• వియుక్త
  చమురు శుద్ధి, రసాయన తయారీ మరియు డీశాలినేషన్ ప్లాంట్లు వంటి పారిశ్రామిక ప్రక్రియల నుండి ఉత్పత్తి అయ్యే అధిక లవణీయత కలిగిన మురుగునీరు, దాని సంక్లిష్ట కూర్పు మరియు అధిక ఉప్పు కంటెంట్ కారణంగా గణనీయమైన పర్యావరణ మరియు ఆర్థిక సవాళ్లను కలిగిస్తుంది. బాష్పీభవనం మరియు పొర వడపోతతో సహా సాంప్రదాయ శుద్ధి పద్ధతులు తరచుగా శక్తి అసమర్థత లేదా ద్వితీయ కాలుష్యంతో పోరాడుతాయి. అధిక లవణీయత కలిగిన మురుగునీటిని శుద్ధి చేయడానికి ఒక వినూత్న విధానంగా అయాన్-పొర విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క అనువర్తనం. ఎలక్ట్రోకెమికల్ సూత్రాలు మరియు ఎంపిక చేసిన అయాన్-మార్పిడి పొరలను ఉపయోగించడం ద్వారా, ఈ సాంకేతికత ఉప్పు పునరుద్ధరణ, సేంద్రీయ క్షీణత మరియు నీటి శుద్ధీకరణకు సంభావ్య పరిష్కారాలను అందిస్తుంది. పొర ఫౌలింగ్ మరియు తుప్పు వంటి సవాళ్లతో పాటు, అయాన్-సెలెక్టివ్ ట్రాన్స్‌పోర్ట్, శక్తి సామర్థ్యం మరియు స్కేలబిలిటీ యొక్క విధానాలను చర్చించారు. కేస్ స్టడీస్ మరియు ఇటీవలి పురోగతులు స్థిరమైన మురుగునీటి నిర్వహణలో అయాన్-పొర ఎలక్ట్రోలైజర్‌ల యొక్క ఆశాజనక పాత్రను హైలైట్ చేస్తాయి.

• 1. పరిచయం*
  అధిక లవణీయత కలిగిన మురుగునీరు, 5,000 mg/L కంటే ఎక్కువ కరిగిన ఘనపదార్థాలతో వర్గీకరించబడుతుంది, ఇది నీటి పునర్వినియోగం మరియు జీరో-లిక్విడ్ డిశ్చార్జ్ (ZLD) ప్రాధాన్యత కలిగిన పరిశ్రమలలో ఒక క్లిష్టమైన సమస్య. రివర్స్ ఆస్మాసిస్ (RO) మరియు థర్మల్ బాష్పీభవనం వంటి సాంప్రదాయ చికిత్సలు అధిక లవణ పరిస్థితులను నిర్వహించడంలో పరిమితులను ఎదుర్కొంటాయి, ఇది అధిక కార్యాచరణ ఖర్చులు మరియు పొర ఫౌలింగ్‌కు దారితీస్తుంది. మొదట క్లోర్-క్షార ఉత్పత్తి కోసం అభివృద్ధి చేయబడిన అయాన్-పొర విద్యుద్విశ్లేషణ బహుముఖ ప్రత్యామ్నాయంగా ఉద్భవించింది. ఈ సాంకేతికత విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో అయాన్ వలసను వేరు చేయడానికి మరియు నియంత్రించడానికి అయాన్-సెలెక్టివ్ పొరలను ఉపయోగిస్తుంది, ఏకకాలంలో నీటి శుద్దీకరణ మరియు వనరుల పునరుద్ధరణను అనుమతిస్తుంది.

• 2. అయాన్-పొర విద్యుద్విశ్లేషణ సూత్రం*
  అయాన్-పొర ఎలక్ట్రోలైజర్‌లో ఆనోడ్, కాథోడ్ మరియు కేషన్-ఎక్స్ఛేంజ్ పొర లేదా ఆనియన్-ఎక్స్ఛేంజ్ పొర ఉంటాయి. విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో:
• కేషన్-ఎక్స్ఛేంజ్ పొర:అయాన్లను (Cl⁻, SO₄²⁻) నిరోధించేటప్పుడు కాటయాన్‌లను (ఉదా. Na⁺, Ca²⁺) వెళ్ళడానికి అనుమతిస్తుంది, సంబంధిత ఎలక్ట్రోడ్‌ల వైపు అయాన్ వలసను నిర్దేశిస్తుంది.
• విద్యుత్ రసాయన ప్రతిచర్యలు:
• ఆనోడ్:క్లోరైడ్ అయాన్ల ఆక్సీకరణ వలన క్లోరిన్ వాయువు మరియు హైపోక్లోరైట్ ఉత్పత్తి అవుతాయి, ఇవి సేంద్రియ పదార్థాలను క్షీణింపజేసి నీటిని క్రిమిరహితం చేస్తాయి.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→ −Cl2​+2e−
• కాథోడ్:నీటి శాతాన్ని తగ్గించడం వల్ల హైడ్రోజన్ వాయువు మరియు హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్లు ఉత్పత్తి అవుతాయి, pH పెరుగుతుంది మరియు లోహ అయాన్ల అవపాతం పెరుగుతుంది.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2e−→ −H2​+2OH−
• ఉప్పు విభజన:ఈ పొర ఎంపిక చేసిన అయాన్ రవాణాను సులభతరం చేస్తుంది, ఉప్పునీరు సాంద్రత మరియు మంచినీటి పునరుద్ధరణను అనుమతిస్తుంది.

3. అధిక లవణీయత కలిగిన మురుగునీటి శుద్ధిలో అనువర్తనాలు*
ఒక.ఉప్పు పునరుద్ధరణ మరియు ఉప్పునీటి విలువను పెంచడం
అయాన్-పొర వ్యవస్థలు ఉప్పు స్ఫటికీకరణ లేదా సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ఉత్పత్తి కోసం ఉప్పునీటి ప్రవాహాలను (ఉదాహరణకు, RO తిరస్కరణ నుండి) కేంద్రీకరించగలవు. ఉదాహరణకు, సముద్రపు నీటి డీశాలినేషన్ ప్లాంట్లు NaCl ను ఉప ఉత్పత్తిగా తిరిగి పొందగలవు.

బి.సేంద్రీయ కాలుష్య కారకాల క్షీణత
ఆనోడ్ వద్ద ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఆక్సీకరణ ClO⁻ మరియు HOCl వంటి బలమైన ఆక్సిడెంట్ల ద్వారా వక్రీభవన సేంద్రియాలను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. అనుకరణ HSWలో ఫినోలిక్ సమ్మేళనాలను 90% తొలగిస్తున్నట్లు అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి.

సి.భారీ లోహ తొలగింపు
కాథోడ్ వద్ద ఆల్కలీన్ పరిస్థితులు లోహాల హైడ్రాక్సైడ్ అవక్షేపణను ప్రేరేపిస్తాయి (ఉదా. Pb²⁺, Cu²⁺), 95% కంటే ఎక్కువ తొలగింపు సామర్థ్యాన్ని సాధిస్తాయి.

డి.నీటి శుద్దీకరణ
పైలట్-స్కేల్ ట్రయల్స్ మంచినీటి రికవరీ రేట్లు 80% మించిపోయాయని, వాహకత 150,000 µS/cm నుండి <1,000 µS/cmకి తగ్గిందని చూపిస్తున్నాయి.