ন্যানোফিল্ট্রেশন (NF) ঝিল্লি জৈব পদার্থ, কঠোরতা আয়ন এবং দূষকগুলি সনাক্ত করার ক্ষমতার জন্য উন্নত জল চিকিত্সায় ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে। যাইহোক, দীর্ঘ-মেয়াদী অপারেশন চলাকালীন, NF সিস্টেমগুলি প্রায়ই দ্রুত প্রবাহ হ্রাস, আরও ঘন ঘন পরিষ্কারের প্রয়োজনীয়তা এবং সংক্ষিপ্ত অপারেশনাল চক্রের সম্মুখীন হয়। এর মূল কারণ ঝিল্লি ফাউলিংয়ের জটিল এবং দ্রুত বিকাশমান প্রকৃতির- মধ্যে রয়েছে। যদিও প্রাকৃতিক জলে প্রচুর পরিমাণে পদার্থ রয়েছে যা ফাউলিংয়ে অবদান রাখতে পারে, ইঞ্জিনিয়ারিং-স্কেল অধ্যয়নগুলি প্রকাশ করে যে ফাউলিং অগ্রগতির প্রকৃত নির্ধারক ফ্যাক্টরটি সাধারণত সন্দেহজনক জৈব পদার্থ, কঠোরতা বা নোংরাতা নয়, বরংঅ্যালুমিনিয়ামএবং যৌগিক ফাউল্যান্টগুলি এটি ক্যালসিয়াম, সিলিকা এবং জৈব পদার্থের সাথে একত্রে গঠন করে।
NF ঝিল্লির সক্রিয় স্তর সাধারণত একটি নেতিবাচক পৃষ্ঠ চার্জ বহন করে এবং কার্বক্সিল গ্রুপের মতো কার্যকরী গ্রুপ ধারণ করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি ঝিল্লিকে ধনাত্মক চার্জযুক্ত বা জটিল-ধাতু আয়নগুলির শোষণের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল করে তোলে, যার মধ্যে অ্যালুমিনিয়াম অন্যতম প্রতিক্রিয়াশীল। এমনকি যখন ফিড ওয়াটারে এর ঘনত্ব কম থাকে, অ্যালুমিনিয়াম ঝিল্লির পৃষ্ঠে দ্রুত জমতে পারে, একটি প্রাথমিক ফাউলিং স্তর তৈরি করে যা আরও জটিল এবং ঘন ফাউলিং কাঠামোকে ট্রিগার করে। অপারেশন চলতে থাকায়, অ্যালুমিনিয়াম জৈব পদার্থ, সিলিকা এবং ক্যালসিয়ামের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে বিভিন্ন ব্রিজিং বা জটিল প্রতিক্রিয়া তৈরি করে। এই মিথস্ক্রিয়াগুলি প্রাথমিক-স্টেজ পয়েন্ট ডিপোজিশন থেকে ফাউলিংকে একটি বৃহৎ-এরিয়া জেল লেয়ারে রূপান্তরিত করে যা উল্লেখযোগ্যভাবে হাইড্রোলিক প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়, স্বাভাবিক প্রবাহের পতনকে ত্বরান্বিত করে এবং অবশেষে পরিচ্ছন্নতার চক্রকে ছোট করে।
ফাউলিং স্তরগুলির সংমিশ্রণে একটি ঘনিষ্ঠ দৃষ্টিভঙ্গি দেখায় যে যখন জৈব কার্বন, ক্যালসিয়াম এবং সিলিকা সাধারণ উপাদান, অ্যালুমিনিয়াম ধারাবাহিকভাবে একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা দখল করে। প্রাকৃতিক জৈব পদার্থ যেমন হিউমিক এবং ফুলভিক অ্যাসিড ধাতব আয়নগুলির সাথে কমপ্লেক্স গঠনের প্রবণতা, এবং ক্যালসিয়াম জৈব যৌগগুলির সাথে সংযোগকারী ব্রিজিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করতে পারে। একবার অ্যালুমিনিয়াম এই প্রতিক্রিয়াগুলিতে অংশগ্রহণ করলে, ফলস্বরূপ ফাউলিং স্তরটি আরও কম্প্যাক্ট এবং দৃঢ়ভাবে আঠালো হয়ে যায়। সময়ের সাথে সাথে, ফাউলিং রেজিস্ট্যান্স সাধারণ জমা থেকে জেল-লেয়ার রেজিস্ট্যান্স এবং অপরিবর্তনীয় অভ্যন্তরীণ ফাউলিং-এ পরিবর্তিত হয় যা শুধুমাত্র ফিজিক্যাল ফ্লাশিংয়ের মাধ্যমে অপসারণ করা যায় না। এই বিকাশ ফাউলিংয়ের হারকে ত্বরান্বিত করে এবং ঝিল্লিকে দ্রুত কর্মক্ষমতা অবনতির দিকে নিয়ে যায়।
অ্যালুমিনিয়ামের তাৎপর্য আরও ব্যাখ্যা করা হয়েছে এনএফ অপারেশনাল চক্রের দৈর্ঘ্যের সাথে এর শক্তিশালী সম্পর্ক দ্বারা। দীর্ঘমেয়াদী অপারেশনাল ডেটার পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণ দেখায় যে ফাউলিং হার, প্রতিটি পরিস্রাবণ চক্রের সময়কালের মধ্যে প্রতিফলিত হয়, ফিড ওয়াটারে অ্যালুমিনিয়াম ঘনত্বের সাথে সবচেয়ে শক্তিশালী সম্পর্ক রয়েছে-টিওসি বা কঠোরতার চেয়ে অনেক বেশি। যখন ফিড অ্যালুমিনিয়াম ঘনত্ব 100-150 ug/L এর মধ্যে পড়ে, তখন NF সিস্টেমের অপারেশনাল চক্র খুব ছোট হয়ে যায়। যাইহোক, যখন অ্যালুমিনিয়াম 50 ug/L এর নিচে কমে যায়, তখন ঝিল্লির কর্মচক্র দ্বিগুণেরও বেশি বাড়ানো যেতে পারে। এটি প্রমাণ করে যে অ্যালুমিনিয়াম শুধুমাত্র একটি ফাউলিং উপাদান নয়; এটি একটিপ্রকৃত ফাউলিং-উদ্দীপক ফ্যাক্টরএটি নির্ধারণ করে কখন ঝিল্লি দ্রুত ফাউলিং পর্যায়ে প্রবেশ করে।
কারণ বেশিরভাগ অ্যালুমিনিয়াম প্রিট্রিটমেন্টে ব্যবহৃত জমাট রাসায়নিক থেকে উদ্ভূত হয়-যেমন PAC বা অ্যালাম-এর অবশিষ্ট ঘনত্ব হ্রাস করা NF স্থিতিশীলতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। সমস্ত নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার মধ্যে, ফিড-জলের pH সামঞ্জস্য করা হল সবচেয়ে সহজ এবং কার্যকরী৷ জলে অ্যালুমিনিয়ামের প্রজাতি অত্যন্ত pH-নির্ভর। 6.5-7.0 এর pH সীমার মধ্যে, জমাট বাঁধার কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয় এবং অ্যালুমিনিয়াম প্রধানত পলিমেরিক আকারে বিদ্যমান যা অবক্ষেপন বা আল্ট্রাফিল্ট্রেশনের মাধ্যমে অপসারণ করা অনেক সহজ। এটি দ্রবীভূত বা কম{10}}পলিমার অ্যালুমিনিয়ামের ঘনত্বকে এনএফ সিস্টেমে পৌঁছায়। পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখায় যে যখন ফিড pH 6.5–7.0 এ সামঞ্জস্য করা হয়, তখন অবশিষ্ট অ্যালুমিনিয়াম প্রায় 25-48 ug/L এ কমে যায়, যা পরবর্তী NF অপারেশনে যথেষ্ট সুবিধা প্রদান করে।
অ্যালুমিনিয়াম হ্রাস করে আনা উন্নতিটি প্রকৃত অপারেশনের সময় স্পষ্টভাবে লক্ষ্য করা যায়। অভিন্ন ফ্লাক্স এবং পুনরুদ্ধার অবস্থার অধীনে, উচ্চ-অ্যালুমিনিয়াম ফিড ওয়াটার দ্রুত প্রবাহের পতন ঘটায়, যখন কম-অ্যালুমিনিয়াম ফিড ওয়াটার অনেক ধীর গতিতে ফ্লাক্স ক্ষয় ঘটায়। ফাউলিং বক্ররেখা লক্ষণীয়ভাবে চ্যাপ্টা হয়ে ওঠে, যা আরও স্থিতিশীল ঝিল্লির কর্মক্ষমতা প্রতিফলিত করে। এটি শুধুমাত্র অপারেশনাল চক্রকে প্রসারিত করে না কিন্তু রাসায়নিক পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি, রাসায়নিক খরচ এবং সামগ্রিক অপারেটিং জটিলতাও হ্রাস করে।
সংক্ষেপে, ন্যানোফিল্ট্রেশন সিস্টেমে ফাউলিং একটি একক দূষক দ্বারা চালিত হয় না বরং অ্যালুমিনিয়াম কেন্দ্রিক একটি যৌগিক কাঠামো দ্বারা চালিত হয় এবং ক্যালসিয়াম, জৈব পদার্থ এবং সিলিকা দ্বারা শক্তিশালী হয়। অ্যালুমিনিয়াম একাধিক ভূমিকা পালন করে-ফাউলিং প্রতিক্রিয়া শুরু করা, ত্বরান্বিত করা এবং ব্রিজিং-এটি এনএফ ফাউলিং হারকে প্রভাবিত করার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর করে। জমাট বাঁধার অবস্থার অনুকূল করে, জমাট বাঁধার মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে এবং 6.5 এবং 7.0 এর মধ্যে ফিড-জলের pH বজায় রাখার মাধ্যমে, অপারেটররা অ্যালুমিনিয়ামের অবশিষ্টাংশগুলিকে ব্যাপকভাবে কমাতে পারে এবং উৎসে ঝিল্লির ফাউলিং প্রশমিত করতে পারে। এই পদ্ধতিটি উল্লেখযোগ্যভাবে এনএফ ঝিল্লির অপারেশনাল চক্রকে প্রসারিত করে এবং উন্নত জল শোধন ব্যবস্থার সামগ্রিক স্থিতিশীলতা এবং খরচ-কার্যকারিতা বাড়ায়।
