ریورس اوسموسس میں پیشرفت سب سے زیادہ توانائی سے موثر سمندری پانی کو صاف کرنے کا باعث بن سکتی ہے

(نانوورک نیوز) سمندری پانی سے تازہ پانی تیار کرنے میں عام طور پر بڑی مقدار میں توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ صاف کرنے کے لئے سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر عمل کو ریورس اوسموسس کہا جاتا ہے ، جو معدنیات کو دور کرنے کے لئے ہائی پریشر میں سمندری پانی کو ایک جھلی کے اوپر بہا کر کام کرتا ہے۔

اب ، پرڈیو یونیورسٹی کے انجینئروں نے "بیچ ریورس اوسموس" نامی اس عمل کی ایک قسم تیار کی ہے ، جس میں توانائی کی بہتر کارکردگی ، دیرپا سازوسامان اور زیادہ نمکینی پانی پر عملدرآمد کرنے کی صلاحیت کا وعدہ کیا گیا ہے۔ اس سے پوری دنیا میں پانی کی حفاظت میں فرق پیدا کرنے والا ختم ہوسکتا ہے۔

کئی ممالک میں ریورس اوسموس کا استعمال کیا جاتا ہے۔ مشرق وسطی کی طرح خشک جگہوں پر ، پینے کے صاف پانی کی نصف سے زیادہ فراہمی صاف کرنے کی سہولیات سے آتی ہے۔ لیکن اس عمل کے ل required اعلی سطحی دباؤ کو برقرار رکھنے کے ل - - 70 گنا تک ماحولیاتی دباؤ - ایک صاف کرنے والے پلانٹ کو بڑی تعداد میں پمپ اور دیگر سامان استعمال کرنا چاہئے۔ اور اس میں بہت ساری توانائی استعمال ہوتی ہے۔

مکینیکل انجینئرنگ کے پرڈیو اسسٹنٹ پروفیسر ڈیوڈ وارسنجر نے کہا ، "ڈیسیالینیشن پلانٹ کی زندگی بھر لاگت کا تقریبا a تیسرا حصہ توانائی ہے۔ "اس عمل میں بھی چھوٹی چھوٹی بہتری - فرق کے چند فیصد پوائنٹس - سیکڑوں لاکھوں ڈالر کی بچت کرسکتے ہیں اور CO2 کو ماحول سے دور رکھنے میں مدد کرسکتے ہیں۔"

ایم آئی ٹی میں ڈاکٹریٹ کے کام کے دوران ، وارسنجر نے سب سے پہلے "بیچ ریورس اوسموسس" کا خیال تیار کیا۔ ان اعلی دباؤ کی سطح پر سمندری پانی کا مستقل بہاؤ رکھنے کے بجائے ، بیچ عمل ایک وقت میں پانی کی ایک مقررہ مقدار میں لے جاتا ہے۔ اس پر عملدرآمد؛ اسے خارج کرتا ہے؛ اور پھر اگلے بیچ کے ساتھ عمل کو دہراتا ہے۔

وارسنجر نے کہا ، "ہر بیچ میں ایک سے دو منٹ تک کام ہوتا ہے۔ "ہم وقت کے ساتھ دباؤ کو بڑھاتے ہیں ، وقت کے ساتھ حجم کو کم کرتے ہیں اور اسی مقدار میں تازہ پانی پیدا کرنے کے ل much ہم بہت کم توانائی استعمال کرتے ہیں۔"

گریجویٹ طلباء ابیمانیو داس (بائیں) اور اکشے راؤ ایک پسٹن ٹینک کو ایڈجسٹ کرتے ہیں ، جو ایک نئی صفائی کے عمل کا کلیدی جزو ہے جسے "ڈبل ایکٹنگ بیچ ریورس اوسموس" کہتے ہیں۔ (تصویری: جیریڈ پائک ، پرڈیو یونیورسٹی)

