# எதிர்திசை சவ்வூடுபரவல்



**எதிர்திசை சவ்வூடுபரவல்** (*Reverse Osmosis*) என்பது மென்படல வடிகட்டுதலை ஒத்த முறையாகும். எனினும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலுக்கும், வடிகட்டுதலுக்கும் இடையில் முக்கிய பல வேறுபாடுகள் உள்ளன. மென்படல வடிகட்டுதலின் மேம்படுத்தப்பட்ட நீக்க இயக்க முறை என்பது வடிகட்டுதல் அல்லது அளவு நீக்கம் ஆகும். அதனால் உட்பாய்வு அழுத்தம் மற்றும் ஒருமுகப்படுத்துதல் போன்ற செயல்முறைக் கூறுகளைப் பொருட்படுத்தாமல் இந்த செயல்முறையானது கோட்பாட்டு ரீதியில் பொருள் நீக்குதலை முழுமையாகச் செய்கிறது. எனினும் RO (தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல்) ஆனது பரவல் இயக்குமுறைக்கு உட்படுத்துகிறது. அதனால் இதன் பிரிவுபட்ட செயல் திறமையானது அதன் அழுத்தம் மற்றும் நீரின் பாய்ம மதிப்பைக்கொண்டு உட்பாய்வு கரைப்பான் செறிவை சார்ந்து இருக்கிறது. இது அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு மென்படலத்தின் மூலம் கரைசலை தள்ளுகிறது மற்றும் கரைப்பான் தக்கவைத்திருக்கும் சுத்தமான கரைதிரவத்தை ஒரு பகுதியிலிருந்து அடுத்த பகுதிக்கு கடந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது. குறைந்த கரைப்பான் செறிவு நடக்கும் பகுதியில் இயற்கையாக ஒரு மென்படலம் வழியே கரைசல் நகரும்போது அதிக கரைப்பான் செறிவு இருக்கும் ஒரு பகுதியில் வெளிப்புற அழுத்தம் இல்லாதபோது நடக்கும் இது ஒரு வழக்கமான தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் செயல்பாடாகும்.  

## வரலாறு
பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படலங்களின் வழியாக சவ்வூடு பரவலின் செயல்பாட்டை முதன் முதலில் 1748 ஆம் ஆண்டு ஜீன் அண்டொய்னி நோலெட் (Jean Antoine Nollet) என்பவர் கவனித்தார். அதைத் தொடர்ந்த 200 வருடங்களுக்கு சவ்வூடுபரவல் என்பது ஆய்வகத்தில் காணப்படும் ஒரு நிகழ்வாக மட்டுமே இருந்தது. 1949 ஆம் ஆண்டில் லாஸ் ஏஞ்சல்ஸில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம் (UCLA), பகுதி சவ்வூடு பரவும் மென்படலங்களைக் கொண்டு கடல்நீரின் உப்பை நீக்கும் முறையைப் பற்றி முதன் முதலின் ஆய்வு செய்தது. UCLA மற்றும் புளோரிடா பல்கலைக்கழகம் இரண்டும் செய்த ஆராய்ச்சிகளின் முடிவில் 1950களின் மத்தியில் வெற்றிகரமாக கடல்நீரிலிருந்து சுத்தமான நீர் உற்பத்தி செய்யப்பட்டது. ஆனால் வணிகமுறையில் இதன் பாயம் மிகவும் குறைவாக இருப்பது தெரிந்தது. ஆனால் ROவின் எதிர்காலம் சாத்தியமுள்ளதாக இருந்தது. 2001 ஆம் ஆண்டின் முடிவில் சுமார் 15,200 உப்பு நீக்கும் முறை கலங்கள் உலகளவில் செயல்பாடுகளில் அல்லது திட்டமிடும் படலத்திலும் இருந்தன. நீண்ட தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் மற்றும் பலகட்ட ஆவித் தெரிப்பு உப்பு நீக்குதல் தொகுதிகள் குறிப்பாக சவுதி அரேபியா போன்ற மத்திய கிழக்கு பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தத் தொகுதிகளுக்கான எரிசக்தி தேவைகள் மிகவும் பெரிதாகும். ஆனால் அந்த பிரதேசத்தில் ஏராளமான எண்ணெய் உள்ளக் காரணத்தால் மின்சாரம் மிகவும் மலிவாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. உப்பு நீக்க ஆலைகள் மின்சார நிலையங்களின் அருகிலேயே அதிகமாக அமைக்கப்படுகின்றன, இதனால் பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் எரிசக்தி இழப்பு குறைக்கப்படுகிறது மேலும் பலகட்ட ஆவித் தெரிப்பு தொகுதிகளில் உப்பு நீக்குதல் செயல்பாடுக்காக விரயமாகும் வெப்பத்தை பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, நீரின் உப்பு நீக்குதலுக்கு தேவையான குறிப்பிட்ட எரிசக்தி அளவைக் குறைத்து மின்சார நிலையங்களுக்கு குளுமையைத் தருகிறது  

