समुद्री जल से पीने योग्य पानी बनाने की कवायद, देखें वीडियो

धरती पर मीठे पानी की कमी दूर करने की आसान तकनीक

• ऊर्जा बचाने में भी सफलता मिली

• खारा पानी को मीठा बनाने का तरीका

• विलवणीकरण का खर्च भी काफी कम होगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः नई जल शोधन तकनीक समुद्री जल को बिना किसी रसायन के पीने योग्य पानी में बदलने में मदद करती है। जल विलवणीकरण संयंत्र महंगे रसायनों की जगह नए कार्बन क्लॉथ इलेक्ट्रोड लगा सकते हैं जो समुद्री जल से बोरॉन को हटाते हैं, जो समुद्री जल को सुरक्षित पेयजल में बदलने का एक महत्वपूर्ण कदम है।

मिशिगन विश्वविद्यालय और राइस विश्वविद्यालय के इंजीनियरों द्वारा नेचर वाटर में नई तकनीक का वर्णन करने वाला एक अध्ययन प्रकाशित किया गया है। बोरॉन समुद्री जल का एक प्राकृतिक घटक है जो लवणों को हटाने के लिए पारंपरिक फिल्टर से गुजरने पर पीने के पानी में एक जहरीला संदूषक बन जाता है। समुद्री जल का बोरॉन स्तर विश्व स्वास्थ्य संगठन की सुरक्षित पेयजल के लिए सबसे उदार सीमाओं से लगभग दोगुना है, और कई कृषि संयंत्रों की सहनशीलता से पाँच से 12 गुना अधिक है।

देखें इससे संबंधित वीडियो

अधिकांश रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली बहुत अधिक बोरॉन को नहीं हटाती हैं, इसलिए विलवणीकरण संयंत्रों को आमतौर पर बोरॉन से छुटकारा पाने के लिए कुछ पोस्ट ट्रीटमेंट करना पड़ता है, जो महंगा हो सकता है, यू-एम के रासायनिक इंजीनियरिंग और मैक्रोमोलेकुलर विज्ञान और इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर और अध्ययन के सह-संबंधित लेखक जोवन कामसेव ने कहा।

हमने एक नई तकनीक विकसित की है जो काफी हद तक स्केलेबल है और कुछ पारंपरिक तकनीकों की तुलना में ऊर्जा-कुशल तरीके से बोरॉन को हटा सकती है। समुद्री जल में, बोरॉन विद्युत रूप से तटस्थ बोरिक एसिड के रूप में मौजूद होता है, इसलिए यह रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली से होकर गुजरता है

जो आमतौर पर विद्युत रूप से आवेशित परमाणुओं और अणुओं को पीछे हटाकर नमक को हटाता है जिन्हें आयन कहा जाता है। इस समस्या से निपटने के लिए, विलवणीकरण संयंत्र आमतौर पर अपने उपचारित पानी में एक बेस मिलाते हैं, जिससे बोरिक एसिड नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है।

रिवर्स ऑस्मोसिस का एक और चरण नए चार्ज किए गए बोरॉन को हटा देता है, और बाद में एसिड डालकर बेस को बेअसर कर दिया जाता है। वे अतिरिक्त उपचार कदम महंगे हो सकते हैं। राइस यूनिवर्सिटी के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अध्ययन के सह-प्रथम लेखक वेई पैन ने कहा, हमारा उपकरण समुद्री जल विलवणीकरण की रासायनिक और ऊर्जा मांगों को कम करता है,

पर्यावरणीय स्थिरता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है और उपचारित पानी के प्रति घन मीटर 15 प्रतिशत या लगभग 20 सेंट तक की लागत में कटौती करता है। यह देखते हुए कि 2019 में वैश्विक विलवणीकरण क्षमता कुल 95 मिलियन क्यूबिक मीटर प्रतिदिन थी, नई झिल्लियों से सालाना लगभग 6.9 बिलियन डॉलर की बचत हो सकती है। बड़े विलवणीकरण संयंत्र – जैसे कि सैन डिएगो का क्लाउड बड लुईस कार्ल्सबैड विलवणीकरण संयंत्र – एक वर्ष में लाखों डॉलर बचा सकता है।

इस तरह की बचत समुद्री जल को पीने के पानी का अधिक सुलभ स्रोत बनाने और बढ़ते जल संकट को कम करने में मदद कर सकती है। ग्लोबल कमीशन ऑन द इकोनॉमिक्स ऑफ वॉटर की 2023 की रिपोर्ट के अनुसार, 2030 तक मीठे पानी की आपूर्ति से मांग का 40 प्रतिशत पूरा होने की उम्मीद है।

नए इलेक्ट्रोड ऑक्सीजन युक्त संरचनाओं से युक्त छिद्रों के अंदर बोरॉन को फँसाकर उसे हटाते हैं। ये संरचनाएँ विशेष रूप से बोरॉन से बंधती हैं जबकि समुद्री जल में अन्य आयनों को गुजरने देती हैं, जिससे वे बोरॉन की अधिकतम मात्रा को पकड़ पाती हैं। लेकिन बोरॉन पकड़ने वाली संरचनाओं को अभी भी बोरॉन को ऋणात्मक आवेश की आवश्यकता होती है।

बेस जोड़ने के बजाय, दो इलेक्ट्रोड के बीच पानी को विभाजित करके चार्ज बनाया जाता है, जिससे सकारात्मक हाइड्रोजन आयन और नकारात्मक हाइड्रॉक्साइड आयन बनते हैं। हाइड्रॉक्साइड बोरॉन से जुड़ता है, जिससे उसे एक नकारात्मक चार्ज मिलता है जो इसे सकारात्मक इलेक्ट्रोड में छिद्रों के अंदर कैप्चर साइट्स से चिपका देता है। इलेक्ट्रोड के साथ बोरॉन को कैप्चर करने से ट्रीटमेंट प्लांट रिवर्स ऑस्मोसिस के दूसरे चरण पर अधिक ऊर्जा खर्च करने से बच जाते हैं। इसके बाद, हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड आयन तटस्थ, बोरॉन-मुक्त पानी देने के लिए फिर से जुड़ते हैं।

राइस यूनिवर्सिटी में सिविल और पर्यावरण इंजीनियरिंग और केमिकल और बायोमॉलिक्यूलर इंजीनियरिंग के नैन्सी और क्लिंट कार्लसन प्रोफेसर और अध्ययन के सह-संबंधित लेखक मेनाचेम एलीमेलेक ने कहा, हमारा अध्ययन एक बहुमुखी प्लेटफ़ॉर्म प्रस्तुत करता है जो पीएच परिवर्तनों का लाभ उठाता है जो आर्सेनिक जैसे अन्य संदूषकों को आसानी से हटाने योग्य रूपों में बदल सकता है।