• അമൂർത്തമായത്
  എണ്ണ ശുദ്ധീകരണം, രാസ നിർമ്മാണം, ഡീസലൈനേഷൻ പ്ലാന്റുകൾ തുടങ്ങിയ വ്യാവസായിക പ്രക്രിയകളിൽ നിന്ന് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഉയർന്ന ലവണാംശമുള്ള മലിനജലം, അതിന്റെ സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനയും ഉയർന്ന ഉപ്പിന്റെ അംശവും കാരണം ഗണ്യമായ പാരിസ്ഥിതികവും സാമ്പത്തികവുമായ വെല്ലുവിളികൾ ഉയർത്തുന്നു. ബാഷ്പീകരണം, മെംബ്രൺ ഫിൽട്രേഷൻ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള പരമ്പരാഗത സംസ്കരണ രീതികൾ പലപ്പോഴും ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമതയില്ലായ്മയോ ദ്വിതീയ മലിനീകരണമോ നേരിടുന്നു. ഉയർന്ന ലവണാംശമുള്ള മലിനജലം സംസ്കരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു നൂതന സമീപനമായി അയോൺ-മെംബ്രൺ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന്റെ പ്രയോഗം. ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ തത്വങ്ങളും സെലക്ടീവ് അയോൺ-എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രണുകളും പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ, ഉപ്പ് വീണ്ടെടുക്കൽ, ജൈവ ഡീഗ്രഡേഷൻ, ജലശുദ്ധീകരണം എന്നിവയ്ക്കുള്ള സാധ്യതയുള്ള പരിഹാരങ്ങൾ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. അയോൺ-സെലക്ടീവ് ഗതാഗതം, ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത, സ്കേലബിളിറ്റി എന്നിവയുടെ സംവിധാനങ്ങൾ, മെംബ്രൺ ഫൗളിംഗ്, കോറഷൻ തുടങ്ങിയ വെല്ലുവിളികൾക്കൊപ്പം ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്നു. കേസ് പഠനങ്ങളും സമീപകാല പുരോഗതികളും സുസ്ഥിര മലിനജല മാനേജ്മെന്റിൽ അയോൺ-മെംബ്രൺ ഇലക്ട്രോലൈസറുകളുടെ വാഗ്ദാനപരമായ പങ്ക് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.

• 1. ആമുഖം*
  ഉയർന്ന ലവണാംശമുള്ള മലിനജലം, 5,000 mg/L-ൽ കൂടുതലുള്ള ലയിച്ച ഖരവസ്തുക്കൾ അടങ്ങിയത്, ജല പുനരുപയോഗത്തിനും സീറോ-ലിക്വിഡ് ഡിസ്ചാർജ് (ZLD)-നും മുൻഗണന നൽകുന്ന വ്യവസായങ്ങളിൽ ഒരു നിർണായക പ്രശ്നമാണ്. റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് (RO), താപ ബാഷ്പീകരണം തുടങ്ങിയ പരമ്പരാഗത ചികിത്സകൾ ഉയർന്ന ലവണാംശമുള്ള അവസ്ഥകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിൽ പരിമിതികൾ നേരിടുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന പ്രവർത്തന ചെലവുകൾക്കും മെംബ്രൺ ഫൗളിംഗിനും കാരണമാകുന്നു. ക്ലോർ-ആൽക്കലി ഉൽ‌പാദനത്തിനായി ആദ്യം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത അയോൺ-മെംബ്രൺ ഇലക്ട്രോളിസിസ്, ഒരു വൈവിധ്യമാർന്ന ബദലായി ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സമയത്ത് അയോൺ മൈഗ്രേഷൻ വേർതിരിക്കാനും നിയന്ത്രിക്കാനും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അയോൺ-സെലക്ടീവ് മെംബ്രണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഒരേസമയം ജലശുദ്ധീകരണവും വിഭവ വീണ്ടെടുക്കലും സാധ്യമാക്കുന്നു.