**கடல் நீர் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல்** (SWRO) என்பது ஒரு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் உப்பு நீக்குதல் மென்படல செயல்பாடாகும், 1970களின் முற்பகுதியில் இருந்து இது வணிகரீதியாக பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. கலிபோர்னியாவின் உள்ள கொலிங்காவில் UCLAவில் இருந்து சிட்னி லோப் மற்றும் ஷிரிநிவாச சௌரிராஜன் இருவரும் இதன் முதன்முதலில் நடைமுறையைச் செயல்படுத்திக் காட்டினர்.  
இருப்பினும் பிற மிகவும் பெரிய நீர் படிமங்களை விநியோகிப்பதைக் காட்டிலும்(தலைகீழ் சவ்வூடுபரவலின் கழிவுநீர் சிகிச்சை உள்ளிட்ட), வெப்பமாக்கல் தேவையின்மை அல்லது நிலைமாற்றங்கள் தேவைப்பட்டதால், உப்பு நீக்குதலின் பிற செயல்பாடுகளுடன் ஒப்பிடும் போது எரிசக்தி தேவைகள் குறைவாகவே தேவைப்படுகிறது.  

பொதுவாக ஒற்றைக் கடக்கும் SWRO அமைப்பு பின்வரும் கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது:  

- உட்கொள்ளளவு
- முன் செயலாக்கம்
- உயர்ந்த அழுத்த எக்கி
- மென்படலக் தயாராக்கம்
- ரிமெயனரலிசேசன் மற்றும் pH சரிசெய்தல்
- நுண்ணுயிர் நீக்கம்

### முன் செயலாக்கம்
நுண்அலகு வடிகட்டுதல் (NF) மென்படலங்கள் அதன் இயற்கையான சுருளான புண் வடிவத்தின் காரணமாக RO உடன் வேலை செய்யும் போது முன் செயலாக்கம் முக்கியமாகிறது. இதைப்போன்ற படிவம் அமைப்பின் வழியாக மட்டும் கடந்து செல்லும் படி ஒரே ஒரு வழி மட்டும் கொண்டதாக இந்தப் பொருளின் பொறியியல் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சுருளான புண் வடிவம் நீருடன் துகள்களை நீக்குவதற்கு அனுமதிப்பதில்லை அல்லது திடமான இதன் மேற்பரப்பை நீக்க காற்றைக் கிளறி அரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது. மென்படல மேற்பரப்பு அமைப்புகளில் இருந்து சேர்க்கப்பட்ட பொருள் நீக்கமுடிவதில்லை, இவை கறைபடிவித்தலுக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறனற்றதாக உள்ளது (உற்பத்திக் கொள்ளளவின் இழப்பு). அதனால், எந்த ஒரு RO அல்லது NF அமைப்புக்கும் முன் செயலாக்கம் முக்கியமாகிறது. SWRO அமைப்பின் முன் செயலாக்கம் நான்கு முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை பின்வருமாறு:  

