• Abstrakt
  Neftni qayta ishlash, kimyo ishlab chiqarish va tuzsizlantirish korxonalari kabi sanoat jarayonlari natijasida hosil bo‘ladigan yuqori sho‘rlangan oqava suvlar o‘zining murakkab tarkibi va yuqori tuz miqdori tufayli katta ekologik va iqtisodiy muammolarni keltirib chiqaradi. An'anaviy davolash usullari, shu jumladan bug'lanish va membranani filtrlash ko'pincha energiya samarasizligi yoki ikkilamchi ifloslanish bilan kurashadi. Yuqori sho'rlangan oqava suvlarni tozalashda innovatsion yondashuv sifatida ion-membran elektrolizini qo'llash. Elektrokimyoviy printsiplar va selektiv ion almashinadigan membranalardan foydalangan holda, ushbu texnologiya tuzni qayta tiklash, organik parchalanish va suvni tozalash uchun potentsial echimlarni taklif qiladi. Membrananing ifloslanishi va korroziya kabi muammolar bilan bir qatorda ion-selektiv tashish mexanizmlari, energiya samaradorligi va miqyosi ko'rib chiqiladi. Amaliy tadqiqotlar va so'nggi yutuqlar oqava suvlarni barqaror boshqarishda ion-membran elektrolizatorlarining istiqbolli rolini ta'kidlaydi.

• 1. Kirish*
  5000 mg/l dan ortiq erigan qattiq moddalar bilan tavsiflangan yuqori sho'rlangan oqava suvlar suvni qayta ishlatish va suyuqliksiz oqizish (ZLD) ustuvor ahamiyatga ega bo'lgan sohalarda muhim muammo hisoblanadi. Teskari osmos (RO) va termal bug'lanish kabi an'anaviy muolajalar yuqori sho'rlangan sharoitlarda ishlashda cheklovlarga duch keladi, bu esa yuqori operatsion xarajatlarga va membrananing ifloslanishiga olib keladi. Dastlab xlor-gidroksidi ishlab chiqarish uchun ishlab chiqilgan ion-membran elektrolizi ko'p qirrali alternativ sifatida paydo bo'ldi. Ushbu texnologiya elektroliz paytida ion migratsiyasini ajratish va nazorat qilish uchun ion-selektiv membranalardan foydalanadi, bu esa bir vaqtning o'zida suvni tozalash va resurslarni qayta tiklash imkonini beradi.

• 2. Ion-membranali elektroliz printsipi*
  Ion-membran elektrolizatori anod, katod va kation almashinadigan membrana yoki anion almashinadigan membranadan iborat. Elektroliz paytida:
• Kation almashinuvi membranasi:Kationlarni (masalan, Na⁺, Ca²⁺) anionlarni (Cl⁻, SO₄²⁻) to'sib qo'ygan holda o'tishiga imkon beradi va ion migratsiyasini tegishli elektrodlarga yo'naltiradi.
• Elektrokimyoviy reaktsiyalar:
• Anod:Xlorid ionlarining oksidlanishi xlor gazi va gipoxlorit hosil qiladi, bu esa organik moddalarni parchalaydi va suvni dezinfektsiya qiladi.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• Katod:Suvning kamayishi vodorod gazi va gidroksid ionlarini hosil qiladi, pH ni oshiradi va metall ionlarining cho'kishiga yordam beradi.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2O+2e−→H2+2OH−
• Tuzni ajratish:Membrana selektiv ion tashishni osonlashtiradi, sho'r konsentratsiyani va chuchuk suvni qayta tiklashga imkon beradi.

3. Yuqori tuzli oqava suvlarni tozalashda qo'llanilishi*
a.Tuzni qayta tiklash va sho'r suvni baholash
Ion-membrana tizimlari tuz kristallanishi yoki natriy gidroksid ishlab chiqarish uchun sho'r suv oqimlarini (masalan, RO rad etishdan) to'plashi mumkin. Masalan, dengiz suvini tuzsizlantirish zavodlari yon mahsulot sifatida NaCl ni qayta tiklashi mumkin.

b.Organik ifloslantiruvchi moddalarning degradatsiyasi
Anoddagi elektrokimyoviy oksidlanish o'tga chidamli organik moddalarni ClO⁻ va HOCl kabi kuchli oksidlovchilar orqali parchalaydi. Tadqiqotlar simulyatsiya qilingan HSWda fenolik birikmalarning 90% olib tashlanishini ko'rsatadi.

c.Og'ir metallarni olib tashlash
Katoddagi ishqoriy sharoitlar metallarning gidroksid cho'kmasini keltirib chiqaradi (masalan, Pb²⁺, Cu²⁺), >95% olib tashlash samaradorligiga erishadi.

d.Suvni tozalash
Tajribali miqyosdagi sinovlar chuchuk suvni qayta ishlash tezligini 80% dan oshib, elektr o'tkazuvchanligi 150 000 mkS/sm dan <1 000 mkS/sm gacha kamayganligini ko'rsatdi.