इलेक्ट्रोडायलाइसिस जल उपचार प्रौद्योगिकी

इलेक्ट्रोडायलाइसिस (ईडी) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें अर्धपारगम्य झिल्ली और प्रत्यक्ष विद्युत धारा का उपयोग करके विलयन से आवेशित विलेय कणों (जैसे आयनों) को चुनिंदा रूप से स्थानांतरित किया जाता है। यह पृथक्करण प्रक्रिया आवेशित विलेय को जल और अन्य अनावेशित घटकों से दूर करके विलयनों को सांद्रित, तनु, परिष्कृत और शुद्ध करती है। इलेक्ट्रोडायलाइसिस एक बड़े पैमाने की रासायनिक इकाई प्रक्रिया के रूप में विकसित हो चुकी है और झिल्ली पृथक्करण प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसका व्यापक अनुप्रयोग रासायनिक विलवणीकरण, समुद्री जल विलवणीकरण, खाद्य और फार्मास्यूटिकल्स तथा अपशिष्ट जल उपचार जैसे उद्योगों में होता है। कुछ क्षेत्रों में, यह पेयजल उत्पादन का प्राथमिक तरीका बन गया है। इसके कई लाभ हैं जैसे कम ऊर्जा खपत, महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ, सरल पूर्व-उपचार, टिकाऊ उपकरण, लचीला सिस्टम डिज़ाइन, आसान संचालन और रखरखाव, स्वच्छ प्रक्रिया, कम रासायनिक खपत, न्यूनतम पर्यावरणीय प्रदूषण, उपकरणों का लंबा जीवनकाल और उच्च जल पुनर्प्राप्ति दर (आमतौर पर 65% से 80% तक)।

इलेक्ट्रोडायलाइसिस की सामान्य तकनीकों में इलेक्ट्रोडआयनीकरण (ईडीआई), इलेक्ट्रोडायलाइसिस रिवर्सल (ईडीआर), तरल झिल्लियों के साथ इलेक्ट्रोडायलाइसिस (ईडीएलएम), उच्च तापमान इलेक्ट्रोडायलाइसिस, रोल-टाइप इलेक्ट्रोडायलाइसिस, बाइपोलर मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोडायलाइसिस और अन्य शामिल हैं।

इलेक्ट्रोडायलाइसिस का उपयोग विभिन्न प्रकार के अपशिष्ट जल के उपचार के लिए किया जा सकता है, जिसमें इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल और भारी धातु-दूषित अपशिष्ट जल शामिल हैं। इसका उपयोग अपशिष्ट जल से धातु आयनों और अन्य पदार्थों को निकालने के लिए किया जा सकता है, जिससे प्रदूषण और उत्सर्जन को कम करते हुए जल और मूल्यवान संसाधनों की पुनर्प्राप्ति और पुन: उपयोग संभव हो पाता है। अध्ययनों से पता चला है कि इलेक्ट्रोडायलाइसिस तांबा उत्पादन प्रक्रिया में पैसिवेशन विलयनों के उपचार के दौरान तांबा, जस्ता को पुनर्प्राप्त कर सकता है और यहां तक ​​कि Cr3+ को Cr6+ में ऑक्सीकृत भी कर सकता है। इसके अतिरिक्त, औद्योगिक अनुप्रयोगों में एसिड पिकलिंग अपशिष्ट जल से भारी धातुओं और अम्लों की पुनर्प्राप्ति के लिए इलेक्ट्रोडायलाइसिस को आयन विनिमय के साथ संयोजित किया गया है। विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रोडायलाइसिस उपकरणों का उपयोग, जिसमें एनियन और कटायन एक्सचेंज रेजिन दोनों को फिलर के रूप में उपयोग किया जाता है, भारी धातु अपशिष्ट जल के उपचार के लिए किया गया है, जिससे क्लोज्ड-लूप रीसाइक्लिंग और शून्य उत्सर्जन प्राप्त होता है। इलेक्ट्रोडायलाइसिस का उपयोग क्षारीय अपशिष्ट जल और कार्बनिक अपशिष्ट जल के उपचार के लिए भी किया जा सकता है।

चीन में प्रदूषण नियंत्रण और संसाधन पुन: उपयोग के राज्य प्रमुख प्रयोगशाला में किए गए शोध में आयन एक्सचेंज मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलाइसिस का उपयोग करके एपॉक्सी प्रोपेन क्लोरीनीकरण टेल गैस युक्त क्षार धुलाई अपशिष्ट जल के उपचार का अध्ययन किया गया। जब इलेक्ट्रोलाइसिस वोल्टेज 5.0V और परिसंचरण समय 3 घंटे था, तो अपशिष्ट जल से COD हटाने की दर 78% तक पहुँच गई और क्षार पुनर्प्राप्ति दर 73.55% तक रही, जो बाद की जैव रासायनिक इकाइयों के लिए एक प्रभावी पूर्व-उपचार के रूप में कार्य करती है। इलेक्ट्रोडायलाइसिस तकनीक का उपयोग शेडोंग लुहुआ पेट्रोकेमिकल कंपनी द्वारा 3% से 15% तक की सांद्रता वाले उच्च-सांद्रता वाले जटिल कार्बनिक अम्ल अपशिष्ट जल के उपचार के लिए भी किया गया है। इस विधि से कोई अवशेष या द्वितीयक प्रदूषण नहीं होता है, और प्राप्त सांद्रित विलयन में 20% से 40% अम्ल होता है, जिसे पुनर्चक्रित और उपचारित किया जा सकता है, जिससे अपशिष्ट जल में अम्ल की मात्रा 0.05% से 0.3% तक कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, सिनोपेक सिचुआन पेट्रोकेमिकल कंपनी ने संघनित अपशिष्ट जल के उपचार के लिए एक विशेष इलेक्ट्रोडायलाइसिस उपकरण का उपयोग किया, जिससे 36 टन प्रति घंटा की अधिकतम उपचार क्षमता प्राप्त हुई। सांद्रित जल में अमोनियम नाइट्रेट की मात्रा 20% से अधिक रही और पुनर्प्राप्ति दर 96% से अधिक रही। उपचारित ताजे पानी में अमोनियम नाइट्रोजन का द्रव्यमान अंश ≤40 मिलीग्राम/लीटर था, जो पर्यावरणीय मानकों को पूरा करता है।