اگرچہ کچھ صاف کرنے والے پلانٹوں نے سیمی بیچ تکنیک کو استعمال کرنے کی کوشش کی ہے ، لیکن کسی نے کبھی بھی مکمل بیچ سسٹم کو نافذ نہیں کیا ہے - جزوی طور پر بیچوں کے مابین وقت کے وقفے کی وجہ سے۔

وارسنجر نے کہا ، "پانی کے ہر ایک بیچ کو باہر پھینکنے میں وقت اور توانائی درکار ہے ، اور پھر پروسیسنگ کے لئے اگلے بیچ کو پانی میں پمپ کرنا ہے۔" "اس وقت اور توانائی کے خرچ سے عام طور پر بیچ کے عمل کو استعمال کرنے سے آپ کو حاصل ہونے والی کارکردگی سے منسوخ ہوجاتا ہے۔ اسی لئے ہم نے 'ڈبل ایکٹنگ بیچ ریورس اوسموسس' نامی ایک حل تیار کیا۔

ڈبل ڈیوٹی پسٹن

یہ نیا عمل پسٹن ٹینک کا استعمال کرتا ہے۔ ایک دباؤ والا برتن جس میں وسط میں پسٹن ہوتا ہے۔ اگرچہ پسٹن کا ایک رخ سمندری پانی کو پروسیسنگ لوپ میں بھیجتا ہے ، پسٹن کا دوسرا رخ بیک وقت قطار میں سمندری پانی کے اگلے بیچ کے ساتھ بھر جاتا ہے۔ جب ایک بیچ کا عمل ختم ہوجاتا ہے ، پسٹن بغیر کسی رکاوٹ کے سمندری پانی کے اگلے بیچ کو سسٹم میں داخل کردیتا ہے جبکہ بیک وقت قطار میں موجود سمندری پانی کے اگلے بیچ کے ساتھ اس کی دوسری طرف بھرتا ہے ، اور یہ عمل مسلسل دہراتا رہتا ہے۔

وارسنجر نے کہا ، "ہر بار پسٹن کو مکمل طور پر خالی کرنے یا پسٹن پر دباؤ ڈالنے کے لئے کچھ اور مائع یا گیس استعمال کرنے کی بجائے ، ہم اسے سمندری پانی کے اگلے بیچ سے بھر رہے ہیں۔" انہوں نے کہا کہ پسٹن کے ایک رخ کے بجائے مردہ جگہ ہونے کی بجائے ہم سمندری پانی کو خود ہی اس پسٹن سے ڈبل ڈیوٹی نکالنے کے ل are استعمال کررہے ہیں ، لہذا اب کوئی کم وقت باقی نہیں رہتا ہے۔

"ہمارے ماڈل کے مطابق یہ مجوزہ نظام سمندری پانی کی صفائی کے لئے اب تک کی سب سے کم توانائی کی کھپت پیش کرتا ہے۔ یہ ایک بہترین درجہ کا سنگ میل ہے۔

ان کی تحقیق شائع ہوئی ہےصاف کرنا (جی جی کا حوالہ best بہترین طبقاتی کارکردگی اور کم ٹائم ٹائم جی جی کوٹ کیلئے ڈبل ایکٹنگ بیچ ریورس اوسموس ترتیب؛).

مکانیکل انجینئرنگ میں پرڈیو ماسٹر کی طالبہ اور اس مقالے کے پہلے مصنف ، سینڈرا کورڈوبا نے کہا ، "ڈاون ٹائم واقعی آپ سے بچنا چاہتے ہیں۔" اگر آپ کو ہر دور کے بعد سسٹم کی خدمت کرنا ہے تو ، آپ اپنی تمام تر توانائیاں کھو دیتے ہیں۔ اس ٹائم ٹائم کو کم کرنا یا اس کو ختم کرنا ہی کلیدی چیز ہے جو بیچ ریورس اوسموس کو قابل عمل بناتی ہے۔

