்கத் தேவையான 4 மணிநேர பராமரிப்பு வேலையை எடுத்துக்கொண்டு ஒரு அலகானது எங்கிருந்தும் 12,000 இல் இருந்து 60,000 கேலன்கள் நீரை உற்பத்தி செய்கிறது. ஒரு தனி ROWPU படைப் பிரிவு அளவு மூலகங்கள் அல்லது சுமாராக 1,000 இல் இருந்து 6,000 படைவீரர்களைத் தாங்குகிறது.

நீர் மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு

புயல் வடிகால்களில் இருந்து மழை நீர் சேகரிக்கப்பட்டு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் நீர் செயலிகள் மூலம் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது மேலும் இந்த நீர் இயற்கை நீர்ப்பாசானத்திற்கு பயன்படுகிறது மற்றும் லாஸ் ஏஞ்சல்ஸ் மற்றும் பிற நகரங்களில் தொழிலக குளிராக்கலில் ஏற்படும் நீர் குறைபாடுகள் பிரச்சனைக்குத் தீர்வாகவும் பயன்படுகிறது.

தொழில் துறைகளில் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலானது மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் வெந்நீரில் இருந்து தாதுக்களை நீக்குகிறது. திரும்பத்திரும்ப நீர் சூடாக்கப்பட்டு செறிவிக்கப்படுகிறது. இந்த நீர் கண்டிப்பாக சுத்தமாக இருக்க வேண்டும். அதனால் இது இயந்திரங்களில் படுவுகளை விட்டுச்செல்லாது அல்லது அரித்தலுக்கு காரணமாக அமையாது. மேலும் இது நிலத்தடி நீரிலிருந்து கழிவு மற்றும் உப்புத்தன்மையை சுத்தப்படுத்துகிறது.

தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலின் செயல்பாடு அயனி நீக்கம் பெற்ற நீரை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுகிறது.

2002 ஆம் ஆண்டில் வருங்கால திட்டங்களில் இதை குறிப்பிடத்தக்க பகுதியாக வைத்து சிங்கப்பூர் NEவாட்டர் என அந்த செயல்பாடுக்கு பெயரிட்டு அறிவித்தது. இது தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலுக்கு உட்படுத்தப்பட்டு வீட்டுக் கழிவு நீரை அப்புறப்படுத்தும் முன்னர் NEவாட்டர் இதை நீர்த்தேக்கத்திற்கு திருப்பி அனுப்புகிறது.

கூழ்மப்பிரிப்பு

தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் என்பது தூய்மையாக்குதலில் பயன்படுத்தப்படும் அதே போன்ற உத்தியாகும். இது சிறுநீரகம் செயலிழப்புக்கு மக்கள் உபயோகிக்கும் உத்தியாகும். சிறுநீரகம் இரத்தத்தை வடிகட்டி கழிவுப்பொருள்களையும் நீரையும் நீக்குகிறது (எ.டு. யூரியா). பின்பு அது சிறுநீர் வழியாக வெளியேற்றப்படுகிறது. ஒரு கூழ்மப்பிரிப்பு இயந்திரம் சிறுநீரகக்தின் இயக்கத்தைப் போன்றே செயல்படுகிறது. இரத்தம் உடலில் இருந்து சிறுநீர் நீக்கக் குழாய் வழியாக வடிகட்டி முழுவதும் கூழ்மப்பிரிப்பு இயந்திரத்திற்குப் பாய்கிறது.

உணவு தொழிற்துறை

உப்பு நீக்கும் முறையில் கூடுதலாக தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் (பழச்சாறு போன்ற) உணவு திரவங்கள் செறிவாக்குதலுக்கு வழங்குமுறை வெப்ப-சிகிச்சை செயல்பாடுகளை காட்டிலும் ஒரு மிகவும் சிக்கனமான செயல்பாடு ஆகும். ஆரஞ்சு பழச்சாறு மற்றும் தக்காளி பழச்சாறு செறிவாக்குதலைப் பற்றிய ஆராய்ச்சி முடிந்து விட்டது. மிகவும் விலைமலிவான செயல்பாடு மேலும் வெப்ப சிகிச்சை செயல்பாடுகளை தவிர்க்கும் சக்தியும் இதற்கு உள்ளது என்பது இதன் சிறப்பாகும். வெப்பத்தை உணரக்கூடிய பொருள்களான புரத சக்தி மற்றும் நொதிகள் அதிகமான உணவுப்பொருள்களின் கண்டுகொள்ளப்பட்டது இதற்கு ஏதுவாக இருந்தது.

