• Astratt
  L-ilma tad-drenaġġ b'salinità għolja, iġġenerat minn proċessi industrijali bħar-raffinar taż-żejt, il-manifattura kimika, u l-impjanti tad-desalinizzazzjoni, jippreżenta sfidi ambjentali u ekonomiċi sinifikanti minħabba l-kompożizzjoni kumplessa tiegħu u l-kontenut għoli ta' melħ. Il-metodi ta' trattament tradizzjonali, inkluż l-evaporazzjoni u l-filtrazzjoni tal-membrana, ħafna drabi jitħabtu ma' ineffiċjenza fl-enerġija jew tniġġis sekondarju. L-applikazzjoni tal-elettroliżi tal-membrana jonika bħala approċċ innovattiv għat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ b'salinità għolja. Billi tuża prinċipji elettrokimiċi u membrani selettivi tal-iskambju joniku, din it-teknoloġija toffri soluzzjonijiet potenzjali għall-irkupru tal-melħ, id-degradazzjoni organika, u l-purifikazzjoni tal-ilma. Il-mekkaniżmi tat-trasport selettiv għall-joni, l-effiċjenza fl-enerġija, u l-iskalabbiltà huma diskussi, flimkien ma' sfidi bħall-ħmieġ u l-korrużjoni tal-membrana. Studji ta' każijiet u avvanzi reċenti jenfasizzaw ir-rwol promettenti tal-elettrolizzaturi tal-membrana jonika fil-ġestjoni sostenibbli tal-ilma tad-drenaġġ.

• 1. Introduzzjoni*
  L-ilma tad-drenaġġ b'salinità għolja, ikkaratterizzat minn solidi maħlula li jaqbżu l-5,000 mg/L, huwa kwistjoni kritika f'industriji fejn l-użu mill-ġdid tal-ilma u r-rimi mingħajr likwidu (ZLD) huma prijoritizzati. Trattamenti konvenzjonali bħall-osmosi inversa (RO) u l-evaporazzjoni termali jiffaċċjaw limitazzjonijiet fl-immaniġġjar ta' kundizzjonijiet ta' melħ għoli, li jwasslu għal spejjeż operattivi għoljin u tniġġis tal-membrana. L-elettroliżi tal-membrana jonika, żviluppata oriġinarjament għall-produzzjoni tal-klor-alkali, ħarġet bħala alternattiva versatili. Din it-teknoloġija tutilizza membrani selettivi tal-joni biex tissepara u tikkontrolla l-migrazzjoni tal-joni waqt l-elettroliżi, li tippermetti purifikazzjoni simultanja tal-ilma u rkupru tar-riżorsi.

• 2. Prinċipju tal-Elettroliżi tal-Membrana Jonika*
  L-elettrolizzatur tal-membrana tal-jone jikkonsisti minn anodu, katodu, u membrana tal-iskambju tal-katjoni jew membrana tal-iskambju tal-anjoni. Matul l-elettroliżi:
• Membrana tal-Iskambju tal-Katjoni:Jippermetti li l-katjonijiet (eż., Na⁺, Ca²⁺) jgħaddu filwaqt li jimblokka l-anjoni (Cl⁻, SO₄²⁻), u b'hekk jidderieġi l-migrazzjoni tal-joni lejn l-elettrodi rispettivi.
• Reazzjonijiet Elettrokimiċi:
• Anodu:L-ossidazzjoni tal-joni tal-klorur tiġġenera gass tal-kloru u ipoklorit, li jiddegradaw l-organiċi u jiddiżinfettaw l-ilma.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• Katodu:It-tnaqqis tal-ilma jipproduċi gass tal-idroġenu u joni tal-idrossidu, u b'hekk itejjeb il-pH u jippromwovi l-preċipitazzjoni tal-joni tal-metall.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2e−→H2+2OH−
• Separazzjoni tal-Melħ:Il-membrana tiffaċilita t-trasport selettiv tal-joni, u b'hekk tippermetti l-konċentrazzjoni tal-ilma mielaħ u l-irkupru tal-ilma ħelu.

3. Applikazzjonijiet fit-Trattament tal-Ilma Mormi b'Salinità Għolja*
a.Irkupru tal-Melħ u Valorizzazzjoni tal-Salmura
Sistemi ta' membrana jonika jistgħu jikkonċentraw flussi ta' salmura (eż., minn RO ċaħda) għall-kristallizzazzjoni tal-melħ jew il-produzzjoni ta' idrossidu tas-sodju. Pereżempju, impjanti tad-desalinizzazzjoni tal-ilma baħar jistgħu jirkupraw NaCl bħala prodott sekondarju.

b.Degradazzjoni ta' Sustanzi Niġġiesa Organiċi
L-ossidazzjoni elettrokimika fl-anodu tkisser l-organiċi refrattorji permezz ta' ossidanti qawwija bħal ClO⁻ u HOCl. Studji juru tneħħija ta' 90% ta' komposti fenoliċi f'HSW simulat.

ċ.Tneħħija ta' Metalli Tqil
Il-kundizzjonijiet alkalini fil-katodu jinduċu preċipitazzjoni tal-idrossidu tal-metalli (eż., Pb²⁺, Cu²⁺), u b'hekk jiksbu effiċjenza ta' tneħħija ta' >95%.

d.Purifikazzjoni tal-Ilma
Provi fuq skala pilota juru rati ta' rkupru tal-ilma ħelu li jaqbżu t-80% b'konduttività mnaqqsa minn 150,000 µS/cm għal <1,000 µS/cm.