قرطبہ نے کاغذ میں استعمال ہونے والے نظریاتی ہائیڈرولک ماڈلز کو بھی تیار کیا۔

قرطبہ نے کہا ، "ریورس اوسموسس ایک پیچیدہ عمل ہے۔ "اس کی کامیابی کا اندازہ لگانے کے ل you ، آپ کو متعدد متغیرات کو تلاش کرنا ہوگا: پانی کا دباؤ ، حجم ، نمکینی ، بحالی کا تناسب ، وقت اور توانائی۔ ان ماڈلز کی مدد سے ، ہم وقت کے ساتھ ساتھ دباؤ کی صحیح مقدار کا تعین کرنے میں کامیاب ہوگئے تاکہ کم سے کم توانائی کا استعمال کرتے ہوئے بہترین نتائج حاصل کیے جاسکیں۔

پسٹن ٹینک کتنا بڑا ہے؟ یہ سسٹم کی جسامت پر منحصر ہے۔

وارسنجر نے کہا ، "ریورس اوسموسس مختلف پیمانے پر ترازو پر کام کرتا ہے۔ "ہندوستان میں گھروں میں اکثر اپنے ہی گھر کے لئے مائکرو ریورس اوسموس سسٹم ہوتا ہے ، جہاں آپ اسے اپنے ہاتھوں میں تھام لیتے ہیں۔ اپنے تجربات کے ل we ، ہم نے ایک ماڈل سسٹم تیار کیا ہے جہاں پسٹن ٹینک آگ بجھانے والے اوزار کے سائز کا ہوتا ہے۔ پورے پیمانے پر پودے میں ، یہ ایک سو فٹ لمبا ہوسکتا ہے۔ لیکن اس کی خوبصورتی یہ ہے کہ یہ کوئی پیچیدہ سامان نہیں ہے۔ یہ بنیادی طور پر ایک پائپ ہے جس کے بیچ میں پانی سے تنگ پستون ہے۔ لیکن اس پسٹن ٹینک سے سب کچھ بدل جاتا ہے۔

وارسنجر کی لیب نے اس ڈبل ایکٹنگ بیچ ڈویلپمنٹ کا استعمال ڈیشلینیشن میں کئی نئی پیشرفتوں کے لئے کیا ہے۔ ابھیمانیو داس ، ایک پرڈوی پی ایچ ڈی۔ مکینیکل انجینئرنگ کے طالب علم ، نے "بیچ کاؤنٹر فلو ریورس اوسموسس" نامی اس عمل کے مختلف انداز کو بیان کرتے ہوئے تحقیق شائع کی ہے۔ جھلی کے دونوں اطراف پر پانی کی کچھ مقدار کو دوبارہ تراشنے سے ، داس کے عمل کو نمکین پانی کی اعلی توانائی کے لئے سب سے زیادہ توانائی سے بچنے والا عمل بتایا جاتا ہے ، جبکہ اس کے کم اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے۔ اور پرڈیو ماسٹر کے طالب علم مائیکل روگین برگ نے تحقیق شائع کی ہے جس میں بتایا گیا ہے کہ بیچ ریورس اوسموسس اور قابل تجدید توانائی کے امتزاج سے امریکہ اور میکسیکو کے مابین 1،954 میل کی پوری سرحد پر تازہ پانی فراہم کیا جاسکتا ہے۔

وارسنجر نے کہا ، "پانی کی حفاظت دنیا بھر میں ایک بہت بڑا مسئلہ ہے ، جس پر میں نے اپنا پورا کیریئر کام کرنے میں صرف کیا ہے۔" “بیچ ریورس اوسموسس کے ساتھ یہ نتائج واقعی دلچسپ ہیں۔ اگر ہم لاگت کو تھوڑا سا نیچے لاتے ہیں تو ، پھر جگہ صاف کرنا مزید جگہوں کے لئے ایک قابل عمل آپشن بن جاتا ہے۔ یہ تبدیلی آسکتی ہے۔