தலைகீழ் சவ்வூடுபரலானது பால் பண்ணைத் தொழிலில் பாற்கட்டி ஊறல் நீரில் இருந்து புரதப் பொடிகளை உற்பத்தி செய்ய பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேலும் இந்தப் பால் செறிவு முறையால் பாலை எடுத்துச்செல்லும் பணசெலவும் குறைகிறது. பாற்கட்டி ஊறல் நீர் பயன்பாடுகளில் பாற்கட்டி ஊறல் நீரானது (பாலாடைக்கட்டி உற்பத்திக்குப் பிறகு எஞ்சிய திரவம்) RO வின் மொத்த திடப்பொருளில் 6% இருந்து 10-20% மொத்த திடப்பொருளை UF (புறவடிகட்டுதல்) செயல்பாடுக்கு முன்னர் செறிவுக்கு முன் சேர்க்கப்படுவதாகும். UF மூலம் சேகரிக்கப்பட்டவைகளைக் கொண்டு உடல்கட்டமைப்பு பயிற்சிக்கு பயன்படும் WPI (வே ப்ரோட்டின் ஐசோலேட்) உள்ளிட்ட பல்வேறு பாற்கட்டி ஊறல் நீர் பொடிகளை உருவாக்க உருவாக்க முடியும். கூடுதலாக RO 5% இல் இருந்து மொத்த திடப்பொருள்களில் 18–22% வரை மொத்த திடப்பொருள்களை படிகமாக்கல் மற்றும் மாவுச்சத்துள்ள பொடிகளை உலர்த்தும் விலைகளும் குறைக்கப்படுவதனால் செறிவாக்கப்பட்ட UF மாவுச் சத்துள்ளவைகளை அனுமதிக்கிறது.

எனினும் இந்த செயல்பாட்டின் பயனைப் பற்றி ஒயின் தொழில்துறையில் மிகவும் நம்பிக்கையின்றி பார்த்தனர். ஆனால் இப்போது இதைப் பற்றி பரவலாக புரிந்துகொள்ளப்பட்டு பயன்படுத்தப்படுகிறது. 2002 ஆம் ஆண்டில் பிரான்சில் போர்டியக்ஸில் 60 தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் இயந்திரங்கள் பயன்படுவதாகக் கணக்கிடப்பட்டது. போர்டியக்ஸின் சட்டியூ லியோவில்லி-லாஸ் காஸஸ் போன்ற வளர்ச்சியடைந்த அதிகமான மேல் தட்டு மக்கள் (கிராமர்) உள்ளிட்டோர் தெரிந்த பயனர்கள் ஆவர்.

காரைக் கழுவுதல்

தாது உள்ளடக்கம் குறைவாக இருப்பதால் காரை கடைசியாக கழுவும் போது வாகனத்தின் மேல் நீர் தங்காமல் தடுப்பதற்காக தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் நீரானது பெரும்பாலும் காரை கழுவும் போது பயன்படுத்தப்படுகிறது. தாது-பளுவான இயல்நிலை நீரை (நகராட்சி நீர்) தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் நீர் மாற்றி அமைக்கிறது. தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் நீரானது காரை கழுவி இயக்குபவருக்கு ஏர் புளோயர் போன்ற வாகனங்களை உலரவைக்கும் உபகரணங்களின் தேவையை குறைக்கிறது.

மாப்பிள் சிரப் உற்பத்தி

1970களின் தொடக்கத்தில் சில மாப்பிள் சிரப் உற்பத்தியாளர்கள் சாப்பில் இருந்து நீரை நீக்குவதற்காக தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலை பயன்படுத்த ஆரம்பித்தினர். அதற்கு முன்னர் சைரிப் கூடுதலான கொதிக்க வைக்கப்படும். தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலின் பயன்பாட்டினால் தோராயமாக 75–80% அளவு நீரை சாப்பில் இருந்து அகற்ற முடியும். எரிசக்தி பயனீட்டளவு மற்றும் சைரிப்பின் அதிகப்படியான வெப்பநிலைகளும் இதனால் குறைக்கப்பட்டுள்ளது. நுண்ணுயிரிகளால் விளைவும் தூய்மைக் கேடு மற்றும் மென்படலங்களின் தாழ்வாக்கம் கண்டிப்பாக கண்காணிக்கப்பட வேண்டும்.

ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி

சிறிய அளவு ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்காக தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் சிலசமயங்களில் மின்முனைகளின் மேற்பரப்பில் தாதுக்கள் உருவாவதை தடுப்பதற்கு பயன்படுகிறது மற்றும் குடிநீரில் உள்ள கரிமங்களையும் நீக்குகிறது.

கோரை மீன் காட்சியகங்கள்

பல கோரை மீன் காட்சியகத்தை வைத்திருப்பவர்கள் அவர்களது செயற்கை கடல்நீர் கலவைக்கு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் அமைப்புகளை பயன்படுத்துகின்றனர். கோரை சூழ்நிலையில் வாழும் உணர்ச்சி மிகுந்த உயிரினங்களுக்கு தீங்கு தரும் வகையில் சாதாரண குழாய் நீர் அதிகமான குளோரின், குளோரோமைன்ஸ், தாமிரம், நீர்வளி, பாஸ்பேட்ஸ், சிலிகேட்ஸ் அல்லது பல பிற வேதிப்பொருள்களையும் கொண்டுள்ளது. மாசுபடுத்திகளான நீர்வளி சேர்மங்கள் மற்றும் பாஸ்பேட்டுகள் அதிகப்படியான தேவையில்லாத பாசிகளின் வளர்ச்சிக்கு காரணமாகிறது. ஒரு நல்ல பொருத்தமான தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் மற்றும் அயனி அகற்றல் (RO/DI) இரண்டும் கோரை மீன் காட்சியகம் வைத்திருப்பவர்களிடம் மிகவும் பிரபலமாக உள்ளது மேலும் இவைகள் பிற நீர் சுத்திகரிப்பு செயல்பாடை குறைந்த விலையிலும் குறைந்த உரிமை விலையிலும் செய்வதால் இது மிகவும் விரும்பப்படுகிறது. (குளோரினும், குளோரோமைன்ஸும் நீரில் கண்டுபிடிக்கப்படும் போது, மென்படலத்திற்கு முன்பாக கார்பன் வடிகட்டி தேவைப்படுகிறது, வழக்கமாக கோரை வைத்திருப்பவர்களால் பயன்படுத்தப்படும் குடியிருப்பு மென்பலத்தில் இத்தகைய சேர்மங்கள் வடிவத்தை வைத்திருப்பதில்லை.)

உப்பு நீக்குதல்

கடல்நீர் அல்லது உப்புத்தன்மை கொண்ட நீரை குடிநீராக மாற்ற மேற்பரப்பு நீர் அல்லது நிலத்தடி நீர் குறைந்த அல்லது இல்லாத இடங்களை உப்பு நீக்குதலுக்கு தேர்வு செய்யலாம். தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் என்பது உப்பு நீக்குதலின் ஒரு பொதுவான முறையாகும். எனினும் பலகட்ட ஆவித் தெரிப்புத் தொகுதிகளில் 85 சதவீத உப்பு நீக்கப்பட்ட நீரைத் தயாரிக்கிறது.^[2] நீண்ட தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் மற்றும் பலகட்ட ஆவித் தெரிப்பு உப்பு நீக்குதல் தொகுதிகள் குறிப்பாக சவுதி அரேபியா போன்ற மத்திய கிழக்கு பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தத் தொகுதிகளுக்கான எரிசக்தி தேவைகள் மிகவும் பெரிதாகும். ஆனால் அந்த பிரதேசத்தில் ஏராளமான எண்ணெய் உள்ளக் காரணத்தால் மின்சாரம் மிகவும் மலிவாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. உப்பு நீக்க ஆலைகள் மின்சார நிலையங்களின் அருகிலேயே அதிகமாக அமைக்கப்படுகின்றன, இதனால் பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் எரிசக்தி இழப்பு குறைக்கப்படுகிறது மேலும் பலகட்ட ஆவித் தெரிப்பு தொகுதிகளில் உப்பு நீக்குதல் செயல்பாடுக்காக விரயமாகும் வெப்பத்தை பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, நீரின் உப்பு நீக்குதலுக்கு தேவையான குறிப்பிட்ட எரிசக்தி அளவைக் குறைத்து மின்சார நிலையங்களுக்கு குளுமையைத் தருகிறது

