• सार
  तेल शुद्धीकरण, रासायनिक उत्पादन आणि डिसॅलिनेशन प्लांट्ससारख्या औद्योगिक प्रक्रियांमधून निर्माण होणारे उच्च-क्षारतायुक्त सांडपाणी, त्याच्या जटिल रचना आणि उच्च क्षार सामग्रीमुळे महत्त्वपूर्ण पर्यावरणीय आणि आर्थिक आव्हाने निर्माण करते. बाष्पीभवन आणि पडदा गाळण्यासह पारंपारिक उपचार पद्धती अनेकदा ऊर्जा अकार्यक्षमता किंवा दुय्यम प्रदूषणाशी झुंजतात. उच्च-क्षारतायुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिसचा वापर एक नाविन्यपूर्ण दृष्टिकोन म्हणून केला जातो. इलेक्ट्रोकेमिकल तत्त्वे आणि निवडक आयन-विनिमय पडद्यांचा वापर करून, हे तंत्रज्ञान मीठ पुनर्प्राप्ती, सेंद्रिय क्षय आणि पाणी शुद्धीकरणासाठी संभाव्य उपाय देते. पडदा फाउलिंग आणि गंज यासारख्या आव्हानांसह आयन-झिल्ली वाहतूक, ऊर्जा कार्यक्षमता आणि स्केलेबिलिटीच्या यंत्रणांवर चर्चा केली जाते. केस स्टडीज आणि अलीकडील प्रगती शाश्वत सांडपाणी व्यवस्थापनात आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलायझर्सची आशादायक भूमिका अधोरेखित करतात.

• १. परिचय*
  ५,००० मिलीग्राम/लिटरपेक्षा जास्त विरघळलेल्या घन पदार्थांमुळे उच्च-क्षारता असलेले सांडपाणी, हे अशा उद्योगांमध्ये एक गंभीर समस्या आहे जिथे पाण्याचा पुनर्वापर आणि शून्य-द्रव डिस्चार्ज (ZLD) ला प्राधान्य दिले जाते. रिव्हर्स ऑस्मोसिस (RO) आणि थर्मल बाष्पीभवन सारख्या पारंपारिक उपचारांना उच्च क्षार परिस्थिती हाताळण्यात मर्यादा येतात, ज्यामुळे उच्च ऑपरेशनल खर्च आणि पडदा दूषित होतो. मूळतः क्लोर-अल्कली उत्पादनासाठी विकसित केलेले आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस एक बहुमुखी पर्याय म्हणून उदयास आले आहे. हे तंत्रज्ञान इलेक्ट्रोलिसिस दरम्यान आयन स्थलांतर वेगळे करण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी आयन-निवडक पडद्यांचा वापर करते, ज्यामुळे एकाच वेळी पाणी शुद्धीकरण आणि संसाधन पुनर्प्राप्ती शक्य होते.

• २. आयन-पडदा इलेक्ट्रोलिसिसचे तत्व*
  आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलायझरमध्ये एक एनोड, कॅथोड आणि एक कॅशन-एक्सचेंज पडदा किंवा आयन-एक्सचेंज पडदा असतो. इलेक्ट्रोलिसिस दरम्यान:
• कॅशन-एक्सचेंज पडदा:आयन स्थलांतर संबंधित इलेक्ट्रोडकडे निर्देशित करून, आयन स्थलांतर (Cl⁻, SO₄²⁻) ब्लॉक करताना कॅटेशन्स (उदा. Na⁺, Ca²⁺) पास होऊ देते.
• विद्युतरासायनिक अभिक्रिया:
• एनोड:क्लोराइड आयनांचे ऑक्सिडेशन केल्याने क्लोरीन वायू आणि हायपोक्लोराइट तयार होतात, जे सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन करतात आणि पाणी निर्जंतुक करतात.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl२+२e-
• कॅथोड:पाण्याचे प्रमाण कमी केल्याने हायड्रोजन वायू आणि हायड्रॉक्साईड आयन तयार होतात, ज्यामुळे पीएच वाढते आणि धातूच्या आयनांचा वर्षाव होतो.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H२O+2e−→H२+२OH-
• मीठ वेगळे करणे:हा पडदा निवडक आयन वाहतूक सुलभ करतो, ज्यामुळे समुद्राचे प्रमाण आणि गोड्या पाण्याची पुनर्प्राप्ती शक्य होते.

३. उच्च-क्षारता असलेल्या सांडपाणी प्रक्रियेतील अनुप्रयोग*
अ.मीठ पुनर्प्राप्ती आणि समुद्राचे मूल्यांकन
आयन-पडदा प्रणाली मीठ क्रिस्टलायझेशन किंवा सोडियम हायड्रॉक्साईड उत्पादनासाठी ब्राइन स्ट्रीम्स (उदा. RO रिजेक्टमधून) केंद्रित करू शकतात. उदाहरणार्थ, समुद्राच्या पाण्याचे डिसेलिनेशन प्लांट NaCl उप-उत्पादन म्हणून पुनर्प्राप्त करू शकतात.

ब.सेंद्रिय प्रदूषकांचा ऱ्हास
अ‍ॅनोडवरील इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सिडेशन ClO⁻ आणि HOCl सारख्या मजबूत ऑक्सिडंट्सद्वारे रेफ्रेक्टरी ऑरगॅनिक्सचे विघटन करते. अभ्यास दर्शवितात की सिम्युलेटेड HSW मध्ये फेनोलिक संयुगे 90% काढून टाकले जातात.

क.जड धातू काढून टाकणे
कॅथोडवरील अल्कधर्मीय स्थितीमुळे धातूंचे हायड्रॉक्साईड अवक्षेपण होते (उदा., Pb²⁺, Cu²⁺), ज्यामुळे ९५% पेक्षा जास्त काढण्याची कार्यक्षमता प्राप्त होते.

ड.पाणी शुद्धीकरण
पायलट-स्केल चाचण्यांमध्ये गोड्या पाण्यातील पुनर्प्राप्ती दर ८०% पेक्षा जास्त असल्याचे दिसून आले आहे आणि चालकता १५०,००० µS/cm वरून <१,००० µS/cm पर्यंत कमी झाली आहे.