समुद्री जल विलवणीकरण प्रौद्योगिकी: अनुप्रयोग और प्रगति

   समुद्री जल विलवणीकरण, वैश्विक जल संकट समस्या के एक महत्वपूर्ण समाधान के रूप में, ने कई अनुसंधान संस्थानों और उद्यमों को अनुसंधान और विकास में महत्वपूर्ण संसाधन निवेश करने के लिए आकर्षित किया है। प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और लागत में क्रमिक कमी के साथ, समुद्री जल विलवणीकरण तकनीक धीरे-धीरे प्रयोगशाला से बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोग की ओर बढ़ रही है। यह लेख समुद्री जल विलवणीकरण में प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग की वर्तमान स्थिति, मुख्यधारा के तरीकों और उनके विकास के रुझानों का पता लगाएगा। 

I. विलवणीकरण प्रौद्योगिकी का अवलोकन 
समुद्री जल विलवणीकरण एक ऐसी तकनीक को संदर्भित करता है जो समुद्री जल से नमक को एक श्रृंखला की प्रक्रियाओं के माध्यम से हटाती है, जिससे ताज़ा पानी प्राप्त होता है। यह तकनीक समय, स्थान या जलवायु से प्रभावित नहीं होती है, और ताज़े पानी की कुल मात्रा को बढ़ा सकती है, जो पानी की कमी की समस्या को हल करने के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करती है। विश्व स्तर पर, दस से अधिक देशों में सौ से अधिक अनुसंधान संस्थान समुद्री जल विलवणीकरण पर शोध के लिए समर्पित हैं, और उन्होंने विभिन्न संरचनाओं और क्षमताओं के साथ विभिन्न प्रकार की समुद्री जल विलवणीकरण सुविधाएं विकसित की हैं। ये सुविधाएं तटीय क्षेत्रों में व्यापक रूप से वितरित हैं, जो स्थानीय निवासियों और औद्योगिक उत्पादन के लिए स्थिर ताज़े पानी की आपूर्ति करती हैं। 

II. मुख्यधारा की विलवणीकरण प्रौद्योगिकियाँ 
वर्तमान में, बाजार में मुख्यधारा की विलवणीकरण प्रौद्योगिकियों में मुख्य रूप से दो श्रेणियां शामिल हैं: आसवन विधि और झिल्ली विधि। 
आसवन एक ऐसी विधि है जिसमें समुद्री जल को गर्म करना शामिल है ताकि वह वाष्पित हो जाए, फिर भाप को संघनित और एकत्र करके ताज़ा पानी प्राप्त किया जा सके। इस विधि का एक लंबा इतिहास और परिपक्व तकनीक है, जिसमें मुख्य रूप से मल्टी-स्टेज फ्लैश डिस्टिलेशन (MSF), लो-टेम्परेचर मल्टी-इफेक्ट (LT-MED), और प्रेशर वेपर डिस्टिलेशन (MVC) प्रौद्योगिकियां शामिल हैं। मल्टी-स्टेज फ्लैश डिस्टिलेशन और लो-टेम्परेचर मल्टी-इफेक्ट प्रौद्योगिकियां मुख्य रूप से भाप को गर्मी स्रोत के रूप में उपयोग करती हैं और अक्सर बिजली संयंत्रों के साथ संयुक्त होती हैं, टर्बाइनों से अपशिष्ट भाप निकालकर आसुत जल का उत्पादन करती हैं। प्रेशर वेपर डिस्टिलेशन तकनीक हीट पंप वाष्पीकरण तकनीक का उपयोग करती है और केवल विद्युत ऊर्जा का उपयोग करती है, जिससे यह गर्मी स्रोतों के बिना द्वीप क्षेत्रों के लिए उपयुक्त हो जाती है। 
झिल्ली-आधारित समुद्री जल विलवणीकरण तकनीक का प्रतिनिधित्व मुख्य रूप से रिवर्स ऑस्मोसिस (RO) तकनीक द्वारा किया जाता है। यह तकनीक अर्ध-पारगम्य झिल्लियों का उपयोग करती है, जिससे पानी दबाव में गुजर सकता है जबकि नमक और अशुद्धियों को बरकरार रखा जाता है। झिल्ली सामग्री में निरंतर सुधार और निर्माण लागत में कमी के साथ, रिवर्स ऑस्मोसिस तकनीक समुद्री जल विलवणीकरण के लिए मुख्यधारा के तरीकों में से एक बन गई है। आधुनिक रिवर्स ऑस्मोसिस डिवाइस आमतौर पर बहुलक समग्र सामग्री से बने सर्पिल घाव झिल्ली तत्वों का उपयोग करते हैं, जिसमें उच्च जल उत्पादन क्षमता, कम ऊर्जा खपत और रखरखाव में आसानी होती है। 

