• Хийсвэр
  Газрын тос боловсруулах, химийн үйлдвэрлэл, давсгүйжүүлэх үйлдвэр зэрэг үйлдвэрлэлийн үйл явцаас үүссэн давсжилт ихтэй бохир ус нь нийлмэл найрлага, давсны агууламж өндөртэй тул байгаль орчин, эдийн засгийн томоохон сорилтуудыг дагуулдаг. Уламжлалт эмчилгээний аргууд, түүний дотор ууршилт, мембран шүүлтүүр нь ихэвчлэн эрчим хүчний үр ашиггүй байдал эсвэл хоёрдогч бохирдолтой тэмцдэг. Давс ихтэй бохир усыг цэвэрлэх шинэлэг арга болох ион-мембран электролизийн хэрэглээ. Энэхүү технологи нь цахилгаан химийн зарчим, сонгомол ион солилцооны мембраныг ашигласнаар давсыг нөхөн сэргээх, органик задрал, ус цэвэршүүлэх боломжит шийдлүүдийг санал болгодог. Мембраны бохирдол, зэврэлт зэрэг сорилтуудын хамт ион-сонгомол тээвэрлэлт, эрчим хүчний хэмнэлт, өргөтгөх чадварын механизмуудыг авч үздэг. Кейсийн судалгаанууд болон сүүлийн үеийн дэвшилтүүд нь бохир усны тогтвортой менежментэд ион-мембран электролизерын ирээдүйтэй үүргийг онцолж байна.

• 1. Танилцуулга*
  5000 мг/л-ээс дээш ууссан хатуу бодисоор тодорхойлогддог давсжилт ихтэй бохир ус нь усыг дахин ашиглах, шингэнийг тэглэх (ZLD) нэн тэргүүнд тавигддаг үйлдвэрүүдэд чухал асуудал юм. Урвуу осмос (RO) болон дулааны ууршилт зэрэг уламжлалт эмчилгээ нь давсны агууламж ихтэй нөхцөлд ажиллахад хязгаарлалттай тулгардаг бөгөөд энэ нь ашиглалтын өндөр зардал, мембраны бохирдолд хүргэдэг. Хлор-шүлт үйлдвэрлэхэд зориулж анх боловсруулсан ион-мембран электролиз нь олон талт хувилбар болж гарч ирсэн. Энэхүү технологи нь электролизийн явцад ионы шилжилтийг салгаж, хянахын тулд ион сонгомол мембраныг ашигладаг бөгөөд усыг нэгэн зэрэг цэвэршүүлэх, нөөцийг сэргээх боломжийг олгодог.

• 2. Ион мембраны электролизийн зарчим*
  Ион-мембран электролизер нь анод, катод, катион солилцооны мембран эсвэл анионы солилцооны мембранаас бүрдэнэ. Электролизийн үед:
• Катион солилцооны мембран:Анионуудыг (Cl⁻, SO₄²⁻) блоклохын зэрэгцээ катионуудыг (жишээ нь, Na⁺, Ca²⁺) дамжуулж, ионы шилжилтийг холбогдох электродууд руу чиглүүлнэ.
• Цахилгаан химийн урвалууд:
• Анод:Хлоридын ионуудын исэлдэлт нь хлорын хий, гипохлорит үүсгэдэг бөгөөд энэ нь органик бодисыг задалж, усыг ариутгана.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• Катод:Усны бууралт нь устөрөгчийн хий, гидроксидын ионуудыг үүсгэж, рН-ийг нэмэгдүүлж, металлын ионуудын хур тунадасыг дэмждэг.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2O+2e−→H2+2OH−
• Давс ялгах:Мембран нь ионы сонгомол тээвэрлэлтийг хөнгөвчлөх, давсны уусмалыг баяжуулах, цэвэр усыг сэргээх боломжийг олгодог.

3. Давс ихтэй бохир ус цэвэрлэхэд ашиглах*
а.Давс нөхөн сэргээх ба давсны уусмалын валоризаци
Ион-мембран систем нь давсны уусмалын урсгалыг (жишээ нь, RO-аас татгалзсан) давсны талстжилт эсвэл натрийн гидроксидын үйлдвэрлэлд төвлөрүүлж болно. Жишээлбэл, далайн усыг давсгүйжүүлэх үйлдвэрүүд NaCl-ийг дайвар бүтээгдэхүүн болгон гаргаж авах боломжтой.

б.Органик бохирдуулагчийн доройтол
Анод дахь электрохимийн исэлдэлт нь ClO⁻ болон HOCl зэрэг хүчтэй исэлдүүлэгчээр дамжуулан галд тэсвэртэй органик бодисуудыг задалдаг. Судалгаанаас харахад фенолын нэгдлүүдийг дуурайлган хийсэн HSW-д 90% устгадаг.

в.Хүнд металлыг зайлуулах
Катод дахь шүлтлэг нөхцөл нь металлын гидроксидын тунадасыг (жишээ нь, Pb²⁺, Cu²⁺) өдөөж, 95% -иас дээш зайлуулах үр дүнд хүрдэг.

г.Ус цэвэршүүлэх
Туршилтын хүрээнд хийсэн туршилтууд нь цэвэр усны нөхөн сэргээлтийг 80%-иас давж, дамжуулах чанар нь 150,000 мкС/см-ээс <1,000 мкС/см болж буурсан байна.