سیرامک ​​میمبرین + کوایگولیشن: جگہ بچاتے ہوئے قدرتی نامیاتی مادے (NOM) کو انتہائی موثر طریقے سے ہٹانا!

موسمیاتی تبدیلی مختلف پیچیدہ میکانزم کے ذریعے سطح کے پانی میں NOM کے مواد اور خصوصیات پر گہرا اثر ڈال رہی ہے، جس سے NOM کو پینے کے پانی کے علاج میں بنیادی آلودگی پیدا ہو رہی ہے۔ اعلی-NOM پانی کے ذرائع عام طور پر اعلی رنگ اور اعلی DOC (خوراک فی یونٹ رقبہ) کی نمائش کرتے ہیں۔ NOM نہ صرف آبی ذخائر میں رنگ اور بدبو کے مسائل کا باعث بنتا ہے بلکہ جراثیم کش ادویات کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ سرطان پیدا کرنے والی ضمنی مصنوعات تیار کی جا سکیں۔

روایتی پینے کے پانی کے علاج کے عمل میں NOM کو ہٹانے کی کارکردگی محدود ہوتی ہے، جبکہ روایتی نامیاتی جھلی کے عمل خرابیوں کا شکار ہوتے ہیں جیسے کہ گندگی کے لیے حساسیت اور سنکنرن کی خراب مزاحمت۔ سیرامک ​​جھلی جمنے کے ساتھ مل کر ایک جدید، کم-توانائی-کھپت، کمپیکٹ، اور اعلی-NOM سطح کے پانی کو صاف کرنے کے لیے انتہائی مستحکم حل فراہم کرتی ہے۔

ایک یورپی تحقیقی ٹیم نے علاج کی تاثیر کو یقینی بناتے ہوئے عمل کے بہاؤ کی مسلسل اصلاح کو حاصل کرتے ہوئے کوایگولیشن اور فلوکولیشن پریٹریٹمنٹ کے لیے تین ماڈلز ڈیزائن اور ان کا موازنہ کیا:

1. روایتی دو-ٹینک کوایگولیشن/فلوکولیشن

ایک کلاسک ٹریٹمنٹ موڈ کے طور پر، یہ عمل دو-مرحلے کے رد عمل کے ڈیزائن کو استعمال کرتا ہے: ایک تیز مکسنگ ٹینک اور ایک سست فلوکولیشن ٹینک۔ فلوک کی نمو کو مکمل کرنے کے لیے فلوکولیشن ٹینک میں داخل ہونے سے پہلے ریپڈ مکسنگ ٹینک میں خام پانی اور کوگولنٹ کو اچھی طرح ملایا جاتا ہے، جس کا کل ہائیڈرولک ریٹینشن ٹائم (HRT) 21 منٹ ہوتا ہے۔ یہ موڈ ایک مکمل ردعمل فراہم کرتا ہے لیکن اس کے لیے ایک بڑے نقش کی ضرورت ہوتی ہے اور اس کی تعمیراتی لاگت زیادہ ہوتی ہے۔

2. ریپڈ مکسنگ موڈ

یہ موڈ عمل کے بہاؤ کو آسان بناتا ہے، سست فلوکولیشن ٹینک کو ختم کرتا ہے اور صرف تیز مکسنگ یونٹ کو برقرار رکھتا ہے۔ کوگولنٹ اور کچا پانی ملایا جاتا ہے اور براہ راست جھلی کے ماڈیول میں داخل ہوتا ہے، ہائیڈرولک برقرار رکھنے کا وقت 7 منٹ تک کم کر دیتا ہے۔ بنیادی علاج کی تاثیر کو برقرار رکھتے ہوئے، یہ سامان کی ترتیب کو نمایاں طور پر آسان بناتا ہے۔

3. آن لائن نلی نما فلوکولیشن موڈ

یہ اس تحقیق میں سب سے جدید کمپیکٹ حل ہے۔ عمل کا بہاؤ اس طرح ہے: خام پانی + کوگولنٹ → جھلی فیڈ پمپ مکسنگ → نلی نما فلوکولینٹ → سیرامک ​​جھلی → پرمییٹ۔ پورے عمل میں کوئی ردعمل ٹینک نہیں ہے؛ اختلاط اور flocculation پائپ لائنوں کے ذریعے مکمل کیا جاتا ہے. ہائیڈرولک ریٹینشن ٹائم (HRT) صرف 45 سیکنڈ ہے، اور G- ویلیو 330 s⁻¹ پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس میں تین طریقوں میں سب سے چھوٹا نقشہ ہے۔

تجربے میں ایک سیرامک ​​جھلی کا استعمال کیا گیا، جو کیمیائی مزاحمت اور اعلی میکانکی طاقت کی غیر نامیاتی مادی خصوصیات کی وجہ سے، مستحکم عمل کے عمل کے لیے بنیادی ہارڈویئر سپورٹ بن گیا۔

مطالعہ نے DOC، رنگ، اور UV₂₅₄ کو NOM تشخیصی اشارے کے طور پر اور ٹرانس میبرن پریشر فرق (TMP) کو جھلی کی خرابی کی تشخیص کے اشارے کے طور پر استعمال کیا، کوگولنٹ کی قسم، خوراک، اور pH قدر کو بہتر بنایا۔

تجربے میں پولی ایلومینیم کلورائیڈ اور فیرک کلورائیڈ کا موازنہ کیا گیا، اور نتائج کافی روشن تھے:

DOC ہٹانا:

ایلومینیم نمکیات نے پی ایچ 5.5 پر 50%-85% کی ہٹانے کی شرح حاصل کی، بڑھتی ہوئی خوراک کے ساتھ بڑھ رہی ہے۔

لوہے کے نمکیات نے pH 4.5 اور 10 mg/L پر زیادہ سے زیادہ 87% ہٹانے کی شرح حاصل کی۔

رنگ ہٹانا:

Aluminum salts were optimally removed at pH 5.5, with a dosage as low as 2 mg/L achieving a removal rate >90%.

