• সারাংশ
  তেল পরিশোধন, রাসায়নিক উৎপাদন এবং লবণাক্তকরণ কেন্দ্রের মতো শিল্প প্রক্রিয়া থেকে উৎপন্ন উচ্চ-লবণাক্ত বর্জ্য জল, এর জটিল গঠন এবং উচ্চ লবণের পরিমাণের কারণে উল্লেখযোগ্য পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। বাষ্পীভবন এবং ঝিল্লি পরিস্রাবণ সহ ঐতিহ্যবাহী শোধন পদ্ধতিগুলি প্রায়শই শক্তির অদক্ষতা বা গৌণ দূষণের সাথে লড়াই করে। উচ্চ-লবণাক্ত বর্জ্য জল শোধনের জন্য একটি উদ্ভাবনী পদ্ধতি হিসাবে আয়ন-ঝিল্লি তড়িৎ বিশ্লেষণের প্রয়োগ। তড়িৎ রাসায়নিক নীতি এবং নির্বাচনী আয়ন-বিনিময় ঝিল্লি ব্যবহার করে, এই প্রযুক্তি লবণ পুনরুদ্ধার, জৈব অবক্ষয় এবং জল পরিশোধনের জন্য সম্ভাব্য সমাধান প্রদান করে। ঝিল্লি দূষণ এবং ক্ষয়ের মতো চ্যালেঞ্জগুলির সাথে আয়ন-নির্বাচিত পরিবহন, শক্তি দক্ষতা এবং স্কেলেবিলিটির প্রক্রিয়াগুলি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে। কেস স্টাডি এবং সাম্প্রতিক অগ্রগতি টেকসই বর্জ্য জল ব্যবস্থাপনায় আয়ন-ঝিল্লি তড়িৎবিদ্যুৎ যন্ত্রের প্রতিশ্রুতিশীল ভূমিকা তুলে ধরে।

• 1. ভূমিকা*
  উচ্চ লবণাক্ততাযুক্ত বর্জ্য জল, যার বৈশিষ্ট্য ৫,০০০ মিলিগ্রাম/লিটারের বেশি দ্রবীভূত কঠিন পদার্থ দ্বারা চিহ্নিত, সেইসব শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা যেখানে জলের পুনঃব্যবহার এবং শূন্য-তরল নিষ্কাশন (ZLD) কে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়। বিপরীত অসমোসিস (RO) এবং তাপীয় বাষ্পীভবনের মতো প্রচলিত চিকিৎসাগুলি উচ্চ লবণাক্ত অবস্থা পরিচালনার ক্ষেত্রে সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়, যার ফলে উচ্চ পরিচালন খরচ এবং ঝিল্লি দূষণ হয়। মূলত ক্লোর-ক্ষার উৎপাদনের জন্য তৈরি আয়ন-ঝিল্লি তড়িৎ বিশ্লেষণ একটি বহুমুখী বিকল্প হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। এই প্রযুক্তি তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় আয়ন স্থানান্তরকে পৃথক এবং নিয়ন্ত্রণ করতে আয়ন-নির্বাচিত ঝিল্লি ব্যবহার করে, যা একই সাথে জল পরিশোধন এবং সম্পদ পুনরুদ্ধারকে সক্ষম করে।

• 2. আয়ন-ঝিল্লি তড়িৎ বিশ্লেষণের নীতি*
  আয়ন-ঝিল্লি তড়িৎ বিশ্লেষণের সময়:
• ক্যাশন-এক্সচেঞ্জ ঝিল্লি:অ্যানিয়নগুলিকে (Cl⁻, SO₄²⁻) ব্লক করার সময় ক্যাটেশনগুলিকে (যেমন, Na⁺, Ca²⁺) পাস করতে দেয়, যা আয়নগুলিকে সংশ্লিষ্ট ইলেকট্রোডের দিকে স্থানান্তরিত করে।
• তড়িৎ রাসায়নিক বিক্রিয়া:
• অ্যানোড:ক্লোরাইড আয়নের জারণ ক্লোরিন গ্যাস এবং হাইপোক্লোরাইট উৎপন্ন করে, যা জৈব পদার্থকে নষ্ট করে এবং জলকে জীবাণুমুক্ত করে।
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl২+২e−
• ক্যাথোড:জল হ্রাস হাইড্রোজেন গ্যাস এবং হাইড্রোক্সাইড আয়ন উৎপন্ন করে, pH বৃদ্ধি করে এবং ধাতব আয়নগুলির বৃষ্টিপাত বৃদ্ধি করে।
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H২O+2e−→H২+২OH−
• লবণ পৃথকীকরণ:এই পর্দা নির্বাচনী আয়ন পরিবহনকে সহজতর করে, যা লবণাক্ততার ঘনত্ব এবং স্বাদুপানির পুনরুদ্ধারকে সক্ষম করে।

৩. উচ্চ-লবণাক্ততা বর্জ্য জল চিকিত্সায় প্রয়োগ*
ক.লবণ পুনরুদ্ধার এবং ব্রাইন ভ্যালোরাইজেশন
আয়ন-ঝিল্লি সিস্টেম লবণ স্ফটিককরণ বা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড উৎপাদনের জন্য লবণাক্ত প্রবাহ (যেমন, RO রিজেক্ট থেকে) ঘনীভূত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সমুদ্রের জলের ডিস্যালিনেশন প্ল্যান্টগুলি উপজাত হিসাবে NaCl পুনরুদ্ধার করতে পারে।

খ.জৈব দূষণকারী পদার্থের অবক্ষয়
অ্যানোডে তড়িৎ রাসায়নিক জারণ ClO⁻ এবং HOCl এর মতো শক্তিশালী অক্সিডেন্টের মাধ্যমে অবাধ্য জৈব পদার্থগুলিকে ভেঙে দেয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে সিমুলেটেড HSW-তে 90% ফেনোলিক যৌগ অপসারণ করা সম্ভব।

গ.ভারী ধাতু অপসারণ
ক্যাথোডে ক্ষারীয় অবস্থার কারণে ধাতুর হাইড্রোক্সাইড বৃষ্টিপাত হয় (যেমন, Pb²⁺, Cu²⁺), যা ৯৫% এরও বেশি অপসারণ দক্ষতা অর্জন করে।

ঘ.পানি পরিশোধন
পাইলট-স্কেল পরীক্ষায় দেখা গেছে যে মিঠা পানির পুনরুদ্ধারের হার ৮০% ছাড়িয়ে গেছে এবং পরিবাহিতা ১৫০,০০০ µS/cm থেকে <১,০০০ µS/cm এ কমিয়ে আনা হয়েছে।