• Abstrakt
  Ofwaasser mat héijem Salzgehalt, dat duerch industriell Prozesser wéi Uelegraffinerie, chemescher Produktioun an Entsalzungsanlagen entsteet, stellt wéinst senger komplexer Zesummesetzung a sengem héije Salzgehalt bedeitend Ëmwelt- an wirtschaftlech Erausfuerderungen duer. Traditionell Behandlungsmethoden, dorënner Verdampfung a Membranfiltratioun, hunn dacks Problemer mat Energieineffizienz oder sekundärer Verschmotzung. D'Uwendung vun der Ionenmembranelektrolyse als innovativen Usaz fir d'Behandlung vun Ofwaasser mat héijem Salzgehalt. Duerch d'Notzung vun elektrochemesche Prinzipien a selektiven Ionenaustauschmembranen bitt dës Technologie potenziell Léisunge fir Salzgewinnung, organeschen Ofbau a Waasserreinigung. D'Mechanismen vum ionenselektiven Transport, der Energieeffizienz an der Skalierbarkeet ginn diskutéiert, zesumme mat Erausfuerderungen wéi Membranverschmotzung a Korrosioun. Fallstudien a rezent Fortschrëtter ënnersträichen déi villverspriechend Roll vun Ionenmembranelektrolyseuren an der nohalteger Ofwaasserwirtschaft.

• 1. Aféierung*
  Ofwaasser mat héijem Salzgehalt, charakteriséiert duerch opgeléist Feststoffer iwwer 5.000 mg/L, ass e kritescht Thema an Industrien, wou d'Wiederverwendung vu Waasser an d'Null-Flëssegkeetsentladung (ZLD) Prioritéit hunn. Konventionell Behandlungen wéi Réckosmose (RO) an thermesch Verdampfung hunn Aschränkungen beim Ëmgang mat héije Salzgehalt, wat zu héije Betribskäschten a Membranverschmotzung féiert. Ionenmembranelektrolyse, déi ursprénglech fir d'Chloralkaliproduktioun entwéckelt gouf, huet sech als eng villfälteg Alternativ erausgestallt. Dës Technologie benotzt ionenselektiv Membranen fir d'Ionenmigratioun während der Elektrolyse ze trennen an ze kontrolléieren, wat gläichzäiteg Waasserreinigung a Ressourcengewinnung erméiglecht.

• 2. Prinzip vun der Ionenmembranelektrolyse*
  Den Ionenmembran-Elektrolysator besteet aus enger Anode, enger Kathod an enger Kationenaustauschmembran oder enger Anionenaustauschmembran. Wärend der Elektrolyse:
• Kationenaustauschmembran:Erlaabt Kationen (z.B. Na⁺, Ca²⁺) duerchzegoen, während et Anionen (Cl⁻, SO₄²⁻) blockéiert an d'Ionenmigratioun op déi jeeweileg Elektroden dirigéiert.
• Elektrochemesch Reaktiounen:
• Anod:D'Oxidatioun vu Chloridionen produzéiert Chlorgas an Hypochlorit, déi organesch Substanzen ofbauen an d'Waasser desinfizéieren.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2​+2e−
• Kathod:D'Reduktioun vu Waasser produzéiert Waasserstoffgas an Hydroxidionen, wouduerch de pH-Wäert erhéicht gëtt an d'Nidderschlag vu Metallionen gefördert gëtt.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2e−→H2​+2OH−
• Salztrennung:D'Membran erliichtert de selektiven Ionentransport, wouduerch d'Konzentratioun vu Salzlake an d'Gewinnung vu Séisswaasser méiglech sinn.

3. Uwendungen an der Ofwaasserbehandlung mat héijem Salzgehalt*
a.Salzgewinnung a Salzlake-Valoriséierung
Ionenmembransystemer kënne Salzlakestréim (z.B. aus RO-Ofwaasser) fir Salzkristallisatioun oder Natriumhydroxidproduktioun konzentréieren. Zum Beispill kënnen Entsalzungsanlagen fir Mierwaasser NaCl als Nieweprodukt zréckgewannen.

b.Degradatioun vun organesche Schadstoffer
Elektrochemesch Oxidatioun un der Anode brécht refraktär organesch Materialien iwwer staark Oxidatiounsmëttel wéi ClO⁻ an HOCl of. Studien weisen eng Entfernung vu Phenolverbindungen a simuléiertem Héichwaasserofwaasser bis zu 90%.

c.Entfernung vu schwéiere Metaller
Alkalesch Konditiounen un der Kathod induzéieren eng Hydroxid-Ausfällung vu Metaller (z.B. Pb²⁺, Cu²⁺), wouduerch eng Entfernungseffizienz vu méi wéi 95% erreecht gëtt.

d.Waasserreinigung
Pilotstudien weisen Séisswaasser-Erhuelungsraten vu méi wéi 80% op, mat enger reduzéierter Konduktivitéit vun 150.000 µS/cm op <1.000 µS/cm.