III. समुद्री जल के विलवणीकरण में तकनीकी नवाचार और विकास 
हाल के वर्षों में, समुद्री जल विलवणीकरण तकनीक ने सामग्री नवाचार, प्रक्रिया अनुकूलन और बुद्धिमान संचालन जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण प्रगति की है। 
सामग्री नवाचार के संदर्भ में, नए समग्र सोखना तरीकों और चयनात्मक आयन पंप घटकों के विकास ने समुद्री जल विलवणीकरण के लिए अधिक विकल्प प्रदान किए हैं। उदाहरण के लिए, इज़राइल ने नए समग्र सोखना विधि में महत्वपूर्ण सफलताएँ हासिल की हैं, जिसमें एक विशेष फ्रैक्टल-संरचित आयरन ऑक्साइड - सक्रिय कार्बन मैट्रिक्स है जो सामान्य तापमान की स्थिति में क्लोराइड आयनों का अत्यधिक कुशल सोखना बनाने में सक्षम है। यूरोपीय संघ की ताज़े पानी परियोजना ने चयनात्मक आयन पंप घटकों के विकास के माध्यम से समुद्री जल के विलवणीकरण दक्षता को 45% तक बढ़ा दिया है। 
प्रक्रिया अनुकूलन के संदर्भ में, डबल झिल्ली विधि, अवशिष्ट जल को पहले से गर्म करने और पानी की आपूर्ति करने की तकनीक, और झिल्ली आसवन तकनीक जैसे अभिनव तकनीकों के अनुप्रयोग ने समुद्री जल विलवणीकरण की दक्षता और अर्थव्यवस्था को और बढ़ाया है। उदाहरण के लिए, ओमान में सुहर पावर प्लांट द्वारा शुरू की गई अवशिष्ट जल पूर्व-ताप और जल पूरक तकनीक ने मल्टी-स्टेज फ्लैश वाष्पीकरण उपकरण की विशिष्ट बिजली खपत को कम कर दिया है। एमआईटी और ज़ियामेन विश्वविद्यालय की टीम ने झिल्ली आसवन तकनीक में नई प्रगति की है, क्रमशः सुपरहाइड्रोफोबिक PTFE एयर गैप झिल्लियों को अपनाकर और झिल्ली आसवन घटकों के प्रवाह और नमक प्रतिरोध प्रदर्शन में सुधार के लिए अल्ट्रासोनिक विकिरण के साथ अशांत वृद्धि विधियों का उपयोग करके। 
बुद्धिमान संचालन के संदर्भ में, डिजिटल उपकरणों के अनुप्रयोग और इंजीनियरिंग अनुभव के संचय के साथ, समुद्री जल विलवणीकरण परियोजनाओं का संचालन और रखरखाव प्रबंधन अधिक परिष्कृत और कुशल हो गया है। उदाहरण के लिए, झेजियांग प्रांत में एक अनुसंधान टीम द्वारा रसायनों के पल्स इंजेक्शन मोड पर किए गए एक पायलट परीक्षण से पता चला कि तीन-आवृत्ति आवधिक सफाई विधि अशुद्धियों के जमाव को 42% तक कम कर सकती है। क्वानझोउ में एक समुद्री जल विलवणीकरण संयंत्र द्वारा अपनाई गई क्रॉस-चेकिंग प्रणाली जो आठ वर्षों से चालू है, ने रखरखाव लागत को काफी कम कर दिया है। 

IV. विलवणीकरण प्रौद्योगिकी की भविष्य की संभावनाएं 
भविष्य में, समुद्री जल विलवणीकरण तकनीक से माइक्रो-पोर्टेबल उपकरणों और बड़े पैमाने की परियोजनाओं के लिए नई औद्योगिक परिसंचरण प्रणालियों दोनों में सफलता मिलने की उम्मीद है। माइक्रोफ्लुइडिक सिद्धांतों पर आधारित माइक्रो-पोर्टेबल डिवाइस दूरदराज के क्षेत्रों और आपातकालीन स्थितियों में ताज़े पानी की मांगों को पूरा कर सकते हैं। साथ ही, बड़े पैमाने की परियोजनाओं के लिए नई औद्योगिक परिसंचरण प्रणाली में सुधार समुद्री जल विलवणीकरण तकनीक के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग और प्रचार को बढ़ावा देगा। 

    इसके अतिरिक्त, जलवायु परिवर्तन की तीव्रता और जल संकट के मुद्दों की बढ़ती गंभीरता के साथ, विलवणीकरण तकनीक अधिक देशों और क्षेत्रों के लिए अपनी जल संसाधन समस्याओं को हल करने के लिए एक महत्वपूर्ण विकल्प बन जाएगी। सरकारों, उद्यमों और अनुसंधान संस्थानों को विलवणीकरण तकनीक के अनुसंधान और अनुप्रयोग को संयुक्त रूप से बढ़ावा देने और मानवता के सतत विकास में योगदान करने के लिए सहयोग को मजबूत करना चाहिए।