آر او ریورس اوسموسس جھلیوں کی ترقی کی تاریخ

1. اوسموس کی دریافت اور سیمیپرم ایبل جھلیوں کے تصور کا تعارف
ریورس اوسموسس جھلی ٹکنالوجی کی ترقی "اوسموسس" کے قدرتی رجحان کی تفہیم سے لازم و ملزوم ہے۔ 1827 میں ، پودوں کے خلیوں کا مطالعہ کرتے ہوئے ، فرانسیسی فزیوولوجسٹ ڈٹروچیٹ نے سب سے پہلے سیل جھلیوں کے ذریعے پانی کے انووں کی منتقلی کو کم - حراستی حل سے اعلی - حراستی حل میں حراستی حل کا مشاہدہ کیا۔ یہ رجحان ، جسے "اوسموسس" کے طور پر بیان کیا گیا ہے ، ایک منتخب طور پر قابل عمل ڈھانچے کے وجود پر مرکوز ہے ، جس کو "سیمیپرمیبل جھلی" کہا جاتا ہے۔ اگرچہ اس وقت مصنوعی جھلی کے مواد کو ابھی تک تیار نہیں کیا گیا تھا ، لیکن ڈٹروچیٹ کے تجربات نے جھلی سے علیحدگی کی نظریاتی بنیاد فراہم کی۔

2. اوسموٹ پریشر تھرموڈینامک ماڈل کا قیام

19 ویں صدی کے آخر تک ، ڈچ فزیکل کیمسٹ وان ٹی ہاف نے 1886 میں مشہور اوسموٹک پریشر مساوات کی تجویز پیش کی: π=imrt ، جہاں π osmotic دباؤ ہے ، میں محلول تحلیل عنصر ہے ، مولر حراستی ہے ، R گیس کا مستقل درجہ حرارت ہے ، اور T thermodynamic درجہ حرارت ہے۔ اس مساوات نے اوسموسس کے رجحان کو کیمیائی تھرموڈینامکس کے نظریہ کے ساتھ جوڑ دیا ، اور پہلی بار جھلی کے عمل کی محرک قوت کی مقدار طے کی۔ وان ٹی ہاف کے کام کو جھلی علیحدگی انجینئرنگ کی تھرموڈینیٹک بنیادوں کا ایک اہم جز سمجھا جاتا ہے اور اس کے بعد کے ریورس اوسموسس پروسیس ڈیزائن میں کلیدی پیرامیٹرز کی بنیاد فراہم کی گئی ہے۔

3. مصنوعی جھلیوں پر ابتدائی تحقیق کا خروج

20 ویں صدی کے اوائل میں ، جرمنی کے اسکالر بیچ ہولڈ نے پہلی بار 1907 میں کولائیڈیل ذرات کی علیحدگی کے لئے سیلولوز نائٹریٹ سے بنی جھلیوں کے استعمال کی اطلاع دی۔ ان جھلیوں نے سیمیپرمیبلٹی کی ایک خاص ڈگری کی نمائش کی۔ اگرچہ ابتدائی طور پر یہ ٹکنالوجی بنیادی طور پر تجزیاتی کیمسٹری اور حیاتیاتی تجربات میں استعمال کی گئی تھی ، لیکن ان جھلیوں میں پہلے ہی قابو پانے والے تاکنا سائز اور بہاؤ کی بنیادی خصوصیات موجود ہیں ، اور انہیں جھلی ٹکنالوجی کی صنعتی ہونے کا پیش خیمہ سمجھا جاتا ہے۔ بیچ ہولڈ کی جھلیوں کو بنیادی تجربات جیسے پروٹین سے علیحدگی اور وائرس برقرار رکھنے میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا تھا ، جو بالواسطہ جھلی کے مادی جسمانی خصوصیات (جیسے تاکنا سائز کی تقسیم ، موٹائی ، اور ساختی طاقت) کی تحقیق اور معیاری کو فروغ دیتا ہے۔

