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रिवर्स ऑस्मोसिस समुद्री जल को इतनी महीन झिल्लियों से धकेलता है कि वे नमक रोक देती हैं पर पानी निकलने देती हैं। यह दुनिया की प्रमुख विलवणीकरण विधि बन गई है।
रिवर्स ऑस्मोसिस उच्च दबाव में अर्ध-पारगम्य झिल्लियों का इस्तेमाल करके ताजे पानी को समुद्री जल से अलग करती है, समुद्री जल को इतनी बारीक बनावट वाली झिल्लियों के खिलाफ दबाकर कि पानी के अणु तो पार निकल जाएं जबकि घुले हुए नमक के आयन रुककर पीछे रह जाएं। यह यांत्रिक फिल्ट्रेशन तरीका पानी को भाप में बदलने पर निर्भर करने वाले पुराने तरीकों की तुलना में काफी कम ऊर्जा मांगता है।
पानी को उबालना और संघनित करना पुरानी थर्मल डिस्टिलेशन विधियों का वर्णन करता है, जो काम तो करती हैं पर झिल्ली-आधारित रिवर्स ऑस्मोसिस से कहीं ज्यादा ऊर्जा खपत करती हैं, यही वजह है कि रिवर्स ऑस्मोसिस ने इन्हें बड़े पैमाने पर पीछे छोड़ दिया है। समुद्री जल को बर्फ में जमाना एक सैद्धांतिक विलवणीकरण अवधारणा है जो इस आधार पर टिकी है कि नमक बर्फ के क्रिस्टलों से बाहर रह जाता है, पर यह रिवर्स ऑस्मोसिस संयंत्रों में इस्तेमाल होने वाली मानक विधि नहीं है।
क्योंकि यह उत्पादित ताजे पानी की प्रति इकाई अपेक्षाकृत कम ऊर्जा इस्तेमाल करती है, रिवर्स ऑस्मोसिस अब दुनिया भर में नई बनाई जा रही विलवणीकरण क्षमता के अधिकांश हिस्से की आपूर्ति करती है, खासकर उन पानी की कमी वाले क्षेत्रों में जहां समुद्री जल और तटीय ढांचे तक आसान पहुंच है।
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