கடல் நீர் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் (SWRO) என்பது ஒரு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் உப்பு நீக்குதல் மென்படல செயல்பாடாகும், 1970களின் முற்பகுதியில் இருந்து இது வணிகரீதியாக பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. கலிபோர்னியாவின் உள்ள கொலிங்காவில் UCLAவில் இருந்து சிட்னி லோப் மற்றும் ஷிரிநிவாச சௌரிராஜன் இருவரும் இதன் முதன்முதலில் நடைமுறையைச் செயல்படுத்திக் காட்டினர். இருப்பினும் பிற மிகவும் பெரிய நீர் படிமங்களை விநியோகிப்பதைக் காட்டிலும்(தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலின் கழிவுநீர் சிகிச்சை உள்ளிட்ட), வெப்பமாக்கல் தேவையின்மை அல்லது நிலைமாற்றங்கள் தேவைப்பட்டதால், உப்பு நீக்குதலின் பிற செயல்பாடுகளுடன் ஒப்பிடும் போது எரிசக்தி தேவைகள் குறைவாகவே தேவைப்படுகிறது.^{[மேற்கோள் தேவை]}

பொதுவாக ஒற்றைக் கடக்கும் SWRO அமைப்பு பின்வரும் கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது:

உட்கொள்ளளவு
முன் செயலாக்கம்
உயர்ந்த அழுத்த எக்கி
மென்படலக் தயாராக்கம்
ரிமெயனரலிசேசன் மற்றும் pH சரிசெய்தல்
நுண்ணுயிர் நீக்கம்

முன் செயலாக்கம்

நுண்அலகு வடிகட்டுதல் (NF) மென்படலங்கள் அதன் இயற்கையான சுருளான புண் வடிவத்தின் காரணமாக RO உடன் வேலை செய்யும் போது முன் செயலாக்கம் முக்கியமாகிறது. இதைப்போன்ற படிவம் அமைப்பின் வழியாக மட்டும் கடந்து செல்லும் படி ஒரே ஒரு வழி மட்டும் கொண்டதாக இந்தப் பொருளின் பொறியியல் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சுருளான புண் வடிவம் நீருடன் துகள்களை நீக்குவதற்கு அனுமதிப்பதில்லை அல்லது திடமான இதன் மேற்பரப்பை நீக்க காற்றைக் கிளறி அரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது. மென்படல மேற்பரப்பு அமைப்புகளில் இருந்து சேர்க்கப்பட்ட பொருள் நீக்கமுடிவதில்லை, இவை கறைபடிவித்தலுக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறனற்றதாக உள்ளது (உற்பத்திக் கொள்ளளவின் இழப்பு). அதனால், எந்த ஒரு RO அல்லது NF அமைப்புக்கும் முன் செயலாக்கம் முக்கியமாகிறது. SWRO அமைப்பின் முன் செயலாக்கம் நான்கு முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை பின்வருமாறு:

