Membrane scaling
میمبرین اسکیلنگ اس وقت ہوتی ہے جب ایک یا زیادہ کم گھلنشیل نمکیات (مثال کے طور پر کیلشیم کاربونیٹ، کیلشیم فاسفیٹ وغیرہ) ریورس اوسموسس (آر او) ایپلی کیشنز میں جھلی کی سطح پر ایک گھنے پرت کو تیز کریں اور بنائیں۔ شکل 1 اور 2 آر او جھلی کی سطح کی اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی (ایس ای ایم) تصاویر کو بالترتیب اسکیلنگ کے بغیر اور اسکیلنگ کے ساتھ دکھاتے ہیں۔ میمبرین اسکیلنگ، دیگر اقسام کی جھلی کی گندگی کی طرح، زیادہ آپریٹنگ دباؤ کی وجہ سے توانائی کے اخراجات میں اضافہ کرتی ہے، اور پانی کی پیداوار کو کم کرتی ہے۔ مزید برآں، اسکیلنگ بار بار جھلی کی صفائی کی وجہ سے جھلیوں کی عمر کو نقصان پہنچا سکتی ہے اور اسے کم کر سکتی ہے اور اس لیے یہ آر او ایپلی کیشنز میں ایک بڑا آپریشنل چیلنج ہے۔ میمبرین اسکیلنگ اس وقت ہو سکتی ہے جب آر او کنسنٹریٹ میں کم گھلنشیل نمکیات سپرسیچوریٹڈ ہو جاتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ ان کی حراستی ان کے توازن (گھلنشیلتا) کی سطح سے تجاوز کر جاتی ہے۔ آر او کے عمل میں، ارتکاز میں کم گھلنشیل نمکیات کی بڑھتی ہوئی حراستی بنیادی طور پر فیڈ واٹر سے پارمیٹ پانی کی واپسی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ فیڈ واٹر میں پارمیٹ پانی کے تناسب کو ریکوری کے نام سے جانا جاتا ہے جس کا براہ راست تعلق جھلی اسکیلنگ سے ہے۔ مخصوص توانائی کی کھپت کو کم سے کم کرنے کے لیے آر او تنصیبات میں بازیابی زیادہ سے زیادہ ہونی چاہیے۔ تاہم، بازیابی کی اعلی شرحوں پر، توجہ مرکوز میں کم گھلنشیل نمکیات کا ارتکاز ڈرامائی طور پر بڑھ سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، 80 فیصد اور 90 فیصد بازیابی کے لیے، توجہ مرکوز میں نمکیات کا ارتکاز بالترتیب فیڈ واٹر میں ان کے ارتکاز سے 5 اور 10 گنا تک پہنچ سکتا ہے۔ اگر آر او فیڈ واٹر میں کیلشیم اور فاسفیٹ کی مقدار بالترتیب 200 ملی گرام/ایل اور 5 ملی گرام/ایل ہے، تو 90 فیصد بازیابی پر آر او کنسنٹریٹ میں مقدار 1000 ملی گرام/ایل اور 50 ملی گرام/ایل ہوگی، جو کیلشیم فاسفیٹ کی گھلنشیل حد سے تجاوز کر جائے گی اور اس کے نتیجے میں کیلشیم فاسفیٹ اسکیلنگ ہوگی۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ جھلی اسکیلنگ کا انحصار نہ صرف سپرسیچوریشن پر ہے بلکہ کرسٹلائزیشن کینیٹکس یعنی نیوکلیئشن اور کرسٹل گروتھ پر بھی ہے۔ آر او میں اسکیلنگ مرکبات کا سامنا کرنا پڑتا ہے آر او کے عمل میں اسکیلنگ کا سبب بننے والے سب سے عام نمکیات یہ ہیں: کیلشیم کاربونیٹ کیلشیم سلفیٹ سلیکا/دھاتی سلیکیٹس بیریوم سلفیٹ کیلشیم فاسفیٹ اسکیلنگ پیشن گوئی کے طریقے پانی کے محلول میں کم گھلنشیل نمکیات کے اسکیلنگ رجحان کا تعین کرنے کے لیے متعدد اشارے دستیاب ہیں۔ یہ اشاریہ جات معلومات فراہم کرتے ہیں اگر کوئی دی گئی پیمانے کی تشکیل کرنے والی قسم کم سنترپت، سنترپت، یا زیادہ سنترپت ہے۔ اسکیلنگ اس وقت نہیں ہوتی جب کوئی مرکب غیر سیر شدہ ہوتا ہے، جبکہ یہ جلد یا بعد میں اس وقت ہوتا ہے جب کوئی مرکب زیادہ سیر شدہ ہوتا ہے۔ آر او ایپلی کیشنز میں اسکیلنگ کی پیش گوئی کرنے کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے انڈیکس یہ ہیں: سیچوریشن انڈیکس (ایس آئی) جہاں، آئی اے پی اور کے ایس پی بالترتیب آئن ایکٹیویٹی پروڈکٹ اور کم گھلنشیل نمک کی گھلنشیل مصنوعات ہیں۔ مثال کے طور پر، کیلشیم سلفیٹ کے لیے ایس آئی کا حساب مندرجہ ذیل طریقے سے لگایا جا سکتا ہے: جہاں، γ سرگرمی گتانک ہے۔ [Ca2 +] اور [SO42−] بالترتیب مول/ایل میں کیلشیم اور سلفیٹ کے ارتکاز ہیں۔ سپرسیچوریشن تناسب (ایس آر) جہاں آئی اے پی اور کے ایس پی بالترتیب آئن سرگرمی پروڈکٹ اور کم گھلنشیل نمک کی گھلنشیلتا پروڈکٹ ہیں۔ مثال کے طور پر، کیلشیم سلفیٹ کے لیے ایس آر کا حساب مندرجہ ذیل طریقے سے لگایا جا سکتا ہے: جہاں، γ سرگرمی گتانک ہے۔ [Ca2 +] اور [SO42−] بالترتیب مول/ایل میں کیلشیم اور سلفیٹ کے ارتکاز ہیں۔ لینجیلیئر سیچوریشن انڈیکس (ایل ایس آئی) ایل ایس آئی صرف کیلشیم کاربونیٹ اسکیلنگ کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ دوسری طرف، ایس آئی اور ایس آر تمام مرکبات پر لاگو ہوتے ہیں۔ ہر ایس آئی اور ایل ایس آئی کے لیے ایک مثبت قدر اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ آر او میں اسکیلنگ ہو سکتی ہے، جبکہ منفی قدر کا مطلب ہے کہ اسکیلنگ نہیں ہوگی۔ اسی طرح، اسکیلنگ ایس آر> 1 پر ہو سکتی ہے، لیکن ایس آر <1 پر نہیں۔ آر او ایپلی کیشنز میں اسکیلنگ کنٹرول آر او ایپلی کیشنز میں اسکیلنگ کو روکنے کے کئی طریقے ہیں، جن میں آر او فیڈ کی تیزابیت، آر او سسٹم کی بازیابی کو کم کرنا، اور اینٹی اسکالینٹ ایڈیشن شامل ہیں۔ آر او فیڈ واٹر کی تیزابیت آر او کے عمل میں کیلشیم کاربونیٹ اسکیلنگ سے نمٹنے کے پہلے طریقوں میں سے ایک تھا۔ تاہم، تیزاب کے استعمال سے وابستہ خطرات کی وجہ سے، یہ طریقہ کم عام ہوتا جا رہا ہے۔ مزید برآں، تیزابیت ہر قسم کے ترازو کے لیے مؤثر نہیں ہو سکتی ؛ مثال کے طور پر، یہ کیلشیم کاربونیٹ اسکیلنگ کو روکنے میں بہت موثر ہے لیکن کیلشیم سلفیٹ اسکیلنگ کو نہیں۔ اسکیلنگ کو روکنے کا ایک اور طریقہ کم بازیابی (فیڈ واٹر میں پارمیٹ پانی کا تناسب) پر آر او چلانا ہے۔ اس نقطہ نظر میں آر او ایپلی کیشن کی بازیابی کو کم کیا جاتا ہے تاکہ مرتکز پانی کی سپرسیچوریشن کی سطح کو غیر سیر شدہ حالات میں کم کیا جا سکے۔ کم بازیابی ارتکاز پولرائزیشن کے منفی اثر کو کم کرتی ہے کیونکہ جھلی کی سطح پر سالیوٹ کا ارتکاز کم ہوتا ہے، جس سے پیمانے کی تشکیل کی صلاحیت کم ہوتی ہے۔ تاہم، یہ نقطہ نظر زیادہ پرکشش یا کفایتی نہیں ہے کیونکہ اس کے نتیجے میں زیادہ مخصوص توانائی کی کھپت ہوتی ہے۔ مزید برآں، توجہ مرکوز کو بڑی مقدار میں ٹھکانے لگانا ایک مسئلہ ہے۔ آر او فیڈ میں اینٹی سکالینٹس کا اضافہ پیمانے پر قابو پانے کے لحاظ سے سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر لاگو ہونے والی حکمت عملیوں میں سے ایک ہے۔ اینٹی اسکالینٹ بنیادی طور پر نامیاتی مرکبات ہوتے ہیں جن میں سلفونٹ، فاسفونٹ، یا کاربوکسیلک ایسڈ فنکشنل گروپ ہوتے ہیں جو کرسٹلائزیشن کے عمل میں رکاوٹ بنتے ہیں، یعنی نیوکلیئشن اور/یا اسکیلنگ مرکبات کی نشوونما کا مرحلہ۔ اینٹی اسکالینٹ تین میکانزم کے ذریعہ پیمانے کی تشکیل کو روکتا ہے، یعنی حد کی روک تھام، کرسٹل ترمیم اور پھیلاؤ۔ تھریشولڈ انبیشن اس وقت ہوتا ہے جب اینٹی ڈسکلینٹ مالیکیولز کرسٹل نیوکلئی پر جذب ہوتے ہیں اور اپنے نیوکلیئشن کے عمل کو روکتے ہیں، جبکہ کرسٹل ترمیم اور منتشر ہونا اینٹی ڈسکلینٹس کی کرسٹل اور ذرات کی نشوونما اور/یا جمع کو روکنے کی صلاحیت ہے۔ بازار میں کئی تجارتی اینٹی سکالینٹ ہیں۔ آر او ایپلی کیشنز میں، اینٹی سکالینٹس کا انتخاب فیڈ واٹر کی ساخت کی بنیاد پر کیا جاتا ہے، اور ان کی خوراکوں کا حساب عام طور پر اینٹی سکالینٹ مینوفیکچررز کے بنائے ہوئے کمپیوٹر پروگراموں کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ حوالہ جات واٹر ٹریٹمنٹ فاؤلنگ میمبرین ٹیکنالوجی