1. ریورس اوسموسس کی پہلی درخواست
اگرچہ اوسموسس کو طویل عرصے سے مشاہدہ کیا گیا تھا اور اسے معیار کے مطابق بیان کیا گیا تھا ، لیکن یہ وسط - 20 ویں صدی کے وسط تک نہیں تھا جب سائنس دانوں نے اس عمل کو الٹا کرنے کا طریقہ دریافت کیا۔ بیرونی دباؤ کو اوسموٹک دباؤ سے زیادہ کا اطلاق کرکے مرتکز حل پر ، پانی کے انو ایک اعلی - حراستی حل سے کم حراستی حل کے حل کے حل میں منتقل ہوجاتے ہیں۔ اس عمل کو ریورس اوسموسس کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ریورس اوسموسس جھلیوں کی ابتدائی نشوونما میں سب سے بڑے چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑا تھا مادی انتخاب اور جھلی کے ڈھانچے کا ڈیزائن: بہاؤ کی قربانی کے بغیر کافی انتخابی صلاحیت حاصل کرنا۔

2. لوئب اور سوریجان کی غیر متناسب جھلی کی پیشرفت (1959)
1959 میں ، کیلیفورنیا یونیورسٹی کے لوئب اور سوریجان ، لاس اینجلس ، نے دنیا کی پہلی صنعتی طور پر قابل عمل ریورس اوسموسس جھلی تیار کی۔ ایک مرحلے کے الٹا طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے ، انہوں نے ایک الگ الگ غیر متناسب ڈھانچے کے ساتھ سیلولوز ایسیٹیٹ جھلی کو من گھڑت کیا۔ جھلی کی سطح کی پرت ، تقریبا 0.2 سے 0.5 مائکرون موٹی ہے ، انتہائی اعلی سلیکٹیویٹی کی نمائش کرتی ہے۔ بنیادی غیر محفوظ ڈھانچہ مکینیکل مدد فراہم کرتا ہے اور بہاؤ کی مزاحمت کو کم کرتا ہے۔ یہ غیر متناسب جھلی نمک مسترد کرنے کی شرح 98 to تک اور دسیوں لیٹر فی مربع میٹر فی گھنٹہ حاصل کرتی ہے ، جس سے بعد میں صنعتی ایپلی کیشنز کی بنیاد رکھی جاتی ہے۔

3۔ امریکی سرکاری منصوبے اور یو سی ایل اے پائلٹ پلانٹ

امریکی آفس آف نمکین واٹر نے 1950 کی دہائی کے آخر میں اس تحقیق کو مالی اعانت فراہم کی اور سمندری پانی کے پہلے تجرباتی پلانٹ کا پہلا تجرباتی پلانٹ قائم کیا۔ اس نظام نے ، غیر متناسب آر او جھلی کا استعمال کرتے ہوئے ، روزانہ 14 ٹن میٹھے پانی تیار کیا۔ اگرچہ ابھی بھی نسبتا large بڑے اور کام کرنے کے لئے مہنگا ہے ، اس کامیابی نے پہلی بار یہ ظاہر کیا کہ آر او ٹکنالوجی نہ صرف نظریاتی طور پر ممکن تھی بلکہ عملی پیمانے پر بھی قابل حصول تھی ، جو پانی کے علاج میں جھلیوں کی علیحدگی کے عملی اطلاق کی شروعات کرتی ہے۔