திடப்பொருள்களை சலித்தல்: நீரில் உள்ள திடப்பொருள்கள் கண்டிப்பாக நீக்கப்பட வேண்டும் மேலும் நயமான துகள்களில் இருந்து மென்படலங்களில் கறைபடிவதிலிருந்து நீர் சிகிச்சை செய்யப்பட வேண்டும் அல்லது உயிரிய வளர்ச்சி மற்றும் அதிக அழுத்த எக்கிக் கூறுகளில் இருந்து ஏற்படும் சேதத்தின் இடர்களைக் குறைக்க திடப்பொருள்கள் நீக்கப்படவேண்டும்.
கார்ட்ரிஜ் வடிகட்டுதல் - பொதுவாக கம்பிச் சுருள் பாலிபுரோப்பிலேன் வடிகட்டிகள் 1 - 5 நுண்ணளவு துகள்களை நீக்குகிறது.
அளவிடப்பட்ட ஆக்சிகரண உயிர்க்கொல்லியான குளோரின் பாக்டீரியாவை கொல்வதைத் தொடர்ந்து பைசல்ஃபைட் அளவானது மிகவும் மெல்லிய மென்படலக் கலவையை அழிக்கக் கூடிய குளோரினை செயலிழக்கச் செய்கிறது. அவைகள் பயோஃபெளலிங் மட்டுப்படுத்திகளும் ஆகும். இவை பாக்டீரியாவைக் அழிக்காமல் மென்படல மேற்பரப்பில் அவை வளர்வதை எளிதாகத் தடுக்கிறது.
முன்வடிகட்டுதல் pH ஐ சரி செய்தல்: pH ஆக இருந்தால் அவை நிராகரிக்கப்பட்ட நிலத்தடி நீரை செறிவிக்கும் போது ஊட்டு நீரின் கடினத் தன்மை மற்றும் காரத்தன்மை அளவுப் போக்கின் முடிவு செய்கிறது, கரையத்தக்க கார்பானிக் அமிலத்தின் படிவத்தில் இருந்து கார்பனேட்டை பராமரிப்பதற்கு அமிலத்தின் மிடறளவு குறிக்கப்பட்டுள்ளது.

CO₃^-2 + H₃O⁺ = HCO₃^- + H₂O

HCO₃^- + H₃O⁺ = H₂CO₃ + H₂O

கார்போனிக் அமிலம் கால்சியத்துடன் ஒருங்கிணைந்து கால்சியம் கார்போனைட் அளவுப் படிமத்தை உருவாக்குவதில்லை. கால்சியம் கார்போனேட் அளவுப் போக்கு லாங்கிலியர் தெவிட்டு நிலை உள்ளடக்கத்தை பயன்படுத்தி மதிப்பீடு செய்யப்படுகிறது. கார்பனோட் அளவுகளை கட்டுபடுத்துவதற்காக மிகவும் அதிகமான சல்புயூரிக் அமிலத்தை சேர்க்கும் போது RO மென்படலத்தின் கால்சியம் சல்பேட், பரியம் சல்பேட் அல்லது ஸ்டுரோன் சல்பேட் அளவு உருவாகக் காரணமாக இருக்கலாம்.
ஆண்டிஸ்கேலன்ஸ் முன்வடிகட்டுதல்: அளவு மட்டுப்படுத்திகள் (அண்டிஸ்கேலண்ட்ஸ் என்றும் அறியப்படுகிறது) அமிலத்தை ஒப்பிடுகையில் அனைத்து அளவுகளும் உருவாவதைத் தடுக்கும் போது கால்சியம் கார்போனைட் மற்றும் கால்சியம் பாஸ்பேட் அளவுகள் உருவாவதை மட்டுமே தடுக்க முடிகிறது. கூடுதலாக கார்போனைட் மற்றும் பாஸ்பேட் அளவுகள், ஆண்டிஸ்கேலன்ஸ் இன்கிபிட் சல்பேட் மற்றும் புளூரைட் அளவுகள் உள்வளர்ச்சியைத் தடுக்கும் போது, பரவுகை கூழ்மங்கள் மற்றும் மெட்டல் ஒட்சைட்டுகள் மற்றும் சிலிக்கா படிம உருவாக்குதலைத் தடுக்கும் போதும் விசேஷ பொருள்கள் மிச்சமாகின்றன.

அதிக அழுத்த எக்கி

எக்கி யானது மென்படலத்தின் வழியாக தேவையான அழுத்தத்தை அளிக்கிறது, மென்படலமும் உப்பின் வீரியத்தை இதன் மூலம் நீக்குகிறது. பொதுவாக உப்புத்தன்மையுடைய நீரின் அளவின் அழுத்தம் 225 இல் இருந்து 375 psi ஆக உள்ளது(15.5 இல் இருந்து 26 bar வரை அல்லது 1.6 இல் இருந்து 2.6 MPa வரை). கடல் நீருக்கு அவை 800 இல் இருந்து 1,180 psi வரை அளவைக் குறைக்கிறது (55 இல் இருந்து 81.5 பார் அல்லது 6 இல் இருந்து 8 MPa வரை).

மென்படலத் தொகுப்பு

மென்படலத்தின் அடுக்குகள்.

