• Реферат
  Нефтини кайра иштетүү, химиялык өндүрүш жана тузсуздандыруу ишканалары сыяктуу өнөр жай процесстеринен пайда болгон жогорку туздуу саркынды суулар өзүнүн татаал курамынан жана жогорку туздуулугунан улам олуттуу экологиялык жана экономикалык кыйынчылыктарды жаратат. Салттуу дарылоо ыкмалары, анын ичинде буулантуу жана мембраналык чыпкалоо, көбүнчө энергиянын үнөмсүздүгүнө же экинчилик булганууга каршы күрөшөт. Жогорку туздуу агынды сууларды тазалоодо инновациялык ыкма катары ион-мембраналык электролизди колдонуу. Электрохимиялык принциптерди жана тандалма ион алмаштыруучу мембраналарды колдонуу менен бул технология тузду калыбына келтирүү, органикалык деградация жана сууну тазалоо үчүн потенциалдуу чечимдерди сунуштайт. Мембрананын булганышы жана коррозия сыяктуу кыйынчылыктар менен бирге ион-тандоочу транспорттун механизмдери, энергияны үнөмдөө жана масштабдуу болуу талкууланат. Окуяларды изилдөө жана акыркы жетишкендиктер саркынды сууларды туруктуу башкарууда ион-мембраналык электролизерлердин келечектүү ролун баса белгилейт.

• 1. Киришүү*
  5000 мг/л ашкан эриген катуу заттар менен мүнөздөлгөн жогорку туздуу саркынды суулар сууну кайра пайдалануу жана суюктуктун нөлгө барабар агындысы (ZLD) артыкчылыктуу болгон тармактарда маанилүү маселе болуп саналат. Тескери осмос (RO) жана термикалык буулануу сыяктуу кадимки процедуралар туздуу шарттарда иштөөдө чектөөлөргө дуушар болуп, жогорку операциялык чыгымдарга жана мембрананын булганышына алып келет. Адегенде хлор-щелочту өндүрүү үчүн иштелип чыккан ион-мембраналык электролиз ар тараптуу альтернатива катары чыкты. Бул технология электролиз учурунда иондордун миграциясын бөлүү жана көзөмөлдөө үчүн ион-селективдүү мембраналарды колдонот, бул бир эле убакта сууну тазалоого жана ресурстарды калыбына келтирүүгө мүмкүндүк берет.

• 2. Иондук-мембраналык электролиздин принциби*
  Иондук-мембраналык электролизер аноддон, катоддон жана катион алмашуучу мембранадан же анион алмаштыруучу мембранадан турат. Электролиз учурунда:
• Катион алмашуу мембранасы:Катиондордун (мисалы, Na⁺, Ca²⁺) өтүшүнө, аниондорду (Cl⁻, SO₄²⁻) бөгөт коюуга мүмкүндүк берип, иондордун миграциясын тиешелүү электроддорго багыттайт.
• Электрохимиялык реакциялар:
• Анод:Хлорид иондорунун кычкылданышынан хлор газы жана гипохлорит пайда болот, алар органикалык заттарды бузуп, сууну дезинфекциялайт.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• Катод:Суунун азайышы суутек газын жана гидроксид иондорун пайда кылат, рН жогорулатат жана металл иондорунун чөктүрүлүшүнө өбөлгө түзөт.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2O+2e−→H2+2OH−
• Туз бөлүү:Мембрана туздуу суунун концентрациясын жана тузсуз сууну калыбына келтирүүнү камсыз кылып, иондордун тандалма транспортун жеңилдетет.

3. Жогорку туздуу агынды сууларды тазалоодо колдонуу*
а.Тузду калыбына келтирүү жана тузду валоризациялоо
Иондук-мембраналык системалар тузду кристаллдаштыруу же натрий гидроксидин өндүрүү үчүн туздуу суу агымдарын (мисалы, RO четке кагуудан) топтой алат. Мисалы, деңиз суусун тузсуздандыруучу заводдор кошумча продукт катары NaClди калыбына келтире алат.

б.Органикалык булгоочу заттардын бузулушу
Аноддогу электрохимиялык кычкылдануу ClO⁻ жана HOCl сыяктуу күчтүү оксиданттар аркылуу отко чыдамдуу органикалык заттарды талкалайт. Изилдөөлөр симуляцияланган HSWде фенолдук кошулмалардын 90% жок кылынгандыгын көрсөттү.

в.Оор металлды алып салуу
Катоддогу щелочтук шарттар металлдардын гидроксидинин чөгүшүн шарттайт (мисалы, Pb²⁺, Cu²⁺), >95% алып салуу натыйжалуулугуна жетет.

г.Сууну тазалоо
Пилоттук масштабдагы сыноолор таза сууну калыбына келтирүү көрсөткүчтөрүн 80%дан ашат, өткөргүчтүк 150,000 мкС/см ден <1,000 мкС/см ге чейин төмөндөдү.