আল্ট্রাফিল্ট্রেশন (ইউএফ) ঝিল্লি, তাদের চমৎকার বিভাজন নির্ভুলতা (0.001–0.1 μm), পানীয় জল উত্পাদন এবং বর্জ্য জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। যাইহোক, প্রাকৃতিক জৈব পদার্থ (NOM), প্রোটিন, পলিস্যাকারাইড এবং অন্যান্য ম্যাক্রোমলিকুলগুলি ঝিল্লির পৃষ্ঠে এবং এর ছিদ্রগুলির মধ্যে জমা হতে থাকে, যার ফলে ফ্লাক্স হ্রাস পায় এবং ট্রান্সমেমব্রেন চাপ (TMP) বৃদ্ধি পায়। এই ফাউলিং ঘটনাটি একটি জটিল বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে যা UF প্রযুক্তির টেকসই অপারেশনকে সীমাবদ্ধ করে। প্রচলিত কৌশল যেমন ব্যাকওয়াশিং, রাসায়নিক পরিষ্কার এবং প্রিট্রিটমেন্ট স্বল্পমেয়াদে ফাউলিং প্রশমিত করতে পারে, তবে ঘন ঘন পরিষ্কার করা, ঝিল্লির জীবনকাল সংক্ষিপ্ত করা এবং উচ্চতর কর্মক্ষম শক্তি খরচ প্রায়ই অনিবার্য। ফলস্বরূপ, UF ফাউলিং কমানোর জন্য অভিনব শারীরিক শক্তিবৃদ্ধি পদ্ধতির অন্বেষণ একাডেমিয়া এবং শিল্প উভয় ক্ষেত্রেই একটি গবেষণার হটস্পট হয়ে উঠেছে।
এয়ার মাইক্রোবাবলস (MBs) এর প্রয়োগ UF মেমব্রেনে ফাউলিং ইনহিবিশনের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল নতুন পথ সরবরাহ করে। সাধারণত মাইক্রোমিটার পরিসরে ব্যাসের সাথে, এমবিগুলি সমানভাবে জলে বিচ্ছুরিত হতে পারে, অশান্তি এবং ইন্টারফেসিয়াল প্রভাব তৈরি করে যা ঝিল্লি প্রক্রিয়াগুলিতে অনন্য সুবিধা প্রদান করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে UF ফিডওয়াটারে MBs প্রবর্তন করা হলে তা উল্লেখযোগ্যভাবে ঝিল্লির পৃষ্ঠে ফাউল্যান্টের একত্রীকরণ এবং জমা কমাতে পারে, যার ফলে কর্মক্ষম স্থিতিশীলতা উন্নত হয়।
প্রথমত, MBs এর মাধ্যমে একটি ফাউলিং ইনহিবিশন প্রভাব প্রয়োগ করেবিচ্ছুরণ এবং বিচ্ছিন্নতা প্রক্রিয়া. একবার ইউএফ সিস্টেমে প্রবর্তিত হলে, এমবিগুলি ক্ষুদ্র "বিভাজক" হিসাবে কাজ করে, ফাউল্যান্টগুলি ছড়িয়ে দেয় এবং তাদের মিথস্ক্রিয়াকে দুর্বল করে। প্রাকৃতিক জৈব পদার্থ যা অন্যথায় ক্লাস্টারে একত্রিত হবে তা MB-এর প্রভাবে আরও সমানভাবে বিতরণ করা হয়। এই বিচ্ছুরণটি শুধুমাত্র ঝিল্লির পৃষ্ঠে ফাউল্যান্ট জমা হওয়ার সম্ভাবনাই কমায় না কিন্তু কেক স্তরের কম্প্যাক্টনেসও হ্রাস করে, এটিকে আরও ছিদ্রযুক্ত এবং আলগা করে তোলে, এইভাবে জলের প্রবেশকে সহজতর করে। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এমবি-এর উপস্থিতি ফিডওয়াটারের আপাত সান্দ্রতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে, যা ফ্লাক্স কর্মক্ষমতা বাড়ানোর একটি মূল কারণ।
দ্বিতীয়ত, MBs পারেজৈব এবং ঝিল্লি পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সংশোধন করুন. হিউমিক অ্যাসিড (HA), UF ঝিল্লিতে জৈব ফাউলিংয়ের একটি প্রধান উপাদান, বিশেষভাবে প্রভাবিত হয়। এমবিগুলি দ্রবণে HA কণার সাথে সংযুক্ত করে, তাদের ζ-সম্ভাব্য বন্টন পরিবর্তন করে এবং চার্জযুক্ত কণার সমষ্টির প্রবণতা হ্রাস করে। এর মানে হল MBs কার্যকরভাবে ঝিল্লি পৃষ্ঠে ঘন জৈব স্তর গঠন প্রতিরোধ করে। অধ্যয়নগুলি ইঙ্গিত করে যে HA-যুক্ত ফিডওয়াটারের সাথে UF পরীক্ষায়, MBs-এর প্রবর্তন মৃত-এন্ড এবং ক্রস-প্রবাহ পরিস্রাবণ মোডের অধীনে উল্লেখযোগ্যভাবে স্বাভাবিক প্রবাহ বৃদ্ধি করেছে, সর্বাধিক উন্নতি 139% পর্যন্ত পৌঁছেছে। এটি জৈব ফাউলিং নিয়ন্ত্রণে এমবি-এর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা তুলে ধরে।
