• अमूर्त
  तेल शोधन, रासायनिक विनिर्माण और विलवणीकरण संयंत्रों जैसी औद्योगिक प्रक्रियाओं से उत्पन्न उच्च लवणता वाला अपशिष्ट जल, अपनी जटिल संरचना और उच्च नमक सामग्री के कारण महत्वपूर्ण पर्यावरणीय और आर्थिक चुनौतियों का सामना करता है। वाष्पीकरण और झिल्ली निस्पंदन सहित पारंपरिक उपचार विधियाँ अक्सर ऊर्जा की अक्षमता या द्वितीयक प्रदूषण से जूझती हैं। उच्च लवणता वाले अपशिष्ट जल के उपचार के लिए एक अभिनव दृष्टिकोण के रूप में आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस का अनुप्रयोग। इलेक्ट्रोकेमिकल सिद्धांतों और चयनात्मक आयन-विनिमय झिल्लियों का लाभ उठाकर, यह तकनीक नमक की वसूली, कार्बनिक क्षरण और जल शोधन के लिए संभावित समाधान प्रदान करती है। आयन-चयनात्मक परिवहन, ऊर्जा दक्षता और मापनीयता के तंत्रों पर चर्चा की गई है, साथ ही झिल्ली के खराब होने और जंग लगने जैसी चुनौतियों पर भी चर्चा की गई है। केस स्टडी और हाल की प्रगति टिकाऊ अपशिष्ट जल प्रबंधन में आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलाइज़र की आशाजनक भूमिका को उजागर करती है।

• 1 परिचय*
  उच्च लवणता वाला अपशिष्ट जल, जिसमें 5,000 मिलीग्राम/लीटर से अधिक घुले हुए ठोस पदार्थ होते हैं, उन उद्योगों में एक गंभीर मुद्दा है जहाँ पानी का पुनः उपयोग और शून्य-तरल निर्वहन (ZLD) को प्राथमिकता दी जाती है। रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) और थर्मल वाष्पीकरण जैसे पारंपरिक उपचार उच्च लवणीय स्थितियों को संभालने में सीमाओं का सामना करते हैं, जिससे उच्च परिचालन लागत और झिल्ली का खराब होना होता है। आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस, जिसे मूल रूप से क्लोर-क्षार उत्पादन के लिए विकसित किया गया था, एक बहुमुखी विकल्प के रूप में उभरा है। यह तकनीक इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान आयन प्रवास को अलग करने और नियंत्रित करने के लिए आयन-चयनात्मक झिल्लियों का उपयोग करती है, जिससे एक साथ जल शोधन और संसाधन पुनर्प्राप्ति संभव होती है।

• 2. आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस का सिद्धांत*
  आयन-झिल्ली इलेक्ट्रोलाइज़र में एनोड, कैथोड और एक धनायन-विनिमय झिल्ली या ऋणायन-विनिमय झिल्ली होती है। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान:
• धनायन-विनिमय झिल्ली:धनायनों (जैसे, Na⁺, Ca²⁺) को गुजरने की अनुमति देता है जबकि ऋणायनों (Cl⁻, SO₄²⁻) को अवरुद्ध करता है, तथा आयनों को संबंधित इलेक्ट्रोड की ओर स्थानांतरित करता है।
• विद्युत रासायनिक अभिक्रियाएँ:
• एनोड:क्लोराइड आयनों के ऑक्सीकरण से क्लोरीन गैस और हाइपोक्लोराइट उत्पन्न होते हैं, जो कार्बनिक पदार्थों को विघटित करते हैं और पानी को कीटाणुरहित करते हैं।
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• कैथोड:जल की कमी से हाइड्रोजन गैस और हाइड्रॉक्साइड आयन उत्पन्न होते हैं, जिससे pH बढ़ता है और धातु आयनों का अवक्षेपण बढ़ता है।
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2e−→H2+2OH−
• नमक पृथक्करण:यह झिल्ली चयनात्मक आयन परिवहन को सुगम बनाती है, जिससे लवणीय जल सांद्रण और मीठे पानी की प्राप्ति संभव होती है।

3. उच्च लवणता अपशिष्ट जल उपचार में अनुप्रयोग*
एक।नमक पुनर्प्राप्ति और नमकीन पानी का मूल्य निर्धारण
आयन-झिल्ली प्रणालियाँ नमक क्रिस्टलीकरण या सोडियम हाइड्रॉक्साइड उत्पादन के लिए नमकीन जल धाराओं (जैसे, आरओ अस्वीकृत से) को केंद्रित कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, समुद्री जल विलवणीकरण संयंत्र NaCl को उपोत्पाद के रूप में पुनः प्राप्त कर सकते हैं।

बी।जैविक प्रदूषक क्षरण
एनोड पर इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण ClO⁻ और HOCl जैसे मजबूत ऑक्सीडेंट के माध्यम से दुर्दम्य कार्बनिक पदार्थों को तोड़ता है। अध्ययनों से पता चलता है कि नकली HSW में फेनोलिक यौगिकों का 90% निष्कासन होता है।

सी।भारी धातु हटाना
कैथोड पर क्षारीय स्थितियां धातुओं (जैसे, Pb²⁺, Cu²⁺) के हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपण को प्रेरित करती हैं, जिससे 95% से अधिक निष्कासन दक्षता प्राप्त होती है।

डी।जल शोधन
पायलट पैमाने के परीक्षणों से पता चला है कि मीठे पानी की पुनर्प्राप्ति दर 80% से अधिक है और चालकता 150,000 µS/cm से घटकर <1,000 µS/cm हो गई है।