- திடப்பொருள்களை சலித்தல்: நீரில் உள்ள திடப்பொருள்கள் கண்டிப்பாக நீக்கப்பட வேண்டும் மேலும் நயமான துகள்களில் இருந்து மென்படலங்களில் கறைபடிவதிலிருந்து நீர் சிகிச்சை செய்யப்பட வேண்டும் அல்லது உயிரிய வளர்ச்சி மற்றும் அதிக அழுத்த எக்கிக் கூறுகளில் இருந்து ஏற்படும் சேதத்தின் இடர்களைக் குறைக்க திடப்பொருள்கள் நீக்கப்படவேண்டும்.
- கார்ட்ரிஜ் வடிகட்டுதல் - பொதுவாக கம்பிச் சுருள் பாலிபுரோப்பிலேன் வடிகட்டிகள் 1 - 5 நுண்ணளவு துகள்களை நீக்குகிறது.
- அளவிடப்பட்ட ஆக்சிகரண உயிர்க்கொல்லியான குளோரின் பாக்டீரியாவை கொல்வதைத் தொடர்ந்து பைசல்ஃபைட் அளவானது மிகவும் மெல்லிய மென்படலக் கலவையை அழிக்கக் கூடிய குளோரினை செயலிழக்கச் செய்கிறது. அவைகள் பயோஃபெளலிங் மட்டுப்படுத்திகளும் ஆகும். இவை பாக்டீரியாவைக் அழிக்காமல் மென்படல மேற்பரப்பில் அவை வளர்வதை எளிதாகத் தடுக்கிறது.
- முன்வடிகட்டுதல் pH ஐ சரி செய்தல்: pH ஆக இருந்தால் அவை நிராகரிக்கப்பட்ட நிலத்தடி நீரை செறிவிக்கும் போது ஊட்டு நீரின் கடினத் தன்மை மற்றும் காரத்தன்மை அளவுப் போக்கின் முடிவு செய்கிறது, கரையத்தக்க கார்பானிக் அமிலத்தின் படிவத்தில் இருந்து கார்பனேட்டை பராமரிப்பதற்கு அமிலத்தின் மிடறளவு குறிக்கப்பட்டுள்ளது.

:CO<sub>3</sub><sup>-2</sup> + H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> = HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O  
::HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> = H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O  

- கார்போனிக் அமிலம் கால்சியத்துடன் ஒருங்கிணைந்து கால்சியம் கார்போனைட் அளவுப் படிமத்தை உருவாக்குவதில்லை. கால்சியம் கார்போனேட் அளவுப் போக்கு லாங்கிலியர் தெவிட்டு நிலை உள்ளடக்கத்தை பயன்படுத்தி மதிப்பீடு செய்யப்படுகிறது. கார்பனோட் அளவுகளை கட்டுபடுத்துவதற்காக மிகவும் அதிகமான சல்புயூரிக் அமிலத்தை சேர்க்கும் போது RO மென்படலத்தின் கால்சியம் சல்பேட், பரியம் சல்பேட் அல்லது ஸ்டுரோன் சல்பேட் அளவு உருவாகக் காரணமாக இருக்கலாம்.
- ஆண்டிஸ்கேலன்ஸ் முன்வடிகட்டுதல்: அளவு மட்டுப்படுத்திகள் (அண்டிஸ்கேலண்ட்ஸ் என்றும் அறியப்படுகிறது) அமிலத்தை ஒப்பிடுகையில் அனைத்து அளவுகளும் உருவாவதைத் தடுக்கும் போது கால்சியம் கார்போனைட் மற்றும் கால்சியம் பாஸ்பேட் அளவுகள் உருவாவதை மட்டுமே தடுக்க முடிகிறது. கூடுதலாக கார்போனைட் மற்றும் பாஸ்பேட் அளவுகள், ஆண்டிஸ்கேலன்ஸ் இன்கிபிட் சல்பேட் மற்றும் புளூரைட் அளவுகள் உள்வளர்ச்சியைத் தடுக்கும் போது, பரவுகை கூழ்மங்கள் மற்றும் மெட்டல் ஒட்சைட்டுகள் மற்றும் சிலிக்கா படிம உருவாக்குதலைத் தடுக்கும் போதும் விசேஷ பொருள்கள் மிச்சமாகின்றன.

