Membrane
جھلی ایک انتخابی رکاوٹ ہے ؛ یہ کچھ چیزوں کو گزرنے دیتا ہے لیکن دوسروں کو روکتا ہے۔ ایسی چیزیں مالیکیول، آئن یا دیگر چھوٹے ذرات ہو سکتی ہیں۔ میمبرینز کو عام طور پر مصنوعی جھلیوں اور حیاتیاتی جھلیوں میں درجہ بند کیا جا سکتا ہے۔ حیاتیاتی جھلیوں میں خلیوں کی جھلیاں (خلیوں یا اعضاء کے بیرونی احاطے جو کچھ اجزاء کو گزرنے کی اجازت دیتے ہیں) ؛ جوہری جھلیاں، جو خلیوں کے مرکزے کا احاطہ کرتی ہیں ؛ اور بافتوں کی جھلیاں، جیسے میوکوسا اور سیروسا شامل ہیں۔ مصنوعی جھلیاں انسانوں کے ذریعہ لیبارٹریوں اور صنعتوں (جیسے کیمیائی پودوں) میں استعمال کے لیے بنائی جاتی ہیں۔ جھلی کا یہ تصور اٹھارہویں صدی سے جانا جاتا ہے لیکن دوسری جنگ عظیم کے اختتام تک لیبارٹری کے باہر بہت کم استعمال ہوتا تھا۔ یورپ میں پینے کے پانی کی فراہمی جنگ کی وجہ سے خطرے میں پڑ گئی تھی اور پانی کی حفاظت کی جانچ کے لیے جھلی کے فلٹر استعمال کیے گئے تھے۔ تاہم، وشوسنییتا کی کمی، سست عمل، کم انتخاب اور بڑھتی ہوئی لاگت کی وجہ سے، جھلیوں کا بڑے پیمانے پر استحصال نہیں کیا گیا۔ بڑے پیمانے پر جھلی کا پہلا استعمال مائیکرو فلٹریشن اور الٹرا فلٹریشن ٹیکنالوجیز کے ساتھ تھا۔ 1980 کی دہائی سے، یہ علیحدگی کے عمل، الیکٹرو ڈائیلیسس کے ساتھ، بڑے پلانٹس میں استعمال ہوتے ہیں اور آج، کئی تجربہ کار کمپنیاں مارکیٹ کی خدمت کرتی ہیں۔ جھلی کے انتخاب کی ڈگری جھلی کے سوراخ کے سائز پر منحصر ہوتی ہے۔ سوراخ کے سائز کے لحاظ سے، ان کی درجہ بندی مائیکرو فلٹریشن (ایم ایف)، الٹرا فلٹریشن (یو ایف)، نینو فلٹریشن (این ایف) اور ریورس اوسموسس (آر او) جھلی کے طور پر کی جا سکتی ہے۔ میمبرین مختلف موٹائی کے بھی ہو سکتے ہیں، جن کی ساخت یکساں یا متنوع ہوتی ہے۔ میمبرین غیر جانبدار یا چارج ہو سکتے ہیں، اور ذرہ نقل و حمل فعال یا غیر فعال ہو سکتے ہیں۔ مؤخر الذکر کو جھلی کے عمل کے دباؤ، ارتکاز، کیمیائی یا برقی میلان سے سہولت فراہم کی جا سکتی ہے۔ میمبرین کے عمل کی درجہ بندی مائیکرو فلٹریشن (ایم ایف) مائیکرو فلٹریشن 0.08-2 μm سے زیادہ ذرات کو ہٹاتا ہے اور 7-100 kPa کی حد میں کام کرتا ہے۔ مائیکرو فلٹریشن کا استعمال بقایا معطل ٹھوسوں (ایس ایس) کو ہٹانے کے لیے، بیکٹیریا کو ہٹانے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ پانی کو مؤثر جراثیم کش کے لیے اور ریورس اوسموسس کے لیے علاج سے پہلے کے مرحلے کے طور پر استعمال کیا جا سکے۔ نسبتا حالیہ پیش رفت جھلی بائیو ری ایکٹر (ایم بی آر) ہیں جو مائیکرو فلٹریشن اور حیاتیاتی علاج کے لیے بائیو ری ایکٹر کو یکجا کرتے ہیں۔ الٹرا فلٹریشن (UF) الٹرا فلٹریشن 0.005-2 μm سے زیادہ ذرات کو ہٹاتا ہے اور 70-700 kPa کی حد میں کام کرتا ہے۔ الٹرا فلٹریشن کا استعمال مائیکرو فلٹریشن جیسی بہت سی ایپلی کیشنز کے لیے کیا جاتا ہے۔ کچھ الٹرا فلٹریشن جھلیوں کو زیادہ سالماتی وزن والے تحلیل شدہ مرکبات، جیسے پروٹین اور کاربوہائیڈریٹ کو ہٹانے کے لیے بھی استعمال کیا گیا ہے۔ اس کے علاوہ، وہ وائرس اور کچھ اینڈوٹاکسن کو ہٹا سکتے ہیں۔ نینو فلٹریشن (این ایف) نینو فلٹریشن کو "ڈھیلے" آر او کے نام سے بھی جانا جاتا ہے اور یہ 0,02 مائیکرو میٹر سے چھوٹے ذرات کو مسترد کر سکتا ہے۔ نینو فلٹریشن کا استعمال گندے پانی سے منتخب تحلیل شدہ اجزاء کو ہٹانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ این ایف بنیادی طور پر جھلی کو نرم کرنے کے عمل کے طور پر تیار کیا جاتا ہے جو کیمیائی نرم کرنے کا متبادل پیش کرتا ہے۔ اسی طرح نینو فلٹریشن کو ریورس اوسموسس سے پہلے پری ٹریٹمنٹ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ این ایف پری ٹریٹمنٹ کے اہم مقاصد یہ ہیں: (1)۔ گندگی اور بیکٹیریا کو ہٹا کر آر او جھلی کے ذرات اور مائکروبیل فالنگ کو کم کریں، (2) سختی کے آئنوں کو ہٹا کر اسکیلنگ کو روکیں، (3) فیڈ واٹر کل تحلیل شدہ ٹھوسوں (ٹی ڈی ایس) کے ارتکاز کو کم کرکے آر او عمل کے آپریٹنگ دباؤ کو کم کریں۔ ریورس اوسموسس (آر او) ریورس اوسموسس عام طور پر ڈی سیلینیشن کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس کے ساتھ ساتھ، آر او عام طور پر مائیکرو فلٹریشن کے ساتھ جدید ٹریٹمنٹ کے بعد باقی گندے پانی سے تحلیل شدہ اجزاء کو ہٹانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ آر او آئنوں کو خارج کرتا ہے لیکن ڈی آئنائزڈ پانی (850-7000 kPa) پیدا کرنے کے لیے زیادہ دباؤ کی ضرورت ہوتی ہے۔ آر او سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی ڈی سیلینیشن ٹیکنالوجی ہے کیونکہ اس کے استعمال میں سادگی اور آستین کے مقابلے میں نسبتا کم توانائی کی لاگت ہے، جو تھرمل عمل پر مبنی ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہے۔ نوٹ کریں کہ آر او جھلی آئنک سطح پر پانی کے اجزاء کو ہٹا دیتی ہیں۔ ایسا کرنے کے لیے، زیادہ تر موجودہ آر او سسٹم ایک پتلی فلم مرکب (ٹی ایف سی) کا استعمال کرتے ہیں، جو بنیادی طور پر تین تہوں پر مشتمل ہوتا ہے: ایک پولیمائڈ پرت، ایک پولی سلفون پرت اور ایک پالسٹر پرت۔ نینو اسٹرکچرڈ جھلی جھلی کی ایک ابھرتی ہوئی کلاس سالماتی پیمانے پر مواد کو الگ کرنے کے لیے نینو اسٹرکچر چینلز پر انحصار کرتی ہے۔ ان میں کاربن نینو ٹیوب جھلی، گرافین جھلی، اندرونی مائکروپوروسیٹی (پی آئی ایم ایس) کے پولیمر سے بنی جھلی، اور دھاتی نامیاتی فریم ورک (ایم او ایف) کو شامل کرنے والی جھلی شامل ہیں۔ ان جھلیوں کو سائز کے منتخب علیحدگی جیسے نینو فلٹریشن اور ریورس اوسموسس کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، بلکہ جذب کرنے والے منتخب علیحدگی جیسے پیرافن سے اولیفن اور پانی سے الکوحل جن کے لیے روایتی طور پر مہنگے اور توانائی سے بھرپور آستین کی ضرورت ہوتی ہے۔ جھلی کے میدان میں، ماڈیول کی اصطلاح جھلی پر مشتمل ایک مکمل اکائی، دباؤ سپورٹ ڈھانچہ، فیڈ انلیٹ، آؤٹ لیٹ پرمیٹ اور برقرار رکھنے والی ندیوں، اور مجموعی سپورٹ ڈھانچے کو بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ جھلی ماڈیولز کی بنیادی اقسام یہ ہیں: ٹیوبلر، جہاں جھلیوں کو سپورٹ سوراخ دار ٹیوبوں کے اندر رکھا جاتا ہے، اور ان ٹیوبوں کو یونٹ ماڈیول بنانے کے لیے سلنڈریکل شیل میں ایک ساتھ رکھا جاتا ہے۔ ٹیوبلر آلات بنیادی طور پر مائیکرو اور الٹرا فلٹریشن ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں کیونکہ ان کی اعلی ٹھوس اور اعلی چپچپا خصوصیات کے ساتھ عمل کے سلسلے کو سنبھالنے کی صلاحیت کے ساتھ ساتھ ان کی صفائی میں نسبتا آسانی ہوتی ہے۔ کھوکھلی ریشے کی جھلی، سینکڑوں سے ہزاروں کھوکھلی ریشوں کے بنڈل پر مشتمل ہوتی ہے۔ پوری اسمبلی کو دباؤ والے برتن میں ڈالا جاتا ہے۔ فیڈ کو فائبر کے اندر (اندرونی بہاؤ) یا فائبر کے باہر (بیرونی بہاؤ) پر لگایا جا سکتا ہے۔ سرپل زخم، جہاں دو فلیٹ جھلی شیٹ کے درمیان ایک لچکدار پارمیٹ سپیسر رکھا جاتا ہے۔ ایک لچکدار فیڈ سپیسر شامل کیا جاتا ہے اور فلیٹ شیٹس کو سرکلر ترتیب میں لپیٹا جاتا ہے۔ حالیہ پیشرفتوں میں، سطح کے پیٹرننگ کی تکنیکوں نے پارगम्य فیڈ سپیسرز کو براہ راست جھلی میں ضم کرنے کی اجازت دی ہے، جس سے ایک مربوط جھلی پلیٹ کے تصور کو جنم ملتا ہے اور فریم فلیٹ جھلی شیٹس اور سپورٹ پلیٹوں کی ایک سیریز پر مشتمل ہوتا ہے۔ ٹریٹ کیا جانے والا پانی دو ملحقہ جھلی اسمبلیوں کی جھلیوں کے درمیان سے گزرتا ہے۔ پلیٹ جھلیوں کو سہارا دیتی ہے اور پارگمیٹ کو یونٹ ماڈیول سے باہر نکلنے کے لیے ایک چینل فراہم کرتی ہے۔ سیرامک اور پولیمرک فلیٹ شیٹ جھلی اور ماڈیول۔ فلیٹ شیٹ میمبرینز عام طور پر بلٹ ان ڈوبے ہوئے ویکیوم سے چلنے والے فلٹریشن سسٹم ہوتے ہیں جو ماڈیولز کے اسٹیک پر مشتمل ہوتے ہیں جن میں سے ہر ایک میں کئی شیٹس ہوتے ہیں۔ فلٹریشن موڈ باہر ہوتا ہے جہاں پانی جھلی سے گزرتا ہے اور پارمیٹ چینلز میں جمع ہوتا ہے۔ صفائی ہوا بازی، بیک واش اور سی آئی پی کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ میمبرین پروسیس آپریشن کسی بھی جھلی کے عمل کے کلیدی عناصر کا تعلق مجموعی پارگمی بہاؤ پر درج ذیل پیرامیٹرز کے اثر سے ہوتا ہے: جھلی پارگمیتا (کے) آپریشنل ڈرائیونگ فورس فی یونٹ جھلی ایریا (ٹرانس میمبرین پریشر، ٹی ایم پی) جھلی کی سطح کی گندگی اور اس کے بعد صفائی۔ بہاؤ، دباؤ، پارگمیتا جھلی کے نظام سے کل پارگمیتا بہاؤ مندرجہ ذیل مساوات کے ذریعے دیا جاتا ہے: جہاں کیو پی پارگمیتا ندی کا بہاؤ ہے [کلوگرامس−1]، ایف ڈبلیو پانی کے بہاؤ کی شرح ہے [کلوگرامس−2] اور اے جھلی کا رقبہ ہے [m2] جھلی کی پارگمیتا (k) [m·s−2·بار−1] اگلی مساوات کے ذریعے دی جاتی ہے: ٹرانس میمبرین پریشر (ٹی ایم پی) مندرجہ ذیل اظہار کے ذریعے دیا جاتا ہے: جہاں پی ٹی ایم پی ٹرانس میمبرین پریشر [کے پی اے] ہے، پی ایف فیڈ ندی کا انلیٹ پریشر [کے پی اے] ہے ؛ پی سی مرتکز ندی کا دباؤ [کے پی اے] ہے۔ مسترد (r) کی تعریف ان ذرات کی تعداد کے طور پر کی جا سکتی ہے جنہیں فیڈ واٹر سے ہٹا دیا گیا ہے۔ متعلقہ بڑے پیمانے پر توازن کی مساوات یہ ہیں: جھلی کے عمل کے عمل کو کنٹرول کرنے کے لیے، بہاؤ اور ٹی ایم پی سے متعلق دو طریقے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ یہ طریقے ہیں (1) مستقل ٹی ایم پی، اور (2) مستقل بہاؤ۔ آپریشن کے طریقے اس وقت متاثر ہوں گے جب ریٹینٹیٹ میں مسترد شدہ مواد اور ذرات جھلی میں جمع ہونے کا رجحان رکھتے ہیں۔ دی گئی ٹی ایم پی پر، جھلی کے ذریعے پانی کا بہاؤ کم ہو جائے گا اور دی گئی بہاؤ پر، ٹی ایم پی بڑھے گا، جس سے پارگمیتا (کے) کم ہو جائے گی۔ اس رجحان کو فاؤلنگ کے نام سے جانا جاتا ہے، اور یہ جھلی کے عمل کے عمل کی بنیادی حد ہے۔ ڈیڈ اینڈ اور کراس فلو آپریشن کے طریقے جھلی کے لیے دو آپریشن کے طریقے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ یہ طریقے یہ ہیں: ڈیڈ اینڈ فلٹریشن جہاں جھلی پر لگائی جانے والی تمام فیڈ اس سے گزرتی ہے، اور ایک پارمیٹ حاصل کرتی ہے۔ چونکہ کوئی متمرکز دھارا نہیں ہے، اس لیے تمام ذرات جھلی میں برقرار رہتے ہیں۔ خام فیڈ کا پانی بعض اوقات جھلی کی سطح سے جمع شدہ مواد کو صاف کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ کراس فلو فلٹریشن جہاں فیڈ واٹر کو جھلی میں کراس فلو ٹینجینشیل کے ساتھ پمپ کیا جاتا ہے اور کنسنٹریٹ اور پارمیٹ اسٹریمز حاصل کیے جاتے ہیں۔ اس ماڈل کا مطلب یہ ہے کہ جھلی کے پار فیڈ واٹر کے بہاؤ کے لیے، صرف ایک حصہ پارمیٹ پروڈکٹ میں تبدیل ہوتا ہے۔ اس پیرامیٹر کو "کنورژن" یا "ریکوری" (S) کہا جاتا ہے۔ بازیابی کم ہو جائے گی اگر پارمیٹ کو عمل کے عمل کو برقرار رکھنے کے لیے مزید استعمال کیا جائے، عام طور پر جھلی کی صفائی کے لیے۔ فلٹریشن بہاؤ کے خلاف مزاحمت میں اضافے کا باعث بنتی ہے۔ ڈیڈ اینڈ فلٹریشن کے عمل کے معاملے میں، جھلی پر بنے کیک کی موٹائی کے مطابق مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، پارگمیتا (کے) اور بہاؤ تیزی سے کم ہوتے ہیں، متناسب طور پر ٹھوسوں کے ارتکاز کے مطابق اور اس طرح، وقتا فوقتا صفائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ کراس فلو کے عمل کے لیے، مواد کا جمع ہونا اس وقت تک جاری رہے گا جب تک کہ جھلی پر بائنڈنگ کیک کی قوتیں سیال کی قوتوں سے متوازن نہ ہوں۔ اس مقام پر، کراس فلو فلٹریشن ایک مستحکم حالت میں پہنچ جائے گی، اور اس طرح، وقت کے ساتھ بہاؤ مستقل رہے گا۔ لہذا، اس ترتیب میں کم وقتا فوقتا صفائی کی ضرورت ہوگی۔ فاؤلنگ فاؤلنگ کی تعریف جھلی پر فیڈ ندی میں اجزاء کے ممکنہ جمع اور جمع ہونے کے طور پر کی جا سکتی ہے۔ آر او کی کارکردگی کا نقصان ناقابل واپسی نامیاتی اور/یا غیر نامیاتی آلودگی اور فعال جھلی کی پرت کے کیمیائی انحطاط کے نتیجے میں ہو سکتا ہے۔ مائکروبیولوجیکل فاؤلنگ، جسے عام طور پر ناقابل واپسی منسلک اور جھلی پر بیکٹیریا کے خلیوں کی نشوونما کے نتیجے کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، بھی پرانی جھلیوں کو چھوڑنے کی ایک عام وجہ ہے۔ ڈی سیلینیشن پلانٹس میں مختلف قسم کے آکسیڈیٹیو سولیوشنز، صفائی اور اینٹی فاؤلنگ ایجنٹس بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، اور ان کی بار بار اور اتفاقی نمائش جھلی کو منفی طور پر متاثر کر سکتی ہے، عام طور پر ان کی مسترد ہونے کی استعداد میں کمی کے ذریعے۔ فاؤلنگ کئی فزیکو کیمیکل اور حیاتیاتی میکانزم کے ذریعے ہو سکتی ہے جو جھلی کی سطح پر ٹھوس مواد کے بڑھتے ہوئے جمع ہونے سے متعلق ہیں۔ وہ اہم میکانزم جن کے ذریعے فاؤلنگ ہو سکتی ہے، یہ ہیں: جھلی پر فیڈ واٹر کے اجزاء کی تعمیر جو بہاؤ کے خلاف مزاحمت کا سبب بنتی ہے۔ اس تعمیر کو مختلف اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: سوراخ تنگ کرنا، جو ٹھوس مواد پر مشتمل ہوتا ہے جسے سوراخوں کی اندرونی سطح سے منسلک کیا گیا ہے۔ سوراخ بند کرنا اس وقت ہوتا ہے جب فیڈ کے پانی کے ذرات جھلی کے سوراخوں میں پھنس جاتے ہیں۔ جیل/کیک کی پرت کی تشکیل اس وقت ہوتی ہے جب فیڈ میں موجود ٹھوس مادہ جھلی کے سوراخوں کے سائز سے بڑا ہوتا ہے۔ کیمیائی جھرنوں کی تشکیل جسے اسکیلنگ کالونائزیشن آف میمبرین یا بائیوفولنگ کہا جاتا ہے اس وقت ہوتی ہے جب مائکروجنزم میمبرین کی سطح پر بڑھتے ہیں۔ چونکہ فیولنگ جھلی کے نظام کے ڈیزائن اور آپریشن میں ایک اہم غور ہے، کیونکہ یہ علاج سے پہلے کی ضروریات، صفائی کی ضروریات، آپریٹنگ حالات، لاگت اور کارکردگی کو متاثر کرتا ہے، اس لیے اسے روکنا چاہیے، اور اگر ضروری ہو تو اسے ہٹا دیا جانا چاہیے۔ فاؤلنگ کو روکنے کے لیے آپریشن کے حالات کو بہتر بنانا ضروری ہے۔ تاہم، اگر فاؤلنگ پہلے ہی ہو چکی ہے، تو اسے فزیکل یا کیمیائی صفائی کا استعمال کرکے ہٹایا جانا چاہیے۔ جھلی کے لیے جسمانی صفائی کی تکنیکوں میں جھلی میں نرمی اور جھلی کی بیک واش شامل ہیں۔ بیک واش یا بیک فلشنگ جھلی کے ذریعے مخالف سمت میں پارمیٹ کو پمپ کرنے پر مشتمل ہوتا ہے۔ بیک واش سوراخوں کو روکنے کی وجہ سے ہونے والی زیادہ تر ریورسیبل فالنگ کو کامیابی کے ساتھ ہٹا دیتا ہے۔ بیک واش کو جھلی کے ذریعے ہوا کو صاف کرکے بھی بڑھایا جا سکتا ہے۔ بیک واش آپریٹنگ لاگت میں اضافہ کرتا ہے کیونکہ پارمیٹ فلو ریورژن کے لیے موزوں دباؤ حاصل کرنے کے لیے توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ میمبرین ریلیکسشن ایک مدت کے دوران فلٹریشن کو روکنے پر مشتمل ہوتا ہے، اور اس طرح، پارمیٹ فلو ریورژن کی کوئی ضرورت نہیں ہے۔ نرمی جھلی کی کیمیائی صفائی سے پہلے فلٹریشن کو طویل عرصے تک برقرار رکھنے کی اجازت دیتی ہے۔ بیک پلسنگ ہائی فریکوئنسی بیک پلسنگ کے نتیجے میں گندگی کی پرت کو موثر طریقے سے ہٹایا جاتا ہے۔ یہ طریقہ عام طور پر سیرامک جھلیوں کے لیے استعمال ہوتا ہے حالیہ مطالعات میں زیادہ سے زیادہ نتائج کے لیے آرام اور بیک واش کو یکجا کرنے کا اندازہ لگایا گیا ہے۔ کیمیائی صفائی۔ آپریشن کے وقت کے ساتھ آرام اور بیک واش کی تاثیر کم ہو جائے گی کیونکہ جھلی کی سطح پر زیادہ ناقابل واپسی گندگی جمع ہو جاتی ہے۔ لہذا، جسمانی صفائی کے علاوہ، کیمیائی صفائی کی بھی سفارش کی جا سکتی ہے۔ اس میں شامل ہیں: کیمیائی بہتر بیک واش، یعنی بیک واش کی مدت کے دوران کیمیائی صفائی ایجنٹ کا کم ارتکاز شامل کیا جاتا ہے۔ کیمیائی صفائی، جہاں صفائی کے اہم ایجنٹ سوڈیم ہائپوکلورائٹ (نامیاتی گندگی کے لیے) اور سائٹرک ایسڈ (غیر نامیاتی گندگی کے لیے) ہوتے ہیں۔ ہر جھلی فراہم کنندہ اپنی کیمیائی صفائی کی ترکیبیں تجویز کرتا ہے، جو بنیادی طور پر ارتکاز اور طریقوں کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہیں۔ آپریشن کی حالت کو بہتر بنانا۔ گندگی کو روکنے کے لیے جھلی کے آپریٹنگ حالات کو بہتر بنانے کے لیے کئی میکانزم انجام دیے جا سکتے ہیں، مثال کے طور پر: بہاؤ کو کم کرنا۔ بہاؤ ہمیشہ گندگی کو کم کرتا ہے لیکن یہ سرمایہ کی لاگت پر اثر انداز ہوتا ہے کیونکہ یہ زیادہ جھلی کے رقبے کا مطالبہ کرتا ہے۔ یہ پائیدار بہاؤ پر کام کرنے پر مشتمل ہوتا ہے جس کی تعریف اس بہاؤ کے طور پر کی جا سکتی ہے جس کے لیے ٹی ایم پی قابل قبول شرح سے بتدریج بڑھتا ہے، جیسے کہ کیمیائی صفائی ضروری نہیں ہے۔ ڈیڈ اینڈ کے بجائے کراس فلو فلٹریشن کا استعمال کرنا۔ کراس فلو فلٹریشن میں، جھلی پر صرف ایک پتلی پرت جمع ہوتی ہے کیونکہ تمام ذرات جھلی پر برقرار نہیں رہتے ہیں، لیکن ارتکاز انہیں ہٹا دیتا ہے۔ فیڈ واٹر کی پری ٹریٹمنٹ کا استعمال فیڈ واٹر کے معطل ٹھوس اور بیکٹیریل مواد کو کم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ فلوکولینٹس اور کوگولنٹس بھی استعمال کیے جاتے ہیں، جیسے فیرک کلورائڈ اور ایلومینیم سلفیٹ جو ایک بار پانی میں تحلیل ہو جانے کے بعد، معطل ٹھوس، کولائڈز اور گھلنشیل نامیاتی جیسے مواد کو جذب کرتے ہیں۔ نقل و حمل کے مظاہر میمبرین کی تبدیلی کو بہتر بنانے کے لیے مابعد الطبیعاتی عددی ماڈل متعارف کرائے گئے ہیں۔ حالیہ کوششوں نے جھلی کے مواد کی سطح کی کیمسٹری کو تبدیل کرکے جھلی کی گندگی کو ختم کرنے پر توجہ مرکوز کی ہے تاکہ اس امکان کو کم کیا جا سکے کہ فولنٹ جھلی کی سطح پر چپک جائیں گے۔ استعمال کی جانے والی صحیح کیمیائی حکمت عملی کا انحصار اس محلول کی کیمسٹری پر ہے جسے فلٹر کیا جا رہا ہے۔ مثال کے طور پر، ڈی سیلینیشن میں استعمال ہونے والی جھلیوں کو معدنیات کے جمع ہونے کے ذریعے آلودگی کے خلاف مزاحمت کے لیے ہائیڈروفوبک بنایا جا سکتا ہے، جبکہ حیاتیات کے لیے استعمال ہونے والی جھلیوں کو پروٹین/نامیاتی جمع کو کم کرنے کے لیے ہائیڈروفیلک بنایا جا سکتا ہے۔ پتلی فلم کے جمع ہونے کے ذریعے سطح کی کیمسٹری میں ترمیم اس طرح بڑی حد تک گندگی کو کم کر سکتی ہے۔ ترمیم کی تکنیکوں کو استعمال کرنے میں ایک خرابی یہ ہے کہ، کچھ معاملات میں، جھلی کے عمل کی بہاؤ کی شرح اور انتخاب پر منفی اثر پڑ سکتا ہے۔ آر او جھلی کی ری سائیکلنگ فضلے کی روک تھام ایک بار جب جھلی نمایاں کارکردگی میں کمی تک پہنچ جاتی ہے تو اسے پھینک دیا جاتا ہے۔ ضائع شدہ آر او میمبرین ماڈیولز کو فی الحال دنیا بھر میں غیر فعال ٹھوس فضلہ کے طور پر درجہ بند کیا گیا ہے اور اکثر لینڈ فلز میں ٹھکانے لگایا جاتا ہے ؛ حالانکہ انہیں توانائی سے بازیافت بھی کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، پچھلی دہائیوں میں اس سے بچنے کے لیے مختلف کوششیں کی گئی ہیں، جیسے فضلہ کی روک تھام، براہ راست دوبارہ استعمال، اور ری سائیکلنگ کے طریقے۔ اس سلسلے میں، جھلیاں فضلہ کے انتظام کے درجہ بندی پر بھی عمل کرتی ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ سب سے زیادہ ترجیحی عمل جھلی کے ڈیزائن کو اپ گریڈ کرنا ہے جو ایک ہی ایپلی کیشن پر استعمال میں کمی کا باعث بنتا ہے اور سب سے کم ترجیحی عمل ٹھکانے لگانا ہے اور لینڈ فلنگ آر او جھلی میں کچھ ماحولیاتی چیلنجز ہوتے ہیں جنہیں سرکلر اکانومی کے اصولوں کی تعمیل کے لیے حل کرنا ضروری ہے۔ بنیادی طور پر ان کی مختصر سروس لائف 5-10 سال ہوتی ہے۔ پچھلی دو دہائیوں میں آر او ڈی سیلینیشن پلانٹس کی تعداد میں 70 فیصد اضافہ ہوا ہے۔ ان آر او پلانٹس کے سائز میں بھی نمایاں اضافہ ہوا ہے، جن میں سے کچھ روزانہ 600,000 ایم 3 پانی سے زیادہ پیداواری صلاحیت تک پہنچ گئے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ 14,000 ٹن جھلی فضلہ پیدا ہوتا ہے جو ہر سال زمین سے بھر جاتا ہے۔ جھلی کی عمر بڑھانے کے لیے، روک تھام کے مختلف طریقے تیار کیے جاتے ہیں: کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے علاج سے پہلے کے عمل کے ساتھ آر او کے عمل کو جوڑنا ؛ اینٹی فاؤلنگ تکنیک تیار کرنا ؛ اور جھلی کی صفائی کے لیے موزوں طریقہ کار تیار کرنا۔ علاج سے پہلے کے عمل آپریٹنگ لاگت کو کم کرتے ہیں کیونکہ نمکین پانی کے فیڈ میں کیمیائی اضافی اشیاء کی کم مقدار اور آر او سسٹم کے لیے کم آپریشنل دیکھ بھال کی ضرورت ہوتی ہے۔ آر او جھلی پر چار قسم کی گندگی پائی جاتی ہے: (i) غیر نامیاتی (نمک کی بارش)، (ii) نامیاتی، (iii) کولائڈیل (معطلی میں ذرہ جمع) (iv) مائیکرو بائیولوجیکل (بیکٹیریا اور فنگی)۔ اس طرح، علاج سے پہلے کے طریقہ کار اور کیمیائی خوراک کے مناسب امتزاج کے ساتھ ساتھ صفائی کا ایک موثر منصوبہ جو اس قسم کی گندگی سے نمٹتا ہے، ایک موثر اینٹی فاؤلنگ تکنیک کی ترقی کو قابل بنائے گا۔ زیادہ تر پودے ہر ہفتے اپنی جھلیوں کو صاف کرتے ہیں (سی ای بی-کیمیائی طور پر بہتر بیک واش)۔ اس دیکھ بھال کی صفائی کے علاوہ، سالانہ دو سے چار بار گہری صفائی (سی آئی پی) کی سفارش کی جاتی ہے۔ آر او جھلی کے دوبارہ استعمال میں کم سخت خصوصیات کے ساتھ علیحدگی کے دیگر عمل میں ماڈیولز کا براہ راست دوبارہ استعمال شامل ہے۔ آر او ٹی ایف سی جھلی سے سوراخ دار جھلی میں تبدیلی پولیمائڈ کی گھنے پرت کو خراب کرنے سے ممکن ہے۔ مختلف آکسیڈائزنگ حلوں کے ساتھ کیمیائی علاج کے ذریعے آر او جھلیوں کو تبدیل کرنے کا مقصد پولیمائڈ جھلی کی فعال پرت کو ہٹانا ہے، جس کا مقصد ایم ایف یا یو ایف جیسی ایپلی کیشنز میں دوبارہ استعمال کرنا ہے۔ یہ تقریبا دو سال کی طویل زندگی کا سبب بنتا ہے۔ بہت محدود تعداد میں رپورٹوں میں براہ راست آر او کے دوبارہ استعمال کے امکان کا ذکر کیا گیا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ پوسٹ مارٹم کی تحقیقات میں ہائیڈرولک پارگمیتا، نمک کو مسترد کرنا، مورفولوجیکل اور ٹپوگرافیکل خصوصیات، اور فیلڈ ایمیشن اسکیننگ الیکٹران اور ایٹم فورس مائکروسکوپی کا استعمال کیا گیا تھا۔ پرانے آر او عنصر کی کارکردگی نینو فلٹریشن (این ایف) جھلی سے ملتی جلتی تھی، اس طرح پارگمیتا میں 1.1 سے 2.1 ایل ایم-2 ایچ-1 بار-1 تک اضافہ اور این اے سی ایل کے مسترد ہونے میں 90 فیصد سے 35-50% تک کمی دیکھنا حیرت کی بات نہیں تھی۔ دوسری طرف، عمل کی مجموعی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے، ایک ہی دباؤ والے برتن کے اندر مختلف کارکردگی کے آر او عناصر کو یکجا کرنا حال ہی میں عام عمل رہا ہے، جسے ملٹی میمبرین برتن ڈیزائن کہا جاتا ہے۔ اصولی طور پر، یہ اختراعی ہائبرڈ نظام فلٹریشن ٹرین کے اوپری حصے میں اعلی مسترد، کم پیداواری جھلیوں کا استعمال کرنے کی سفارش کرتا ہے، اس کے بعد نچلے حصے میں اعلی پیداواری صلاحیت، کم توانائی کی جھلیوں کا استعمال ہوتا ہے۔ دو طریقے ہیں جن میں یہ ڈیزائن مدد کر سکتا ہے: یا تو دباؤ کی ضروریات میں کمی کی وجہ سے توانائی کے استعمال کو کم کرکے یا پیداوار میں اضافہ کرکے۔ چونکہ یہ تصور کسی دی گئی درخواست کے لیے درکار ماڈیولز اور پریشر ویسلز کی تعداد کو کم کرے گا، اس میں ابتدائی سرمایہ کاری کے اخراجات کو نمایاں طور پر کم کرنے کی صلاحیت ہے۔ اسی دباؤ والے برتن کے اندر اندرونی طور پر پرانی آر او جھلیوں کو دوبارہ استعمال کرکے اس اصل تصور کو اپنانے کی تجویز ہے۔ مواد کی ری سائیکلنگ ایک عام اصطلاح ہے جس میں مواد یا اس کے اجزاء کو جسمانی طور پر تبدیل کرنا شامل ہے تاکہ انہیں دیگر مفید مصنوعات میں دوبارہ تخلیق کیا جا سکے۔ جھلی کے ماڈیول پیچیدہ ڈھانچے ہوتے ہیں، جو متعدد مختلف پولیمرک اجزاء پر مشتمل ہوتے ہیں اور ممکنہ طور پر انفرادی اجزاء کو دوسرے مقاصد کے لیے بازیافت کیا جا سکتا ہے۔ پلاسٹک کے ٹھوس فضلے کے علاج اور ری سائیکلنگ کو مکینیکل ری سائیکلنگ، کیمیائی ری سائیکلنگ اور توانائی کی بازیابی میں الگ کیا جا سکتا ہے۔ مکینیکل ری سائیکلنگ کی خصوصیات: دلچسپی کے اجزاء کی پہلی علیحدگی کی ضرورت ہے۔ عمل کے دوران جائیداد کی خرابی سے بچنے کے لیے پچھلی دھلائی۔ پولیمرک مواد کو مناسب سائز میں پیسنا (مواد کا 5 فیصد نقصان)۔ ممکنہ پچھلی دھلائی۔ پگھلنے اور نکالنے کا عمل (10 ٪ مواد کا نقصان)۔ ری سائیکل کیے جانے والے میمبرین اجزاء (تھرموپلاسٹک): پی پی، پالئیےسٹر وغیرہ۔ میمبرین شیٹس: متعدد مختلف پولیمرز اور ایڈیٹیوز سے بنی ہیں اور اس وجہ سے فطری طور پر درست اور موثر طریقے سے الگ کرنا مشکل ہے۔ اہم فائدہ: یہ کنواری پلاسٹک کی پیداوار کو ہٹاتا ہے۔ اہم نقصانات: تمام اجزاء کو الگ کرنے کی ضرورت ہے، اجزاء کی بڑی مقدار قابل عمل ہونے کے لیے کافی ہے۔ کیمیائی ری سائیکلنگ کی خصوصیات: ڈی پولیمرائزیشن اور انحطاط کی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے پولیمر کو چھوٹے مالیکیولز میں توڑ دیں۔ آلودہ مواد کے ساتھ استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ کیمیائی ری سائیکلنگ کے عمل مخصوص مواد کے مطابق بنائے جاتے ہیں۔ فائدہ: کہ پری ٹریٹمنٹ کے محدود استعمال کے ساتھ متنوع پولیمر پر کارروائی کی جا سکتی ہے۔ نقصان: مکینیکل ری سائیکلنگ سے زیادہ مہنگا اور پیچیدہ۔ پالئیےسٹر مواد (جیسے پارمیٹ سپیسر اور جھلی شیٹ کے اجزاء) کیمیائی ری سائیکلنگ کے عمل کے لیے موزوں ہیں، اور ہائیڈرولائسس کا استعمال پولیمر بنانے کے لیے استعمال ہونے والے پولی سنکشیپن رد عمل کو الٹا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جس میں پانی کا اضافہ سڑنے کا سبب بنتا ہے۔ فعال بازیابی کی خصوصیات: حجم میں 90-99% کی کمی، لینڈ فل پر دباؤ کو کم کرنا۔ فضلہ جلانے والے عام طور پر 760 ڈگری سیلسیس سے 1100 ڈگری سیلسیس تک کام کر سکتے ہیں اور اس لیے فائبر گلاس کیسنگ میں بقیہ غیر نامیاتی فلر کے استثناء کے ساتھ تمام آتش گیر مواد کو ہٹانے کے قابل ہوں گے۔ حرارت کی توانائی کو بازیافت کیا جا سکتا ہے اور بجلی کی پیداوار یا گرمی سے متعلق دیگر عمل کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور روایتی توانائی سے گرین ہاؤس گیس کے اخراج کو بھی پورا کیا جا سکتا ہے۔ اگر مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کیا جائے تو گرین ہاؤس گیسوں کے ساتھ ساتھ دیگر نقصان دہ مصنوعات کا اخراج بھی ہو سکتا ہے۔ ایپلی کیشنز جھلی کی مخصوص خصوصیات سیال کے عمل میں علیحدگی کے عمل کے لیے انہیں اضافی یونٹ آپریشن کے طور پر استعمال کرنے میں دلچسپی کے لیے ذمہ دار ہیں۔ نوٹ کیے گئے کچھ فوائد میں شامل ہیں: کم توانائی سے بھرپور، کیونکہ انہیں بڑے مرحلے کی تبدیلیوں کی ضرورت نہیں ہوتی ہے ایڈسوربنٹس یا سالوینٹس کا مطالبہ نہ کریں، جو آلات کی سادگی اور ماڈیولرٹی کو سنبھالنا مہنگا یا مشکل ہو سکتا ہے، جو زیادہ موثر جھلی کو شامل کرنے میں سہولت فراہم کرتا ہے۔ میمبرینز کو دباؤ کے ساتھ سالیوٹس کی جھلی فلٹریشن اور ریورس اوسموسس میں ڈرائیونگ کے عمل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ڈائلیسس اور گردش میں ارتکاز میلان کے ساتھ کیمیائی صلاحیت محرک قوت ہوتی ہے۔ نیز جھلی کی مدد سے نکالنے کے عمل کے طور پر کٹاؤ کا انحصار کیمیائی صلاحیت میں میلان پر ہوتا ہے۔ ایک زیر آب لچکدار ٹیلے کے بریک واٹر کو استعمال کرنے والی جھلی کی ایک قسم کے طور پر اتلی پانی میں لہر پر قابو پانے کے لیے روایتی سخت زیر آب ڈیزائن کے جدید متبادل کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، حیاتیاتی نظاموں میں ان کی زبردست کامیابی ان کے اطلاق سے مماثل نہیں ہے۔ اس کی بنیادی وجوہات یہ ہیں: فاؤلنگ-استعمال کے ساتھ فنکشن میں کمی ممنوعہ لاگت فی جھلی کے علاقے میں سالوینٹ مزاحم مواد کی کمی پیمانے کے خطرات بھی دیکھیں کولوڈین بیگ حوالہ جات میٹکالف اور ایڈی۔ گندے پانی کی انجینئرنگ، ٹریٹمنٹ اور دوبارہ استعمال۔ میک گرا ہل بک کمپنی، نیویارک۔ چوتھا ایڈیشن، 2004۔ پاؤلا وین ڈین برنک، فرینک ورجیلڈ، ہینک وان ایز، ایری زوجیننبرگ، ہارڈی ٹیمنک، مارک C.M.van لوسڈریکٹ۔ "جھلی بائیو ری ایکٹر سے جھلیوں کی مکینیکل صفائی کا امکان"۔ جرنل آف میمبرین سائنس۔ 429، 2013۔ 259-267۔ سائمن جڈ۔ میمبرین بائیو ری ایکٹر بک: پانی اور گندے پانی کے علاج کے لیے میمبرین بائیو ری ایکٹرز کے اصول اور اطلاق۔ ایلسیویئر، 2010۔ فیولنگ واٹر ٹیکنالوجی واٹر ٹریٹمنٹ میمبرین ٹیکنالوجی