1. پلیٹ کی ترقی - اور - فریم اور سرپل - زخم کی جھلی کے ماڈیولز
چونکہ ریورس اوسموسس جھلی کے مواد زیادہ مستحکم ہوگئے ، لہذا صنعتی ترقی کے لئے ایک آلہ کے جزو کی حیثیت سے جھلی کے ڈھانچے کو بہتر بنانا۔ 1969 میں ، ڈوپونٹ نے B - 9 سرپل - زخم کی جھلی عنصر متعارف کرایا۔ اس ڈیزائن کو محدود حجم کے اندر ایک بڑے جھلی والے علاقے کی اجازت دی گئی ہے ، جس سے سسٹم پروسیسنگ کی صلاحیت اور توانائی کی کارکردگی میں نمایاں بہتری آتی ہے۔ روایتی پلیٹ - اور - فریم ڈھانچے کے مقابلے میں ، سرپل وونڈ جھلی کے ماڈیول اعلی حجمیٹرک جھلی کے رقبے کی کثافت ، کم دباؤ ڈراپ ، اور کم دیکھ بھال کی ضروریات پیش کرتے ہیں ، جو تیزی سے RO صنعتی ایپلی کیشنز کے لئے مرکزی دھارے میں شامل عنصر بن جاتے ہیں۔

2. بین الاقوامی مارکیٹ میں تیزی سے توسیع
1970 میں ، جاپان کے ، ٹورے انڈسٹریز نے ایشیا کی پہلی تجارتی ریورس اوسموسس جھلی پروڈکشن لائن کو مکمل کیا ، جس نے ایشیاء - پیسیفک خطے میں آر او ٹکنالوجی کی توسیع کا آغاز کیا۔ کمپنی نے الیکٹرانکس ، کھانے پینے اور مشروبات کی حراستی ، اور گندے پانی کے دوبارہ استعمال کے لئے الٹرا پیور واٹر کی تیاری میں جھلی سے علیحدگی کی ٹکنالوجی کے اطلاق کا آغاز کیا ، جس سے پورے خطے میں جھلی کے مادی کارکردگی اور آلہ کے انضمام میں تیزی سے ترقی ہوتی ہے۔

3۔ امریکی فوجی درخواست کی توثیق: موبائل آر او یونٹ
1965 سے 1968 تک ، امریکی بحریہ نے موبائل سی واٹر ڈیسالینیشن یونٹ (ایم ایس ڈی یو) کو تیار کرنے کے لئے لوئب کی ٹیم کے ساتھ تعاون کیا۔ اس یونٹ کو بحری جہازوں ، آگے اڈوں پر ، اور سمندری پانی کو صاف کرنے کے لئے سخت ماحول میں تعینات کیا جاسکتا ہے۔ اس پروجیکٹ نے نہ صرف فوجی اور تباہی سے متعلق امدادی ترتیبات میں آر او سسٹم کی فزیبلٹی کا مظاہرہ کیا بلکہ بندرگاہوں ، پانی کی قلت والے شہروں ، اور بیرونی جزیروں میں آر او یونٹوں کی تعیناتی کو بھی سہولت فراہم کی۔

1. جھلی کے مادی ڈھانچے میں اہم پیشرفت: TFC جامع جھلی
1980 میں ، کیڈوٹی نے انٹرفیسیل پولیمرائزیشن کا استعمال کرتے ہوئے من گھڑت ایک خوشبودار پولیمائڈ جامع جھلی (پتلی فلم کمپوزٹ ، ٹی ایف سی) کی تجویز پیش کی۔ یہ جھلی تین پرتوں پر مشتمل ہے: ایک نون بنے ہوئے تانے بانے کی معاونت کی پرت ، ایک غیر محفوظ پولی سلفون انٹرمیڈیٹ پرت ، اور ایک الٹرا - پتلی پولیمائڈ سطح کی پرت۔ پولیامائڈ سطح کی پرت ، صرف چند سو نینو میٹر موٹی ، نمک کے بہترین مسترد ہونے کی نمائش کرتی ہے۔ اس ڈھانچے سے نہ صرف جھلی کے بہاؤ اور انتخاب کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جاتا ہے بلکہ پانی کے مخصوص ذرائع سے جھلی کی کارکردگی کو بھی تیار کرنے کی اجازت ملتی ہے ، اور اس کے بعد کے آر او جھلی کے مواد کا معیاری فن تعمیر بن جاتا ہے۔