• 2. അയോൺ-മെംബ്രൺ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന്റെ തത്വം*
  അയോൺ-മെംബ്രൻ ഇലക്ട്രോലൈസറിൽ ഒരു ആനോഡ്, കാഥോഡ്, ഒരു കാറ്റയൺ-എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രൺ അല്ലെങ്കിൽ അയോൺ-എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രൺ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സമയത്ത്:
• കാറ്റേഷൻ-എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രൺ:അയോണുകളെ (Cl⁻, SO₄²⁻) തടയുമ്പോൾ കാറ്റയോണുകളെ (ഉദാ. Na⁺, Ca²⁺) കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്നു, അതത് ഇലക്ട്രോഡുകളിലേക്ക് അയോണുകളുടെ മൈഗ്രേഷൻ നയിക്കുന്നു.
• ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതികരണങ്ങൾ:
• ആനോഡ്:ക്ലോറൈഡ് അയോണുകളുടെ ഓക്സീകരണം ക്ലോറിൻ വാതകവും ഹൈപ്പോക്ലോറൈറ്റും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ജൈവവസ്തുക്കളെ വിഘടിപ്പിക്കുകയും ജലത്തെ അണുവിമുക്തമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→ −Cl2​+2e−
• കാഥോഡ്:ജലത്തിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ വാതകവും ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അയോണുകളും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് pH വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ലോഹ അയോണുകളുടെ അവശിഷ്ടത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2e−→ −H2​+2OH−
• ഉപ്പ് വേർതിരിക്കൽ:ഈ സ്തര തിരഞ്ഞെടുത്ത അയോൺ ഗതാഗതം സുഗമമാക്കുന്നു, ഇത് ഉപ്പുവെള്ള സാന്ദ്രതയും ശുദ്ധജല വീണ്ടെടുക്കലും സാധ്യമാക്കുന്നു.

3. ഉയർന്ന ലവണാംശം അടങ്ങിയ മലിനജല സംസ്കരണത്തിലെ പ്രയോഗങ്ങൾ*
എ.ഉപ്പ് വീണ്ടെടുക്കലും ഉപ്പുവെള്ള മൂല്യനിർണ്ണയവും
ഉപ്പ് ക്രിസ്റ്റലൈസേഷനോ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ഉൽപാദനത്തിനോ വേണ്ടി അയോൺ-മെംബ്രൻ സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് ഉപ്പുവെള്ള പ്രവാഹങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, RO റിജെക്റ്റിൽ നിന്ന്) കേന്ദ്രീകരിക്കാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, കടൽവെള്ള ഡീസലൈനേഷൻ പ്ലാന്റുകൾക്ക് ഒരു ഉപോൽപ്പന്നമായി NaCl വീണ്ടെടുക്കാൻ കഴിയും.

ബി.ജൈവ മലിനീകരണ ശോഷണം
ആനോഡിലെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഓക്സീകരണം ClO⁻, HOCl പോലുള്ള ശക്തമായ ഓക്സിഡന്റുകൾ വഴി റിഫ്രാക്റ്ററി ഓർഗാനിക്സിനെ വിഘടിപ്പിക്കുന്നു. സിമുലേറ്റഡ് HSW-ൽ ഫിനോളിക് സംയുക്തങ്ങളുടെ 90% നീക്കം ചെയ്യുന്നതായി പഠനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.

സി.ഹെവി മെറ്റൽ നീക്കംചെയ്യൽ
കാഥോഡിലെ ആൽക്കലൈൻ അവസ്ഥകൾ ലോഹങ്ങളുടെ ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അവശിഷ്ടത്തിന് കാരണമാകുന്നു (ഉദാ: Pb²⁺, Cu²⁺), ഇത് 95% ത്തിലധികം നീക്കം ചെയ്യൽ കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കുന്നു.

ഡി.ജലശുദ്ധീകരണം
പൈലറ്റ് സ്കെയിൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് ശുദ്ധജല വീണ്ടെടുക്കൽ നിരക്ക് 80% കവിയുന്നു, ചാലകത 150,000 µS/cm ൽ നിന്ന് <1,000 µS/cm ആയി കുറഞ്ഞു.