### அதிக அழுத்த எக்கி
**எக்கி** யானது மென்படலத்தின் வழியாக தேவையான அழுத்தத்தை அளிக்கிறது, மென்படலமும் உப்பின் வீரியத்தை இதன் மூலம் நீக்குகிறது. பொதுவாக உப்புத்தன்மையுடைய நீரின் அளவின் அழுத்தம் 225 இல் இருந்து 375 psi ஆக உள்ளது(15.5 இல் இருந்து 26 bar வரை அல்லது 1.6 இல் இருந்து 2.6 MPa வரை). கடல் நீருக்கு அவை 800 இல் இருந்து 1,180 psi வரை அளவைக் குறைக்கிறது (55 இல் இருந்து 81.5 பார் அல்லது 6 இல் இருந்து 8 MPa வரை).  

### மென்படலத் தொகுப்பு

மென்படலத் தொகுப்பானது அழுத்தக் கலனை கொண்ட மென்படலத்தைக் கொண்டுள்ளது. இது ஊட்டு நீரை இதற்கு எதிராக அழுத்துவதற்கு அனுமதிக்கிறது. மென்படலமானது அதற்கு எதிரான எந்த ஒரு அழுத்தத்தையும் தாங்கக் கூடிய வகையில் கண்டிப்பாக எதிர்த்து நிற்க வேண்டும். RO மென்படலங்கள் பல்வேறு உள்கட்டமைப்புகளைக் கொண்டு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் பொதுவாக இரண்டு முக்கிய உள்கட்டமைப்புகளாக **சுருள் புண்** மற்றும் **உள்ளீடற்ற இழை** போன்றவற்றைக் கொண்டுள்ளது.  

### ரீமினரலெசேசன் மற்றும் pH ஐ சரிபார்த்தல்
உப்பு அகற்றப்படாத நீர் மிகவும் அரிக்கும் தன்மையை கொண்டதாகும் மேலும் இது நீரோட்டத்தின் கீழ்நிலை குழாய் இணைப்புகளை காப்பதற்காக "நிலைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது". மேலும் திண்காறை அல்லது சிமெண்ட் பூசப்பட்ட மேற்பரப்பில் அரிப்பைத் தடுக்க கூடுதலாக எலுமிச்சை அல்லது எரிகாரம் போன்றவை இருப்புகளில் கூடுதலாக சேர்க்கப்படுகிறது. நகரக்கூடிய நீரானது விவரக்கூற்றுகளை அடைய எலுமிச்சைப் பொருள் pH ஐ 6.8 இல் இருந்து 8.1க்கு ஒழுங்குப்படி சரிசெய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது, முதன்மையாக விளைவுகளில் நுண்ணுயிர் நீக்கம் மற்றும் அரித்தலைக் கட்டுப்படுத்த பயன்படுகிறது.  

### நுண்ணுயிர் நீக்கம்
பின் செயலாக்கமானது நீரை நிலைப்படுத்தவும் அதை விநியோகிப்பதற்கு தயார்படுத்தவும் பயன்படுகிறது. உப்புநீக்க செயல்பாடுகள் நோய் விளைவிக்கும் உயிரினங்களை மிகவும் பயனுள்ள வகையில் தடை செய்கிறது, எனினும் நுண்ணுயிர் நீக்கமானது "பாதுகாப்பான" நீரை வழங்குவதை உறுதிபடுத்தப் பயன்படுகிறது. நுண்ணுயிர் நீக்கம் (கிருமி நாசினி அல்லது நுண்ணுயிர்க்கொல்லல் என சில நேரங்களில் அழைக்கப்படுகிறது) எந்த ஒரு பேக்டீரியா ஓரணு உயிரி மற்றும் உப்புநீக்க செயல்பாடின் மாற்றுவழியில் உற்பத்தி செய்த நீரில் கலக்கும் வைரஸ் போன்றவற்றை அளிக்கும் வேலையைச் செய்கிறது. குளோரினேற்றம் அல்லது குளோரிமினேசனை (குளோரின் மற்றும் அம்மோனியா) UV விளக்குகளை நேரடியாக பொருள்களில் பயன்படுதும் போது புறஊதாக்கதிரின் மூலம் நுண்ணியிர் நீக்கம் நடைபெறலாம். பல நாடுகளில் வழங்கப்படும் நீரின் மூலம் அமைப்பில் மாசு கலந்து நோய்த் தொற்றுவதில் இருந்து காப்பதற்கு குளோரினேற்றம் அல்லது குளோரிமினேசனை ஏதாவது ஒன்று "தேங்கிய" நுண்ணுயிர் நீக்க முகவர்களை நீர் வழங்கும் அமைப்பில் வழங்குகிறது.  