2. تجارتی کاری: ڈاؤ فلمٹیک ™ سیریز کی وسیع پیمانے پر اطلاق
1982 میں ، ڈاؤ کیمیکل کمپنی نے "فلمٹیک ™" برانڈ آف آر او جھلیوں کا آغاز کیا ، جس میں BW30 اور SW30 جیسے نمائندے ماڈل شامل ہیں۔ یہ جھلیوں ، جس کی خصوصیات اعلی fouling مزاحمت ، اعلی بہاؤ ، اور مستحکم آپریٹنگ زندگی کی ہے ، میونسپل واٹر سپلائی ، سمندری پانی کی فراہمی ، الیکٹرانکس اور سیمیکمڈکٹرز ، خوراک اور مشروبات ، اور کیمیکل جیسی صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے ، جس سے مارکیٹ میں ٹی ایف سی جھلیوں کی غالب پوزیشن قائم ہے۔

3. بڑے - پیمانے کا مظاہرے کا منصوبہ: اورنج کاؤنٹی واٹر فیکٹری 21
1990 میں ، ریاستہائے متحدہ امریکہ کے کیلیفورنیا میں اورنج کاؤنٹی واٹر اتھارٹی نے واٹر فیکٹری 21 کی تعمیر کی ، جو میونسپل گندے پانی کے لئے اعلی - کوالٹی ٹریٹمنٹ فراہم کرنے کے لئے آر او سسٹم کا استعمال کرتا ہے۔ اس کے بعد یہ نظام UV تابکاری اور چالو کاربن کے ساتھ جدید علاج سے گزرتا ہے ، جس کے نتیجے میں ری سائیکل پانی کا بالواسطہ شراب پیتا ہے۔ اس سے دنیا کے پہلے کامیاب بڑے - پیمانے پر "شراب پینا - گریڈ ری سائیکل پانی" پروجیکٹ کی نشاندہی کی گئی ، جس سے صنعتی پانی کے علاج سے پینے کے پانی کی حفاظت میں آر او ٹکنالوجی کی نمایاں منتقلی کی نشاندہی کی گئی ہے۔

1. اینٹی - fouling اور نینو - ترمیم شدہ جھلیوں کی ترقی
آر او ٹکنالوجی کے لمبے {{0} term ٹرم آپریشن میں جھلی فاؤلنگ ہمیشہ ایک بڑی رکاوٹ رہی ہے۔ جھلی اینٹیفولنگ کی صلاحیتوں کو بہتر بنانے کے ل researchers ، محققین جھلی کی سطح میں ٹیو ، زیڈنو ، اور اے جی جیسے نانوومیٹریز متعارف کروا رہے ہیں۔ یہ مواد اینٹی - حیاتیاتی آسنجن کی خصوصیات اور نامیاتی مادے کی فوٹوکاٹیلیٹک سڑن کو پیش کرتے ہیں ، جس سے جھلی کی آپریٹنگ زندگی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر ، سنگاپور میں نانیانگ ٹیکنولوجیکل یونیورسٹی نے فوٹوکاٹیلیٹک سیلف کے ساتھ ایک ٹی ایف سی جھلی تیار کی ہے۔

2. نمایاں طور پر کم شدہ توانائی کی کھپت: PX توانائی کی بازیابی کے آلات
انرجی ریکوری انکارپوریشن کے ذریعہ لانچ کیا گیا پی ایکس پریشر ایکسچینجر (پی ایکس) نمکین پانی سے بقایا دباؤ کو بازیافت اور منتقل کرتا ہے ، جس سے پہلے والے 6 - 8 کلو واٹ/m³ سے 2-3 کلو واٹ/m³ سے RO سسٹم کی مخصوص توانائی کی کھپت کو کم کیا جاتا ہے۔ یہ آلہ اسرائیل اور سعودی عرب جیسے ممالک میں بڑے پیمانے پر ڈیسیلینیشن پروجیکٹس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے ، جس سے آر او کو دنیا بھر میں مرکزی دھارے میں شامل ڈیسیلینیشن ٹکنالوجی بنتی ہے۔