மென்படலத் தொகுப்பானது அழுத்தக் கலனை கொண்ட மென்படலத்தைக் கொண்டுள்ளது. இது ஊட்டு நீரை இதற்கு எதிராக அழுத்துவதற்கு அனுமதிக்கிறது. மென்படலமானது அதற்கு எதிரான எந்த ஒரு அழுத்தத்தையும் தாங்கக் கூடிய வகையில் கண்டிப்பாக எதிர்த்து நிற்க வேண்டும். RO மென்படலங்கள் பல்வேறு உள்கட்டமைப்புகளைக் கொண்டு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் பொதுவாக இரண்டு முக்கிய உள்கட்டமைப்புகளாக சுருள் புண் மற்றும் உள்ளீடற்ற இழை போன்றவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

ரீமினரலெசேசன் மற்றும் pH ஐ சரிபார்த்தல்

உப்பு அகற்றப்படாத நீர் மிகவும் அரிக்கும் தன்மையை கொண்டதாகும் மேலும் இது நீரோட்டத்தின் கீழ்நிலை குழாய் இணைப்புகளை காப்பதற்காக "நிலைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது". மேலும் திண்காறை அல்லது சிமெண்ட் பூசப்பட்ட மேற்பரப்பில் அரிப்பைத் தடுக்க கூடுதலாக எலுமிச்சை அல்லது எரிகாரம் போன்றவை இருப்புகளில் கூடுதலாக சேர்க்கப்படுகிறது. நகரக்கூடிய நீரானது விவரக்கூற்றுகளை அடைய எலுமிச்சைப் பொருள் pH ஐ 6.8 இல் இருந்து 8.1க்கு ஒழுங்குப்படி சரிசெய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது, முதன்மையாக விளைவுகளில் நுண்ணுயிர் நீக்கம் மற்றும் அரித்தலைக் கட்டுப்படுத்த பயன்படுகிறது.

நுண்ணுயிர் நீக்கம்

பின் செயலாக்கமானது நீரை நிலைப்படுத்தவும் அதை விநியோகிப்பதற்கு தயார்படுத்தவும் பயன்படுகிறது. உப்புநீக்க செயல்பாடுகள் நோய் விளைவிக்கும் உயிரினங்களை மிகவும் பயனுள்ள வகையில் தடை செய்கிறது, எனினும் நுண்ணுயிர் நீக்கமானது "பாதுகாப்பான" நீரை வழங்குவதை உறுதிபடுத்தப் பயன்படுகிறது. நுண்ணுயிர் நீக்கம் (கிருமி நாசினி அல்லது நுண்ணுயிர்க்கொல்லல் என சில நேரங்களில் அழைக்கப்படுகிறது) எந்த ஒரு பேக்டீரியா ஓரணு உயிரி மற்றும் உப்புநீக்க செயல்பாடின் மாற்றுவழியில் உற்பத்தி செய்த நீரில் கலக்கும் வைரஸ் போன்றவற்றை அளிக்கும் வேலையைச் செய்கிறது. குளோரினேற்றம் அல்லது குளோரிமினேசனை (குளோரின் மற்றும் அம்மோனியா) UV விளக்குகளை நேரடியாக பொருள்களில் பயன்படுதும் போது புறஊதாக்கதிரின் மூலம் நுண்ணியிர் நீக்கம் நடைபெறலாம். பல நாடுகளில் வழங்கப்படும் நீரின் மூலம் அமைப்பில் மாசு கலந்து நோய்த் தொற்றுவதில் இருந்து காப்பதற்கு குளோரினேற்றம் அல்லது குளோரிமினேசனை ஏதாவது ஒன்று "தேங்கிய" நுண்ணுயிர் நீக்க முகவர்களை நீர் வழங்கும் அமைப்பில் வழங்குகிறது.

