विलवणीकरण खारे पानी को पीने योग्य मीठे पानी में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है, जो मुख्य रूप से निम्नलिखित तकनीकी सिद्धांतों के माध्यम से प्राप्त की जाती है:

1. रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ): आरओ वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली समुद्री जल विलवणीकरण तकनीक है। इसका सिद्धांत अर्ध पारगम्य झिल्ली की विशेषताओं का उपयोग करना और खारे पानी को झिल्ली से गुजरने देने के लिए दबाव डालना है। पानी के अणु झिल्ली से होकर गुजर सकते हैं, जबकि पानी में घुले लवण और अन्य अशुद्धियाँ झिल्ली के एक तरफ अवरुद्ध हो जाती हैं। इस तरह, झिल्ली से गुजरने वाला पानी ताज़ा पानी बन जाता है। रिवर्स ऑस्मोसिस तकनीक पानी से घुले हुए लवण, भारी धातुओं और कार्बनिक पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटा सकती है।

2. मल्टी स्टेज फ्लैश वाष्पीकरण (MSF): मल्टी स्टेज फ्लैश वाष्पीकरण तकनीक कम दबाव पर समुद्री जल की तीव्र वाष्पीकरण विशेषताओं का उपयोग करती है। समुद्री जल को पहले एक निश्चित तापमान तक गर्म किया जाता है, और फिर दबाव कम करके कई वाष्पीकरण कक्षों में "फ्लैश" किया जाता है। प्रत्येक चरण में, वाष्पित जल वाष्प को संघनित किया जाता है और ताजा पानी बनाने के लिए एकत्र किया जाता है, जबकि शेष केंद्रित खारे पानी को प्रसंस्करण के लिए सिस्टम में प्रसारित करना जारी रहता है।

3. मल्टी इफ़ेक्ट डिस्टिलेशन (MED): मल्टी इफ़ेक्ट डिस्टिलेशन तकनीक भी वाष्पीकरण के सिद्धांत का उपयोग करती है। समुद्री जल को कई हीटरों में गर्म किया जाता है, जिससे यह वाष्पित होकर जल वाष्प बन जाता है। फिर जल वाष्प को कंडेनसर में ठंडा करके ताज़ा पानी बनाया जाता है। मल्टी-स्टेज फ्लैश वाष्पीकरण के विपरीत, मल्टी इफ़ेक्ट डिस्टिलेशन वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान निकलने वाली गर्मी का उपयोग करके ऊर्जा दक्षता में सुधार करता है।

4. इलेक्ट्रोडायलिसिस (ED): ED पानी में आयनों को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत क्षेत्र का उपयोग करता है, जिससे नमक और मीठे पानी को अलग किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में, एनोड और कैथोड के बीच विद्युत क्षेत्र सकारात्मक और नकारात्मक आयनों को क्रमशः दो ध्रुवों की ओर ले जाता है, और कैथोड की तरफ ताजा पानी एकत्र होता है।

इन तकनीकों के अपने-अपने फायदे और नुकसान हैं, और ये अलग-अलग जल स्रोत स्थितियों और ज़रूरतों के लिए उपयुक्त हैं। समुद्री जल विलवणीकरण तकनीक के निरंतर विकास ने वैश्विक जल की कमी की समस्या का प्रभावी समाधान प्रदान किया है।

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