जल पुन: उपयोग का भविष्य: झिल्ली निस्पंदन में नवाचार जल संसाधनों की सुरक्षा में कैसे मदद कर सकते हैं

स्वच्छ जल की बढ़ती माँग दुनिया भर में पानी की कमी का कारण बन रही है। जैसे-जैसे जनसंख्या बढ़ती जा रही है और अधिक लोग शहरों की ओर पलायन कर रहे हैं, जल उपयोगिताओं को अपनी जल आपूर्ति और उपचार कार्यों से संबंधित अनेक चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है। स्थानीय जल प्रबंधन को नज़रअंदाज़ नहीं किया जा सकता, क्योंकि संयुक्त राष्ट्र का अनुमान है कि सभी मीठे पानी की निकासी का 12% शहरों से आता है। [1] पानी की बढ़ती माँग के अलावा, उपयोगिताएँ पुराने बुनियादी ढाँचे और सीमित धन का सामना करते हुए जल उपयोग, अपशिष्ट जल उपचार मानकों और स्थिरता उपायों से संबंधित नए कानूनों का पालन करने के लिए संघर्ष कर रही हैं।
कई उद्योग भी पानी की कमी के प्रति संवेदनशील हैं। पानी का उपयोग अक्सर विनिर्माण प्रक्रियाओं में शीतलन और सफाई के लिए किया जाता है, और इससे उत्पन्न अपशिष्ट जल को पुन: उपयोग या पर्यावरण में वापस छोड़ने से पहले उपचारित किया जाना चाहिए। कुछ प्रदूषकों को हटाना विशेष रूप से कठिन होता है, जैसे कि महीन तेल के कण, और ये अवशेष बन सकते हैं जिनके लिए विशेष उपचार की आवश्यकता होती है। औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचार विधियाँ लागत-प्रभावी होनी चाहिए और विभिन्न तापमानों और pH स्तरों पर बड़ी मात्रा में अपशिष्ट जल के उपचार में सक्षम होनी चाहिए।
उच्च-दक्षता वाला निस्पंदन प्राप्त करना अगली पीढ़ी के जल उपचार समाधानों के विकास का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। उन्नत निस्पंदन झिल्ली एक अत्यधिक कुशल और ऊर्जा-बचत उपचार पद्धति प्रदान करती है, और निर्माता औद्योगिक और नगरपालिका सुविधाओं की आवश्यकताओं को पूरा करने और जल संरक्षण एवं पुन: उपयोग के लिए बदलते नियामक परिवेश में आगे रहने के लिए लगातार नई तकनीकों का विकास कर रहे हैं।
जलवायु परिवर्तन जल आपूर्ति और जल गुणवत्ता को प्रभावित करता है। भयंकर तूफ़ान और बाढ़ जल आपूर्ति को नुकसान पहुँचा सकते हैं, जिससे प्रदूषकों का प्रसार बढ़ सकता है, और समुद्र का बढ़ता स्तर खारे पानी के घुसपैठ को बढ़ा सकता है। लंबे समय तक सूखे के कारण उपलब्ध जल की मात्रा कम हो रही है, और एरिज़ोना, कैलिफ़ोर्निया और नेवादा सहित कई पश्चिमी राज्यों ने कोलोराडो नदी बेसिन में पानी की कमी के कारण संरक्षण प्रतिबंध लगा दिए हैं।
जल आपूर्ति के बुनियादी ढाँचे में भी बड़े सुधारों और निवेश की आवश्यकता है। स्वच्छ जलग्रहण क्षेत्रों की ज़रूरतों पर अपने नवीनतम अध्ययन में, अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) ने पाया कि अगले 20 वर्षों में पर्याप्त स्वच्छ जल उपलब्ध कराने के लिए 630 अरब डॉलर की आवश्यकता होगी, जिसमें से 55% धनराशि अपशिष्ट जल के बुनियादी ढाँचे के लिए आवश्यक होगी। [2] इनमें से कुछ ज़रूरतें नए जल उपचार मानकों से उत्पन्न होती हैं, जिनमें सुरक्षित पेयजल अधिनियम और नाइट्रोजन व फॉस्फोरस जैसे रसायनों के अधिकतम स्तर निर्धारित करने वाले कानून शामिल हैं। इन दूषित पदार्थों को हटाने और एक सुरक्षित एवं स्वच्छ जल स्रोत प्रदान करने के लिए एक प्रभावी निस्पंदन प्रक्रिया अत्यंत महत्वपूर्ण है।
PFAS कानून न केवल जल निकासी मानकों को प्रभावित करते हैं, बल्कि फ़िल्टरेशन तकनीक को भी सीधे तौर पर प्रभावित करते हैं। चूँकि फ्लोरीनयुक्त यौगिक इतने टिकाऊ होते हैं, इसलिए वे कुछ झिल्लियों, जैसे पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (PTFE) में एक आम सामग्री बन गए हैं। झिल्ली फ़िल्टर निर्माताओं को नई नियामक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वैकल्पिक सामग्री विकसित करनी होगी जिनमें PTFE या अन्य PFAS रसायन न हों।
जैसे-जैसे ज़्यादा से ज़्यादा व्यवसाय और सरकारें मज़बूत ईएसजी कार्यक्रमों को अपना रही हैं, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना सर्वोच्च प्राथमिकता बनता जा रहा है। बिजली उत्पादन उत्सर्जन का एक प्रमुख स्रोत है, और सतत विकास लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए समग्र ऊर्जा खपत को कम करना एक महत्वपूर्ण उपाय है।
पर्यावरण संरक्षण एजेंसी की रिपोर्ट के अनुसार, पेयजल और अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र आमतौर पर नगर पालिकाओं में ऊर्जा के सबसे बड़े उपभोक्ता होते हैं, जो कुल ऊर्जा उपयोग का 30 से 40 प्रतिशत हिस्सा होते हैं। [3] अमेरिकन वाटर अलायंस जैसे जल संसाधन समूहों में वे जल उपयोगिताएँ शामिल हैं जो जलवायु परिवर्तन शमन रणनीतियों और सतत जल प्रबंधन के माध्यम से जल क्षेत्र में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने के लिए प्रतिबद्ध हैं। झिल्ली निस्पंदन निर्माताओं के लिए, किसी भी नई तकनीक का उपयोग करते समय ऊर्जा दक्षता महत्वपूर्ण होती है।

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यह सेंसर जांच पीटीएफई (टेफ्लॉन) सामग्री से बनी है, जो संक्षारण प्रतिरोधी है और इसका उपयोग समुद्री जल, जलीय कृषि और उच्च पीएच और मजबूत संक्षारण वाले पानी में किया जा सकता है।