• Abstract
  Ang high-salinity wastewater, na nabuo mula sa mga prosesong pang-industriya tulad ng oil refining, chemical manufacturing, at desalination plants, ay nagdudulot ng mga makabuluhang hamon sa kapaligiran at ekonomiya dahil sa kumplikadong komposisyon at mataas na nilalaman ng asin nito. Ang mga tradisyunal na pamamaraan ng paggamot, kabilang ang pagsingaw at pagsasala ng lamad, ay madalas na nakikipagpunyagi sa kakulangan ng enerhiya o pangalawang polusyon. Ang aplikasyon ng ion-membrane electrolysis bilang isang makabagong diskarte sa paggamot ng high-salinity wastewater. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga prinsipyo ng electrochemical at mga piling ion-exchange na lamad, nag-aalok ang teknolohiyang ito ng mga potensyal na solusyon para sa pagbawi ng asin, pagkasira ng organiko, at paglilinis ng tubig. Ang mga mekanismo ng ion-selective transport, energy efficiency, at scalability ay tinatalakay, kasama ang mga hamon tulad ng lamad fouling at corrosion. Ang mga pag-aaral ng kaso at kamakailang mga pagsulong ay nagtatampok sa promising na papel ng mga electrolyzer ng ion-membrane sa napapanatiling pamamahala ng wastewater.

• 1. Panimula*
  Ang high-salinity wastewater, na nailalarawan sa pamamagitan ng mga dissolved solids na lampas sa 5,000 mg/L, ay isang kritikal na isyu sa mga industriya kung saan inuuna ang muling paggamit ng tubig at zero-liquid discharge (ZLD). Ang mga tradisyonal na paggamot tulad ng reverse osmosis (RO) at thermal evaporation ay nahaharap sa mga limitasyon sa paghawak ng mataas na mga kondisyon ng asin, na humahantong sa mataas na mga gastos sa pagpapatakbo at fouling ng lamad. Ang electrolysis ng Ion-membrane, na orihinal na binuo para sa produksyon ng chlor-alkali, ay lumitaw bilang isang maraming nalalaman na alternatibo. Ang teknolohiyang ito ay gumagamit ng mga ion-selective na lamad upang paghiwalayin at kontrolin ang paglipat ng ion sa panahon ng electrolysis, na nagbibigay-daan sa sabay-sabay na paglilinis ng tubig at pagbawi ng mapagkukunan.

• 2. Prinsipyo ng Ion-Membrane Electrolysis*
  Ang ion-membrane electrolyzer ay binubuo ng isang anode, cathode, at isang cation-exchange membrane o anion-exchange membrane. Sa panahon ng electrolysis:
• Cation-Exchange Membrane:Nagbibigay-daan sa mga cation (hal., Na⁺, Ca²⁺) na dumaan habang hinaharangan ang mga anion (Cl⁻, SO₄²⁻), na nagdidirekta ng paglipat ng ion patungo sa kani-kanilang mga electrodes.
• Mga Reaksyon ng Electrochemical:
• Anode:Ang oksihenasyon ng mga chloride ions ay bumubuo ng chlorine gas at hypochlorite, na nagpapababa ng mga organiko at nagdidisimpekta sa tubig.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• Cathode:Ang pagbabawas ng tubig ay gumagawa ng hydrogen gas at hydroxide ions, pagpapahusay ng pH at pagtataguyod ng pag-ulan ng mga metal ions.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2O+2e−→H2+2OH−
• Paghihiwalay ng asin:Pinapadali ng lamad ang pumipili na transportasyon ng ion, na nagpapagana ng konsentrasyon ng brine at pagbawi ng tubig-tabang.

3. Mga Application sa High-Salinity Wastewater Treatment*
a.Pagbawi ng Asin at Pagpapatibay ng Brine
Ang mga sistema ng Ion-membrane ay maaaring mag-concentrate ng brine stream (hal., mula sa RO reject) para sa pagkikristal ng asin o produksyon ng sodium hydroxide. Halimbawa, ang mga halaman sa desalination ng tubig-dagat ay maaaring mabawi ang NaCl bilang isang byproduct.

b.Organic Pollutant Degradation
Ang electrochemical oxidation sa anode ay sumisira ng mga refractory organics sa pamamagitan ng malalakas na oxidant tulad ng ClO⁻ at HOCl. Ipinapakita ng mga pag-aaral ang 90% na pag-alis ng mga phenolic compound sa kunwa na HSW.

c.Pag-alis ng Malakas na Metal
Ang mga alkalina na kondisyon sa cathode ay nag-uudyok ng hydroxide precipitation ng mga metal (hal., Pb²⁺, Cu²⁺), na nakakamit ng >95% na kahusayan sa pagtanggal.

d.Paglilinis ng Tubig
Ang mga pilot-scale na pagsubok ay nagpapakita ng mga rate ng pagbawi ng tubig-tabang na lumampas sa 80% na may pagbabawas ng conductivity mula 150,000 µS/cm hanggang <1,000 µS/cm.