لوہے کے نمکیات کو پی ایچ 5.0 پر بہترین طریقے سے ہٹا دیا گیا، جس کے لیے 6 کی ضرورت ہوتی ہے۔

مطالعہ کا ایک اہم نتیجہ یہ ہے کہ زیادہ کوگولنٹ ضروری نہیں کہ بہتر ہو۔

2 mg/L ایلومینیم نمک پر: ناکافی چارج نیوٹرلائزیشن، چھوٹے فلوکس، اور جھلی کے سوراخوں کا آسانی سے بند ہونا۔

5 mg/L ایلومینیم نمک پر: چارج کی بحالی ہوسکتی ہے، یا جھلی کی سطح کا بوجھ بہت زیادہ ہوسکتا ہے۔

3 mg/L ایلومینیم نمک پر: جھلی کی خرابی سب سے کم ہے، اور آپریشن سب سے زیادہ مستحکم ہے۔

اس کا مطلب یہ ہے کہ خوراک کو بہتر بنانا اسے آنکھ بند کرکے بڑھانے سے زیادہ اہم ہے۔

جھلی کی فاؤلنگ کے بارے میں، یہ انتہائی مضبوط استحکام کی نمائش کرتا ہے، جس میں بہت کم ناقابل واپسی جھلی کی فاؤلنگ ہوتی ہے۔ 3 ملی گرام Al/L کی ایلومینیم نمک کی خوراک پر، جھلی کی خرابی کی شرح ایک بہترین سطح پر پہنچ جاتی ہے، جس میں ایک سائیکل کے دباؤ میں صرف 40 mbar کا اضافہ ہوتا ہے۔ باقاعدگی سے بیک واشنگ کے ساتھ مل کر، طویل مدتی مستحکم آپریشن کو برقرار رکھا جا سکتا ہے۔

یہ بات قابل غور ہے کہ اخراج میں دھات کی بقایا ارتکاز عمل کے عمل کو محدود کرنے کا بنیادی اشارہ ہے۔ NOM کو ہٹانے کے لیے 4.5–5.5 کی بہترین پی ایچ رینج کے اندر، ایلومینیم اور آئرن کی بقایا ارتکاز آسانی سے 150 ug/L سے تجاوز کر جاتی ہے ("پینے کے پانی کے معیار کے معیار GB5749-2022" میں ایلومینیم کی حدیں 200 ronug/L30 ug/L کے لیے ہیں)۔ عملی انجینئرنگ میں، پی ایچ ویلیو اور کوگولنٹ کی خوراک میں توازن رکھنا ضروری ہے، ہٹانے کی کارکردگی اور اخراج کی حفاظت دونوں کو مدنظر رکھتے ہوئے۔

علاج سے پہلے کے تین طریقوں کا موازنہ سامنے آیا:

رنگ اور DOC ہٹانے کی شرح دونوں ہی تقریباً 80% تھے، نہ ہونے کے برابر فرق کے ساتھ۔

ناقابل واپسی جھلی کی خرابی کی شرح ایک جیسی تھی (0.06–0.10 mbar/h)۔

پانی کی گندگی مسلسل 0.1 NTU سے نیچے رہی۔

تین طریقوں نے NOM کو ہٹانے کی کارکردگی میں کوئی خاص فرق نہیں دکھایا، لیکن آن لائن نلی نما فلوکولیشن موڈ، اس کے الٹرا- 45 سیکنڈ کے مختصر ہائیڈرولک ریٹینشن ٹائم اور ری ایکشن ٹینک کے بغیر کم سے کم ڈیزائن کے ساتھ، بہترین انتخاب بن گیا۔

یہ مطالعہ اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ کوایگولیشن-فلوکولیشن + سیرامک ​​جھلی کا عمل اعلی NOM (عام طور پر آکسیجن مواد) کے ساتھ سطحی پانی کی صاف کرنے کی ضروریات پر پوری طرح لاگو ہوتا ہے: کم کوگولنٹ خوراک تعمیل علاج کو حاصل کرتی ہے۔ سیرامک ​​جھلی دھونے کے قابل ہے اور اس کی عمر لمبی ہے۔ اور اس کی آپریٹنگ توانائی کی کھپت روایتی عمل سے کہیں کم ہے۔ آن لائن ٹیوبلر فلوکولیشن موڈ روایتی پانی کی صفائی کے عمل میں شامل بڑے نقشوں کی حد کو توڑتا ہے، جو کمپیکٹ، ذہین پینے کے پانی کے پلانٹس کی تعمیر کے لیے تکنیکی مدد فراہم کرتا ہے۔

پینے کے پانی کے معیار کے بڑھتے ہوئے سخت معیارات اور منبع پانی کی آلودگی کے چیلنجوں کا سامنا کرتے ہوئے، کوایگولیشن-سیرامک ​​میمبرین پری ٹریٹمنٹ کا عمل سول انجینئرنگ کے کم اخراجات کے ساتھ علاج کی تاثیر کو متوازن کرتا ہے۔ اعلی-کارکردگی کو ہٹانے، کم آلودگی، کمپیکٹ ڈیزائن، اور کم توانائی کی کھپت کے اپنے بنیادی فوائد کے ساتھ، یہ پانی کے پودوں کے لیے ایک نیا نقطہ نظر فراہم کرتا ہے جو اعلی-نامیاتی-مواد پانی کے ذرائع (جیسے جنوب میں ذخائر کا پانی اور شمال میں کچھ دریا کے پانی) سے نمٹنے کے لیے ہیں۔