• Abstrak
  Hoësout-afvalwater, gegenereer deur industriële prosesse soos olieraffinering, chemiese vervaardiging en ontsoutingsaanlegte, hou beduidende omgewings- en ekonomiese uitdagings in as gevolg van die komplekse samestelling en hoë soutinhoud. Tradisionele behandelingsmetodes, insluitend verdamping en membraanfiltrering, sukkel dikwels met energie-ondoeltreffendheid of sekondêre besoedeling. Die toepassing van ioonmembraan-elektrolise as 'n innoverende benadering tot die behandeling van hoësout-afvalwater. Deur gebruik te maak van elektrochemiese beginsels en selektiewe ioonuitruilmembrane, bied hierdie tegnologie potensiële oplossings vir southerwinning, organiese afbraak en watersuiwering. Die meganismes van ioonselektiewe vervoer, energie-doeltreffendheid en skaalbaarheid word bespreek, tesame met uitdagings soos membraanbesoedeling en korrosie. Gevallestudies en onlangse vooruitgang beklemtoon die belowende rol van ioonmembraan-elektroliseerders in volhoubare afvalwaterbestuur.

• 1. Inleiding*
  Afvalwater met 'n hoë soutgehalte, gekenmerk deur opgeloste vaste stowwe van meer as 5 000 mg/L, is 'n kritieke kwessie in nywerhede waar waterhergebruik en nul-vloeistofontlading (ZLD) voorkeur geniet. Konvensionele behandelings soos omgekeerde osmose (RO) en termiese verdamping staar beperkings in die hantering van hoë souttoestande in die gesig, wat lei tot hoë bedryfskoste en membraanbesoedeling. Ioonmembraanelektrolise, oorspronklik ontwikkel vir chlooralkaliproduksie, het as 'n veelsydige alternatief na vore gekom. Hierdie tegnologie gebruik ioonselektiewe membrane om ioonmigrasie tydens elektrolise te skei en te beheer, wat gelyktydige watersuiwering en hulpbronherwinning moontlik maak.

• 2. Beginsel van ioonmembraanelektrolise*
  Die ioonmembraan-elektroliseerder bestaan ​​uit 'n anode, katode en 'n katioonuitruilmembraan of anioonuitruilmembraan. Tydens elektrolise:
• Katioonuitruilmembraan:Laat katione (bv. Na⁺, Ca²⁺) deur terwyl anione (Cl⁻, SO₄²⁻) geblokkeer word en ioonmigrasie na die onderskeie elektrodes rig.
• Elektrochemiese reaksies:
• Anode:Oksidasie van chloriedione genereer chloorgas en hipochloriet, wat organiese stowwe afbreek en die water ontsmet.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2​+2e−
• Katode:Reduksie van water produseer waterstofgas en hidroksiedione, wat die pH verhoog en die presipitasie van metaalione bevorder.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H2O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2e−→H2​+2OH−
• Soutskeiding:Die membraan fasiliteer selektiewe ioonvervoer, wat pekelkonsentrasie en varswaterherwinning moontlik maak.

3. Toepassings in hoë-sout afvalwaterbehandeling*
'nSout Herwinning en Pekelwaardering
Ioonmembraanstelsels kan pekelstrome (bv. van RO-uitwerpsel) konsentreer vir soutkristallisasie of natriumhidroksiedproduksie. Seewater-ontsoutingsaanlegte kan byvoorbeeld NaCl as 'n neweproduk herwin.

b.Organiese Besoedelingsdegradasie
Elektrochemiese oksidasie by die anode breek vuurvaste organiese stowwe af via sterk oksidante soos ClO⁻ en HOCl. Studies toon 90% verwydering van fenoliese verbindings in gesimuleerde HSW.

c.Verwydering van swaar metaal
Alkaliese toestande by die katode veroorsaak hidroksiedpresipitasie van metale (bv. Pb²⁺, Cu²⁺), wat >95% verwyderingsdoeltreffendheid bereik.

d.Watersuiwering
Proewe op loodsskaal toon varswaterherwinningstempo's van meer as 80% met geleidingsvermoë wat van 150 000 µS/cm tot <1 000 µS/cm verminder is.