Membrane scaling
মেমব্রেন স্কেলিং হল যখন এক বা একাধিক কম দ্রবণীয় লবণ (যেমন, ক্যালসিয়াম কার্বনেট, ক্যালসিয়াম ফসফেট ইত্যাদি) বিপরীত অসমোসিস (আরও) প্রয়োগগুলিতে ঝিল্লি পৃষ্ঠের উপর একটি ঘন স্তর তৈরি করে। চিত্র 1 এবং 2 যথাক্রমে স্ক্যালিং সহ এবং স্কেলিং সহ আরও ঝিল্লি পৃষ্ঠের স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এসইএম) চিত্র দেখায়। মেমব্রেন স্কেলিং, অন্যান্য ধরনের মেমব্রেন ফাউলিংয়ের মতো, উচ্চ অপারেটিং চাপের কারণে শক্তির খরচ বাড়ায় এবং ব্যাপ্ত জলের উৎপাদন হ্রাস করে। উপরন্তু, ঘন ঘন ঝিল্লি পরিষ্কার করার কারণে স্কেলিং ঝিল্লির জীবনকালকে ক্ষতিগ্রস্থ এবং সংক্ষিপ্ত করতে পারে এবং তাই এটি আরও প্রয়োগের ক্ষেত্রে একটি বড় কার্যকরী চ্যালেঞ্জ। মেমব্রেন স্কেলিং তখন ঘটতে পারে যখন আরও কনসেন্ট্রেটে স্বল্প দ্রবণীয় লবণগুলি অতিমাত্রায় স্যাচুরেটেড হয়ে যায়, যার অর্থ তাদের ঘনত্ব তাদের ভারসাম্য (দ্রবণীয়তা) মাত্রা অতিক্রম করে। আরও প্রক্রিয়াগুলিতে, ঘনত্বে স্বল্প দ্রবণীয় লবণের বর্ধিত ঘনত্ব প্রাথমিকভাবে খাদ্য জল থেকে ব্যাপ্ত জল প্রত্যাহারের কারণে ঘটে। খাদ্য জলের সাথে ব্যাপ্ত জলের অনুপাত পুনরুদ্ধার হিসাবে পরিচিত যা সরাসরি ঝিল্লি স্কেলিংয়ের সাথে সম্পর্কিত। নির্দিষ্ট শক্তির ব্যবহার হ্রাস করার জন্য আরও ইনস্টলেশনগুলিতে পুনরুদ্ধার যতটা সম্ভব বেশি হওয়া দরকার। যাইহোক, উচ্চ পুনরুদ্ধারের হারে, ঘনত্বে স্বল্প দ্রবণীয় লবণের ঘনত্ব নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, 80 শতাংশ এবং 90 শতাংশ পুনরুদ্ধারের জন্য, ঘনীভূত লবণের ঘনত্ব খাদ্যজলে তাদের ঘনত্বের যথাক্রমে 5 এবং 10 গুণ পৌঁছতে পারে। যদি আরও খাদ্যজলে ক্যালসিয়াম এবং ফসফেটের ঘনত্ব যথাক্রমে 200 মিলিগ্রাম/এল এবং 5 মিলিগ্রাম/এল হয়, তবে 90 শতাংশ পুনরুদ্ধারে আরও ঘনত্ব 1000 মিলিগ্রাম/এল এবং 50 মিলিগ্রাম/এল হবে, যা ক্যালসিয়াম ফসফেট দ্রবণীয়তার সীমা অতিক্রম করবে এবং ফলস্বরূপ ক্যালসিয়াম ফসফেট স্কেলিং হবে। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে ঝিল্লি স্কেলিং শুধুমাত্র সুপারস্যাচুরেশন-এর উপর নির্ভরশীল নয়, বরং ক্রিস্টালাইজেশন কাইনেটিক্স, অর্থাৎ নিউক্লিয়েশন এবং ক্রিস্টাল বৃদ্ধির উপরও নির্ভরশীল। আরও-তে স্কেলিং যৌগগুলির সম্মুখীন হওয়া আরও প্রক্রিয়াগুলিতে স্কেলিং ঘটায় এমন সবচেয়ে সাধারণ লবণগুলি হলঃ ক্যালসিয়াম কার্বনেট ক্যালসিয়াম সালফেট সিলিকা/ধাতব সিলিকেট বেরিয়াম সালফেট ক্যালসিয়াম ফসফেট স্কেলিং পূর্বাভাস পদ্ধতি জলের দ্রবণে স্বল্প দ্রবণীয় লবণের স্কেলিং প্রবণতা নির্ধারণের জন্য বেশ কয়েকটি সূচক উপলব্ধ রয়েছে। এই সূচকগুলি তথ্য প্রদান করে যদি একটি প্রদত্ত স্কেল-গঠনকারী প্রজাতি আন্ডারস্যাচুরেটেড, স্যাচুরেটেড বা সুপারস্যাচুরেটেড হয়। স্কেলিং ঘটে না যখন একটি যৌগ অসম্পৃক্ত হয়, যখন এটি শীঘ্রই বা পরে ঘটবে যখন একটি যৌগ সুপারস্যাচুরেটেড হয়। আরও প্রয়োগগুলিতে স্কেলিংয়ের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত সূচকগুলি হলঃ স্যাচুরেশন ইনডেক্স (এসআই) যেখানে, আইএপি এবং কেএসপি যথাক্রমে আয়ন ক্রিয়াকলাপের পণ্য এবং স্বল্প দ্রবণীয় লবণের দ্রবণীয়তা পণ্য। উদাহরণস্বরূপ, ক্যালসিয়াম সালফেটের জন্য এস. আই নিম্নরূপ গণনা করা যেতে পারেঃ যেখানে, γ হল ক্রিয়াকলাপ সহগ। [Ca2 +] এবং [SO42−] যথাক্রমে মোল/এল-এ ক্যালসিয়াম এবং সালফেটের ঘনত্ব। সুপারস্যাচুরেশন অনুপাত (এস. আর) যেখানে আই. এ. পি এবং কে. এস. পি যথাক্রমে আয়ন ক্রিয়াকলাপের পণ্য এবং স্বল্প দ্রবণীয় লবণের দ্রবণীয়তার পণ্য। উদাহরণস্বরূপ, ক্যালসিয়াম সালফেটের জন্য Sr নিম্নরূপ গণনা করা যেতে পারেঃ যেখানে, γ হল ক্রিয়াকলাপ সহগ। [Ca2 +] এবং [SO42−] যথাক্রমে মোল/এল-এ ক্যালসিয়াম এবং সালফেটের ঘনত্ব। ল্যাঞ্জেলিয়ার স্যাচুরেশন ইনডেক্স (এল. এস. আই) এল. এস. আই শুধুমাত্র ক্যালসিয়াম কার্বনেট স্কেলিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়। অন্যদিকে, এস. আই এবং এস. আর সমস্ত যৌগের জন্য প্রযোজ্য। প্রতিটি এস. আই এবং এল. এস. আই-এর জন্য একটি ধনাত্মক মান নির্দেশ করে যে আর. ও-তে স্কেলিং ঘটতে পারে, যেখানে একটি ঋণাত্মক মান নির্দেশ করে যে স্কেলিং ঘটবে না। একইভাবে, স্কেলিং ঘটতে পারে যখন Sr> 1, কিন্তু যখন Sr <1 নয়। আরও প্রয়োগগুলিতে স্কেলিং নিয়ন্ত্রণ আরও প্রয়োগগুলিতে স্কেলিং প্রতিরোধের জন্য বেশ কয়েকটি পদ্ধতি রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে আরও ফিডের অ্যাসিডিফিকেশন, আরও সিস্টেম পুনরুদ্ধার হ্রাস করা এবং অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্ট সংযোজন। আরও প্রক্রিয়াগুলিতে ক্যালসিয়াম কার্বনেট স্কেলিং মোকাবেলার জন্য আরও ফিডওয়াটারের অ্যাসিডিফিকেশন ছিল প্রথম পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি। যাইহোক, অ্যাসিড ব্যবহারের সাথে যুক্ত ঝুঁকির কারণে, এই পদ্ধতিটি কম প্রচলিত হয়ে উঠছে। উপরন্তু, অ্যাসিডিফিকেশন সব ধরনের স্কেলের জন্য কার্যকর নাও হতে পারে; উদাহরণস্বরূপ, এটি ক্যালসিয়াম কার্বনেট স্কেলিং প্রতিরোধে খুব কার্যকর কিন্তু ক্যালসিয়াম সালফেট স্কেলিং নয়। স্কেলিং প্রতিরোধের আরেকটি পদ্ধতি হল কম পুনরুদ্ধারে আরও পরিচালনা করা (ফিড ওয়াটারের সাথে ব্যাপ্ত জলের অনুপাত)। আরও প্রয়োগের পুনরুদ্ধার এই পদ্ধতিতে হ্রাস করা হয় যাতে ঘনীভূত জলের সুপারস্যাচুরেশন স্তরকে অসম্পৃক্ত অবস্থায় হ্রাস করা যায়। কম পুনরুদ্ধার ঘনত্ব মেরুকরণের প্রতিকূল প্রভাবকে হ্রাস করে কারণ ঝিল্লির পৃষ্ঠে দ্রবণের ঘনত্ব কম থাকে, যা স্কেল গঠনের সম্ভাবনাকে হ্রাস করে। তবে, এই পদ্ধতিটি খুব আকর্ষণীয় বা সাশ্রয়ী নয় কারণ এর ফলে উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি খরচ হয়। উপরন্তু, প্রচুর পরিমাণে কনসেন্ট্রেট ডিসপোজাল একটি সমস্যা। আরও ফিডে অ্যান্টিস্ক্যালেন্টস সংযোজন স্কেল নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা কৌশলগুলির মধ্যে একটি। অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্টগুলি মূলত সালফোনেট, ফসফোনেট বা কার্বক্সিলিক অ্যাসিড কার্যকরী গ্রুপযুক্ত জৈব যৌগ যা স্ফটিকীকরণ প্রক্রিয়া, অর্থাৎ নিউক্লিয়েশন এবং/অথবা স্কেলিং যৌগগুলির বৃদ্ধির পর্যায়ে বাধা দেয়। অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্ট তিনটি প্রক্রিয়া দ্বারা স্কেল গঠন প্রতিরোধ করে, যথা প্রান্তিক প্রতিরোধ, স্ফটিক পরিবর্তন এবং বিচ্ছুরণ। থ্রেসহোল্ড ইনহিবিশন হল যখন অ্যান্টিস্ক্যালেন্ট অণুগুলি স্ফটিক নিউক্লিয়াসের উপর শোষণ করে এবং তাদের নিউক্লিয়েশন প্রক্রিয়া বন্ধ করে দেয়, যেখানে স্ফটিক পরিবর্তন এবং বিচ্ছুরণ হল অ্যান্টিস্ক্যালেন্টদের স্ফটিক এবং কণাগুলির বৃদ্ধি এবং/অথবা সমষ্টি বন্ধ করার ক্ষমতা। বাজারে বেশ কয়েকটি বাণিজ্যিক অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্ট রয়েছে। আরও অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্টগুলি ফিডওয়াটারের গঠনের উপর ভিত্তি করে বেছে নেওয়া হয় এবং তাদের ডোজগুলি সাধারণত অ্যান্টিস্ক্যাল্যান্ট নির্মাতাদের দ্বারা তৈরি কম্পিউটার প্রোগ্রাম ব্যবহার করে গণনা করা হয়। তথ্যসূত্র জল পরিশোধন ফাউলিং মেমব্রেন প্রযুক্তি