குறைபாடுகள்

வீட்டு உபயோக தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் அலகுகள் அதன் குறைந்த பின் அழுத்தத்தால் அதிகமான நீரை பயன்படுத்துகிறது. இதன் முடிவாக அமைப்பில் நீர் நுழையும் போது 5 இல் இருந்து 15 சதவீதம் மட்டுமே அவைத் திரும்பப் பெறுகிறது. எஞ்சியவை கழிவு நீராக வெளியேற்றப்படுகிறது. ஏனெனில் கழிவு நீரானது நீக்கப்பட்ட மாசுக்களைத் தன்னுள் கொண்டுள்ளது, வீட்டு உபயோக அமைப்புகளில் இந்த நீரை திரும்பப் பெறும் வகைகள் நடைமுறைக்கு ஒத்துவராது. கழிவு நீர் பொதுவாக வீட்டு வடிகால்களில் கொண்டு சேர்க்கப்படும் மேலும் இது வீட்டு உபயோக செப்டிக் அமைப்பிலும் இதன் பளுவை அதிகரிக்கிறது. ஒரு RO அலகு ஒரு நாளைக்கு 5 கேலன்கள் சுத்தப்படுத்தப்பட்ட நீரை வழங்குகிறது, மேலும் ஒரு நாளைக்கு 40 இல் இருந்து 90 கேலன்கள் கழிவு நீரை செப்டிக் அமைப்பினுள் கொண்டு சேர்க்கிறது.^[3]

பெரிய அளவு தொழிலகங்கள்/நாகராட்சி அமைப்புகளில் உற்பத்தியின் பயன்திறன் 48% நெருங்குகிறது, ஏனெனில் அவர்கள் RO வடிகட்டுதலுக்குத் தேவையான அதிக அழுத்தத்தை உருவாக்க முடியும்.

புதிய மேம்பாடுகள்

அதிகமான கறைபடிந்த நீருடன் மற்றவைகளை முன்வடிகட்டுதலின் போது அதிக-நுண்ணியத் துளை மென்படலத்திற்கு குறைந்த் நீரழுத்த சக்தி தேவைப்படுகிறது, இவை மதிப்பிடப்பட்டு 1970களில் இருந்து சிலநேரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனினும், இரண்டு மென்படலங்களில் வழியாக நீர் கடந்து செல்கிறது என்பதும் அடிக்கடி மீண்டும் அழுத்ததுக்கு உட்படுகிறது என்பதும் புலனாகிறது, அமைப்பிற்கு அதிகமான சக்தி உள்ளீடு தேவைப்பட்டால் அதன் விலையும் அதிகமாகிறது.

விலைமதிப்புள்ள அயனி நீக்கம் அடைந்த பொருள்களைத் திரும்பபெறுவதை முன்னேற்றுவதை விடவும் அல்லது வெளியேற்றவும் அல்லது அகற்றவும் தேவைப்படும் செறிவூட்டும் கனஅளவைக் குறைப்பதையும் விட அண்மையில் பிற மேம்பாடு வேலையில் மின்முறை சவ்வூடு பிரித்தலுடன் RO வைத் தொகுக்க முயற்சிக்கப்படுகிறது.

குறிப்புகள் மற்றும் குறிப்புதவிகள்

↑ ^1.0 ^1.1 [கிரிட்டெண்டன், ஜான்; டுரூசெல், ரோட்ஸ்; ஹேண்ட், டேவிட்; ஹோவி, கெர்ரி மற்றும் டெக்கோபான்கோலஸ், ஜார்ஜ். நீர் சிகிச்சைக் கொள்கைகள் மற்றும் உருவாக்கம், பதிப்பு 2. ஜான் வைலி அண்ட் சன்ஸ் நியூ ஜெர்சி 2005.]
↑ நீர் தொழில்நுட்பம் - சவுஆய்பா உப்புநீக்கும் ஆலை
↑ வீட்டு உபயோக நீர் வழங்கிகளின் சிகிச்சை அமைப்புகள்

புற இணைப்புகள்

[water-1] 1.0 ^1.1 [கிரிட்டெண்டன், ஜான்; டுரூசெல், ரோட்ஸ்; ஹேண்ட், டேவிட்; ஹோவி, கெர்ரி மற்றும் டெக்கோபான்கோலஸ், ஜார்ஜ். நீர் சிகிச்சைக் கொள்கைகள் மற்றும் உருவாக்கம், பதிப்பு 2. ஜான் வைலி அண்ட் சன்ஸ் நியூ ஜெர்சி 2005.]

[2] நீர் தொழில்நுட்பம் - சவுஆய்பா உப்புநீக்கும் ஆலை

[3] வீட்டு உபயோக நீர் வழங்கிகளின் சிகிச்சை அமைப்புகள்

[1]

[2]

[3]