• เชิงนามธรรม
  น้ำเสียที่มีค่าความเค็มสูง ซึ่งเกิดจากกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น การกลั่นน้ำมัน การผลิตสารเคมี และโรงงานกำจัดเกลือ ก่อให้เกิดความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจอย่างมาก เนื่องจากมีองค์ประกอบที่ซับซ้อนและมีปริมาณเกลือสูง วิธีการบำบัดแบบดั้งเดิม เช่น การระเหยและการกรองด้วยเมมเบรน มักประสบปัญหาเรื่องประสิทธิภาพการใช้พลังงานหรือมลพิษทุติยภูมิ การใช้อิเล็กโทรไลซิสเมมเบรนไอออนเป็นแนวทางใหม่ในการบำบัดน้ำเสียที่มีค่าความเค็มสูง โดยอาศัยหลักการไฟฟ้าเคมีและเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนแบบเลือก เทคโนโลยีนี้จึงเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับการกู้คืนเกลือ การย่อยสลายสารอินทรีย์ และการทำให้น้ำบริสุทธิ์ มีการหารือเกี่ยวกับกลไกของการขนส่งแบบเลือกไอออน ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และความสามารถในการปรับขนาด รวมถึงความท้าทาย เช่น การเกาะติดของเมมเบรนและการกัดกร่อน กรณีศึกษาและความก้าวหน้าล่าสุดเน้นย้ำถึงบทบาทที่มีแนวโน้มดีของอิเล็กโทรไลเซอร์เมมเบรนไอออนในการจัดการน้ำเสียอย่างยั่งยืน

• 1. บทนำ*
  น้ำเสียที่มีค่าความเค็มสูง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีของแข็งที่ละลายอยู่ในน้ำเกิน 5,000 มก./ล. ถือเป็นปัญหาสำคัญในอุตสาหกรรมที่ให้ความสำคัญกับการใช้ซ้ำน้ำและการระบายของเหลวเป็นศูนย์ (ZLD) การบำบัดแบบเดิม เช่น การออสโมซิสย้อนกลับ (RO) และการระเหยด้วยความร้อน เผชิญกับข้อจำกัดในการจัดการกับสภาวะที่มีค่าความเค็มสูง ส่งผลให้มีต้นทุนการดำเนินงานที่สูงและเมมเบรนเกิดคราบสกปรก การแยกด้วยไฟฟ้าด้วยเมมเบรนไอออน ซึ่งเดิมพัฒนาขึ้นเพื่อการผลิตคลอร์อัลคาไล ได้กลายมาเป็นทางเลือกที่มีความยืดหยุ่น เทคโนโลยีนี้ใช้เมมเบรนที่เลือกไอออนเพื่อแยกและควบคุมการเคลื่อนตัวของไอออนระหว่างการแยกด้วยไฟฟ้า ทำให้สามารถบำบัดน้ำและกู้คืนทรัพยากรได้พร้อมกัน

• 2. หลักการของอิเล็กโทรไลซิสเมมเบรนไอออน*
  อิเล็กโทรไลเซอร์แบบเมมเบรนไอออนประกอบด้วยขั้วบวก ขั้วลบ และเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนบวกหรือเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนลบ ระหว่างอิเล็กโทรไลซิส:
• เมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนบวก:ช่วยให้ไอออนบวก (เช่น Na⁺, Ca²⁺) ผ่านได้ในขณะที่ปิดกั้นไอออนลบ (Cl⁻, SO₄²⁻) โดยกำหนดทิศทางการเคลื่อนตัวของไอออนไปยังอิเล็กโทรดที่เกี่ยวข้อง
• ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า:
• ขั้วบวก:การเกิดออกซิเดชันของไอออนคลอไรด์จะก่อให้เกิดก๊าซคลอรีนและไฮโปคลอไรต์ซึ่งย่อยสลายสารอินทรีย์และฆ่าเชื้อในน้ำ
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2ClCl2+2e
• แคโทด:การลดน้ำจะทำให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนและไอออนไฮดรอกไซด์ ซึ่งจะช่วยเพิ่มค่า pH และส่งเสริมการตกตะกอนของไอออนโลหะ
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2eH2+2OH
• การแยกเกลือ:เมมเบรนช่วยอำนวยความสะดวกในการขนส่งไอออนแบบเลือก ทำให้น้ำเกลือเข้มข้นและกู้คืนน้ำจืดได้

3. การประยุกต์ใช้ในระบบบำบัดน้ำเสียที่มีความเค็มสูง*
ก.การกู้คืนเกลือและการเพิ่มคุณค่าน้ำเกลือ
ระบบเมมเบรนไอออนสามารถทำให้น้ำเกลือเข้มข้นขึ้น (เช่น จากการปฏิเสธ RO) สำหรับการตกผลึกเกลือหรือการผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์ ตัวอย่างเช่น โรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเลสามารถกู้คืน NaCl เป็นผลพลอยได้

ข.การย่อยสลายสารมลพิษอินทรีย์
การออกซิเดชันทางเคมีไฟฟ้าที่ขั้วบวกจะทำลายสารอินทรีย์ที่ทนไฟโดยใช้สารออกซิไดเซอร์ที่มีฤทธิ์แรง เช่น ClO⁻ และ HOCl การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าสามารถกำจัดสารประกอบฟีนอลิกได้ 90% ใน HSW จำลอง

ค.การกำจัดโลหะหนัก
สภาวะที่เป็นด่างที่แคโทดทำให้เกิดการตกตะกอนของไฮดรอกไซด์ในโลหะ (เช่น Pb²⁺, Cu²⁺) ทำให้มีประสิทธิภาพในการกำจัดมากกว่า 95%

ข.การฟอกน้ำ
การทดลองในระดับนำร่องแสดงให้เห็นอัตราการกู้คืนน้ำจืดเกิน 80% โดยมีค่าการนำไฟฟ้าลดลงจาก 150,000 µS/cm เหลือ <1,000 µS/cm