3. آٹومیشن اور ذہین کنٹرول سسٹم
بڑے - اسکیل آر او سسٹم ایک PLC (پروگرام قابل منطق کنٹرول) اور SCADA سسٹم پر مبنی ایک خودکار مینجمنٹ پلیٹ فارم سے لیس ہیں ، جس سے حقیقی - وقت جمع کرنے اور اعداد و شمار کا کنٹرول جیسے بااثر معیار ، جھلی بہاؤ ، تفریق دباؤ ، اور آلودگی انڈیکس کو کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ کچھ سسٹم میں AI -}}}}}} کو جھلیوں کے فاؤلنگ کے رجحانات کی پیش گوئی کرنے اور پہلے سے صفائی کے انتباہات کا آغاز کرنے کے لئے مدد کی گئی الگورتھم شامل کرتے ہیں ، جس سے "غیر اعلانیہ" آپریشن کو قابل بنایا جاسکتا ہے۔

1. گرافین آکسائڈ (GO) جھلیوں پر تحقیق کی پیشرفت
جیم ٹیم (یونیورسٹی آف مانچسٹر) نے 2013 میں جی او جھلیوں کی مالیکیولر سیونگ خصوصیات کی کھوج شروع کی۔ گو جھلیوں میں ایک واحد {- پرت ہے ، دو - جہتی ڈھانچہ ہے اور روایتی جھلیوں سے 10 سے 100 گنا زیادہ بہاؤ حاصل کرسکتا ہے۔ وہ انٹرلیئر وقفہ کاری کو ایڈجسٹ کرکے بھی عین علیحدگی حاصل کرسکتے ہیں۔ ممکنہ ایپلی کیشنز میں سمندری پانی کے خارج ہونے ، بھاری دھات کی علیحدگی ، اور اعلی - ویلیو - شامل حل علاج شامل ہے۔ اگرچہ ابھی تک مکمل طور پر تجارتی بنایا نہیں گیا ہے ، لیکن وہ اعلی - کارکردگی کی جھلی کے مواد کی اگلی نسل کے لئے ایک کلیدی امیدوار سمجھے جاتے ہیں۔

2. AI - معاون RO سسٹم کی اصلاح اور نظام الاوقات
ڈیٹا سائنس کو وسیع پیمانے پر اپنانے کے ساتھ ، بہت سے صنعتی آر او سسٹم AI الگورتھم ، جیسے اعصابی نیٹ ورکس اور مشین لرننگ ماڈل کو شامل کررہے ہیں ، تاکہ جھلیوں کے فاؤلنگ کی اقسام ، آپریٹنگ پیرامیٹرز اور توانائی کی کھپت کے رجحانات کی ذہانت سے شناخت اور ان کی اصلاح کی جاسکے۔

3. فضلہ جھلیوں اور سرکلر معیشت کے پائلٹوں کا دوبارہ استعمال
یوروپی یونین کا "ریمیم پروجیکٹ" کیمیائی طور پر کچرے کی جھلیوں کو صاف اور دوبارہ پروسیس کرتا ہے ، اور انہیں کم - دباؤ نانوفیلٹریشن جھلیوں یا ایم بی آر جھلی کے ماڈیولز کو گندے پانی کی پریٹریٹریٹمنٹ یا آبپاشی کے دوبارہ استعمال کے نظام کے لئے تبدیل کرتا ہے۔ اس پروجیکٹ نے 80 فیصد سے زیادہ جھلی وسائل کی بازیابی کو حاصل کیا ہے ، جس سے آر او انڈسٹری کی کم - کاربن ، پائیدار ترقی کی طرف منتقلی کی گئی ہے۔