তৃতীয়ত, MBs ইতিবাচকভাবে প্রভাবিত করেTMP এবং ফ্লাক্স স্থায়িত্ব. প্রচলিত UF অপারেশনের অধীনে, ফ্লাক্স ক্রমাগত হ্রাস পায় যখন TMP দীর্ঘায়িত ব্যবহারের সাথে বৃদ্ধি পায়। MBs-এর সাথে, তবে, ঢিলেঢালা ফাউলিং স্তরের গঠন এবং দুর্বল আনুগত্য ফ্লাক্সের পতনকে মন্থর করে এবং TMP বৃদ্ধিকে দমন করে। এই প্রভাব ঝিল্লির কার্যকরী অপারেটিং সময়কে প্রসারিত করে এবং ঘন ঘন পরিষ্কার এবং ডাউনটাইমের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে।
এছাড়াও, MBs অফারশক্তি-সাশ্রয় এবং পরিবেশগত সুবিধা. ফাউলিং উপশম করে, MBs ব্যাকওয়াশিং এবং রাসায়নিক পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করে, যার ফলে প্রচুর পরিমাণে জল এবং রাসায়নিক সংরক্ষণ করা হয় এবং খরচ এবং পরিবেশগত বোঝা উভয়ই কম হয়। অধিকন্তু, কঠোর পরিচ্ছন্নতার এজেন্টের উপর নির্ভরতা হ্রাস ঝিল্লি উপাদানের রাসায়নিক ক্ষতি কমিয়ে দেয়, ঝিল্লির আয়ু বাড়াতে এবং দীর্ঘমেয়াদী প্রতিস্থাপনের খরচ আরও কমাতে সাহায্য করে।
এটা লক্ষণীয় যে ফাউলিং ইনহিবিশনে এমবি-এর কার্যকারিতা বিভিন্ন অপারেশনাল প্যারামিটার দ্বারা প্রভাবিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, ফিডওয়াটার পিএইচ উল্লেখযোগ্যভাবে এমবি কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে যখন pH নিরপেক্ষ (প্রায় 6) এর কাছাকাছি থাকে, তখন MBs HA ফাউলিংয়ের বিরুদ্ধে সবচেয়ে শক্তিশালী বাধা প্রদর্শন করে। এর কারণ হল HA অণুগুলি এই অবস্থার অধীনে এমবি শোষণ এবং বিচ্ছুরণের পক্ষে সবচেয়ে অনুকূল চার্জ বিতরণ প্রদর্শন করে। অন্যান্য কারণ যেমন MB ঘনত্ব, বুদবুদের আকার, ফিডওয়াটারের তাপমাত্রা এবং চাপও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সাধারণভাবে, নিম্ন তাপমাত্রা এবং চাপ, মাঝারি এমবি ঘনত্ব, এবং উচ্চ বায়ুপ্রবাহের হার এমবি ফাউলিং প্রতিরোধ কর্মক্ষমতা সর্বাধিক করার জন্য উপকারী।
সামনের দিকে তাকিয়ে, MBs UF ফাউলিং নিয়ন্ত্রণের জন্য উল্লেখযোগ্য সম্ভাবনা রাখে। একদিকে, অনলাইন মনিটরিং সিস্টেমের সাথে MB-এর সংমিশ্রণ ফ্লাক্স এবং TMP সিগন্যালের উপর ভিত্তি করে MB ডোজের বাস্তব-সময় সামঞ্জস্যের জন্য, সুনির্দিষ্ট এবং অভিযোজিত ফাউলিং প্রতিরোধ অর্জন করতে পারে৷ অন্যদিকে, এমবিগুলিকে শোষণকারী কণা, পরিবেশ বান্ধব রাসায়নিক সংযোজন বা হাইব্রিড চিকিত্সার কৌশলগুলির সাথে একীভূত করা যেতে পারে যাতে "ভৌত + রাসায়নিক + উপাদান" মাল্টি-মেকানিজম ফাউলিং কন্ট্রোল সিস্টেম তৈরি করা যায়, যা কর্মক্ষমতা আরও উন্নত করে। উপরন্তু, ভবিষ্যতের অধ্যয়নগুলিকে MBs-এর দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব এবং মেমব্রেন সামগ্রীর উপর তাদের সম্ভাব্য মাইক্রোস্কোপিক প্রভাবগুলি-বড় আকারের শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করতে হবে৷
সংক্ষেপে, UF ঝিল্লির MBs কার্যকরভাবে বিচ্ছুরণ, আন্তঃফেসিয়াল রেগুলেশন এবং অশান্তি প্রভাবের মাধ্যমে প্রাকৃতিক জৈব পদার্থ এবং অন্যান্য ম্যাক্রোমোলিকিউলস দ্বারা সৃষ্ট ফাউলিংকে বাধা দেয়। তারা উল্লেখযোগ্যভাবে ধীর প্রবাহ হ্রাস এবং TMP স্থিতিশীল. তাদের সবুজ এবং কম-শক্তি বৈশিষ্ট্যের সাথে, MBs জল চিকিত্সা প্রযুক্তির টেকসই উন্নয়ন লক্ষ্যগুলির সাথে সারিবদ্ধ হয় এবং বৃহত্তর গ্রহণের জন্য শক্তিশালী সমর্থন প্রদান করে। প্রযুক্তির পরিপক্কতা এবং প্রয়োগের কৌশলগুলি প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে, এমবিগুলি UF ফাউলিং কন্ট্রোল সিস্টেমের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হয়ে উঠবে বলে আশা করা হচ্ছে, জল চিকিত্সা শিল্পের জন্য আরও দক্ষ এবং পরিবেশ বান্ধব সমাধান সরবরাহ করবে।
