• Astrattu
  L'acqua usata à alta salinità, generata da prucessi industriali cum'è a raffinazione di u petroliu, a fabricazione chimica è l'impianti di desalinizazione, pone sfide ambientali è ecunomiche significative per via di a so cumpusizione cumplessa è di l'altu cuntenutu di sale. I metudi di trattamentu tradiziunali, cumprese l'evaporazione è a filtrazione à membrana, spessu luttano cù l'inefficienza energetica o l'inquinamentu secundariu. L'applicazione di l'elettrolisi à membrana ionica cum'è approcciu innovativu per u trattamentu di l'acqua usata à alta salinità. Sfruttendu i principii elettrochimichi è e membrane di scambiu ionicu selettivu, sta tecnulugia offre suluzioni putenziali per u recuperu di u sale, a degradazione urganica è a purificazione di l'acqua. I meccanismi di trasportu selettivu per ioni, l'efficienza energetica è a scalabilità sò discussi, inseme cù sfide cum'è l'incrostazioni è a corrosione di e membrane. Studi di casu è recenti progressi mettenu in risaltu u rolu promettente di l'elettrolizzatori à membrana ionica in a gestione sustenibile di l'acqua usata.

• 1. Introduzione*
  L'acqua di scaricu à alta salinità, carattarizata da solidi dissolti chì superanu i 5.000 mg/L, hè un prublema criticu in l'industrie induve u riutilizazione di l'acqua è u scaricu zero-liquidu (ZLD) sò prioritari. I trattamenti cunvinziunali cum'è l'osmosi inversa (RO) è l'evaporazione termica scontranu limitazioni in a gestione di cundizioni altamente saline, chì portanu à costi operativi elevati è incrostazioni di membrane. L'elettrolisi ionica à membrana, sviluppata inizialmente per a pruduzzione di cloru-alcali, hè emersa cum'è una alternativa versatile. Sta tecnulugia utilizza membrane selettive per ioni per separà è cuntrullà a migrazione di ioni durante l'elettrolisi, permettendu a purificazione simultanea di l'acqua è u recuperu di e risorse.

• 2. Principiu di l'elettrolisi ionica à membrana*
  L'elettrolizzatore à membrana ionica hè custituitu da un anodu, un catodu è una membrana di scambiu cationicu o una membrana di scambiu anionicu. Durante l'elettrolisi:
• Membrana di scambiu cationicu:Permette à i cationi (per esempiu, Na⁺, Ca²⁺) di passà mentre blucca l'anioni (Cl⁻, SO₄²⁻), dirigendu a migrazione di l'ioni versu i rispettivi elettrodi.
• Reazzioni elettrochimiche:
• Anodu:L'ossidazione di l'ioni di cloruru genera gas di cloru è ipocloritu, chì degradanu i cumposti organici è disinfettanu l'acqua.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• Catodu:A riduzzione di l'acqua produce gasu d'idrogenu è ioni idrossidu, aumentendu u pH è prumovendu a precipitazione di ioni metallichi.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2O+2e−→H2+2OH−
• Separazione di u sale:A membrana facilita u trasportu selettivu di ioni, permettendu a cuncentrazione di a salamoia è a ricuperazione di l'acqua dolce.

3. Applicazioni in u trattamentu di l'acque reflue à alta salinità*
a.Recuperazione di u Sale è Valorizazione di a Salamoia
I sistemi di membrana ionica ponu cuncentrà i flussi di salamoia (per esempiu, da u rifiutu di RO) per a cristallizazione di u sale o a pruduzzione di idrossidu di sodiu. Per esempiu, l'impianti di desalinizazione di l'acqua di mare ponu recuperà NaCl cum'è sottoproduttu.

b.Degradazione di l'inquinanti organici
L'ossidazione elettrochimica à l'anodu rompe l'organichi refrattari per via di ossidanti forti cum'è ClO⁻ è HOCl. I studii mostranu una rimozione di u 90% di i cumposti fenolici in HSW simulatu.

c.Rimozione di metalli pesanti
E cundizioni alcaline à u catodu inducenu a precipitazione di l'idrossidu di i metalli (per esempiu, Pb²⁺, Cu²⁺), ottenendu un'efficienza di rimozione di >95%.

d.Purificazione di l'acqua
I testi à scala pilota dimustranu tassi di ricuperazione di l'acqua dolce chì superanu l'80% cù una cunduttività ridutta da 150.000 µS/cm à <1.000 µS/cm.