## குறைபாடுகள்
வீட்டு உபயோக தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் அலகுகள் அதன் குறைந்த பின் அழுத்தத்தால் அதிகமான நீரை பயன்படுத்துகிறது. இதன் முடிவாக அமைப்பில் நீர் நுழையும் போது 5 இல் இருந்து 15 சதவீதம் மட்டுமே அவைத் திரும்பப் பெறுகிறது. எஞ்சியவை கழிவு நீராக வெளியேற்றப்படுகிறது. ஏனெனில் கழிவு நீரானது நீக்கப்பட்ட மாசுக்களைத் தன்னுள் கொண்டுள்ளது, வீட்டு உபயோக அமைப்புகளில் இந்த நீரை திரும்பப் பெறும் வகைகள் நடைமுறைக்கு ஒத்துவராது. கழிவு நீர் பொதுவாக வீட்டு வடிகால்களில் கொண்டு சேர்க்கப்படும் மேலும் இது வீட்டு உபயோக செப்டிக் அமைப்பிலும் இதன் பளுவை அதிகரிக்கிறது. ஒரு RO அலகு ஒரு நாளைக்கு 5 கேலன்கள் சுத்தப்படுத்தப்பட்ட நீரை வழங்குகிறது, மேலும் ஒரு நாளைக்கு 40 இல் இருந்து 90 கேலன்கள் கழிவு நீரை செப்டிக் அமைப்பினுள் கொண்டு சேர்க்கிறது.  

பெரிய அளவு தொழிலகங்கள்/நாகராட்சி அமைப்புகளில் உற்பத்தியின் பயன்திறன் 48% நெருங்குகிறது, ஏனெனில் அவர்கள் RO வடிகட்டுதலுக்குத் தேவையான அதிக அழுத்தத்தை உருவாக்க முடியும்.  

## புதிய மேம்பாடுகள்
அதிகமான கறைபடிந்த நீருடன் மற்றவைகளை முன்வடிகட்டுதலின் போது அதிக-நுண்ணியத் துளை மென்படலத்திற்கு குறைந்த் நீரழுத்த சக்தி தேவைப்படுகிறது, இவை மதிப்பிடப்பட்டு 1970களில் இருந்து சிலநேரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனினும், இரண்டு மென்படலங்களில் வழியாக நீர் கடந்து செல்கிறது என்பதும் அடிக்கடி மீண்டும் அழுத்ததுக்கு உட்படுகிறது என்பதும் புலனாகிறது, அமைப்பிற்கு அதிகமான சக்தி உள்ளீடு தேவைப்பட்டால் அதன் விலையும் அதிகமாகிறது.  

விலைமதிப்புள்ள அயனி நீக்கம் அடைந்த பொருள்களைத் திரும்பபெறுவதை முன்னேற்றுவதை விடவும் அல்லது வெளியேற்றவும் அல்லது அகற்றவும் தேவைப்படும் செறிவூட்டும் கனஅளவைக் குறைப்பதையும் விட அண்மையில் பிற மேம்பாடு வேலையில் மின்முறை சவ்வூடு பிரித்தலுடன் RO வைத் தொகுக்க முயற்சிக்கப்படுகிறது.  

## குறிப்புகள் மற்றும் குறிப்புதவிகள்