• Crynodeb
  Mae dŵr gwastraff halltedd uchel, a gynhyrchir o brosesau diwydiannol fel mireinio olew, gweithgynhyrchu cemegol, a gweithfeydd dadhalltu, yn peri heriau amgylcheddol ac economaidd sylweddol oherwydd ei gyfansoddiad cymhleth a'i gynnwys halen uchel. Yn aml, mae dulliau trin traddodiadol, gan gynnwys anweddu a hidlo pilen, yn cael trafferth gydag aneffeithlonrwydd ynni neu lygredd eilaidd. Mae cymhwyso electrolysis pilen ïon fel dull arloesol o drin dŵr gwastraff halltedd uchel. Trwy fanteisio ar egwyddorion electrogemegol a philenni cyfnewid ïon dethol, mae'r dechnoleg hon yn cynnig atebion posibl ar gyfer adfer halen, diraddio organig, a phuro dŵr. Trafodir mecanweithiau cludo dethol ïon, effeithlonrwydd ynni, a graddadwyedd, ynghyd â heriau fel baeddu a chorydiad pilenni. Mae astudiaethau achos a datblygiadau diweddar yn tynnu sylw at rôl addawol electrolysyddion pilen ïon mewn rheoli dŵr gwastraff cynaliadwy.

• 1. Cyflwyniad*
  Mae dŵr gwastraff halltedd uchel, a nodweddir gan solidau toddedig sy'n fwy na 5,000 mg/L, yn fater hollbwysig mewn diwydiannau lle mae ailddefnyddio dŵr a rhyddhau hylif sero (ZLD) yn cael blaenoriaeth. Mae triniaethau confensiynol fel osmosis gwrthdro (RO) ac anweddiad thermol yn wynebu cyfyngiadau wrth drin amodau halltedd uchel, gan arwain at gostau gweithredu uchel a baeddu pilenni. Mae electrolysis pilen ïon, a ddatblygwyd yn wreiddiol ar gyfer cynhyrchu clor-alcali, wedi dod i'r amlwg fel dewis arall amlbwrpas. Mae'r dechnoleg hon yn defnyddio pilenni dethol ïonau i wahanu a rheoli mudo ïonau yn ystod electrolysis, gan alluogi puro dŵr ac adfer adnoddau ar yr un pryd.

• 2. Egwyddor Electrolysis Pilen-Ionau*
  Mae'r electrolysydd pilen ïon yn cynnwys anod, catod, a philen cyfnewid cation neu bilen cyfnewid anion. Yn ystod electrolysis:
• Pilen Cyfnewid Cationau:Yn caniatáu i gationau (e.e., Na⁺, Ca²⁺) basio wrth rwystro anionau (Cl⁻, SO₄²⁻), gan gyfeirio mudo ïonau tuag at yr electrodau priodol.
• Adweithiau Electrogemegol:
• Anod:Mae ocsidiad ïonau clorid yn cynhyrchu nwy clorin a hypoclorit, sy'n diraddio deunyddiau organig ac yn diheintio'r dŵr.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2​+2e−
• Cathod:Mae lleihau dŵr yn cynhyrchu nwy hydrogen ac ïonau hydrocsid, gan wella pH a hyrwyddo gwaddodiad ïonau metel.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2​O+2e−→H2​+2OH−
• Gwahanu Halen:Mae'r bilen yn hwyluso cludo ïonau detholus, gan alluogi crynodiad heli ac adferiad dŵr croyw.

3. Cymwysiadau mewn Trin Dŵr Gwastraff Halenedd Uchel*
a.Adfer Halen a Gwerthfawrogi Heli
Gall systemau pilen ïon ganolbwyntio ffrydiau heli (e.e., o wrthodiad RO) ar gyfer crisialu halen neu gynhyrchu sodiwm hydrocsid. Er enghraifft, gall gweithfeydd dadhalltu dŵr môr adfer NaCl fel sgil-gynnyrch.

b.Diraddio Llygryddion Organig
Mae ocsideiddio electrocemegol wrth yr anod yn chwalu organigion anhydrin trwy ocsidyddion cryf fel ClO⁻ a HOCl. Mae astudiaethau'n dangos bod 90% o gyfansoddion ffenolaidd wedi'u tynnu mewn HSW efelychiedig.

c.Tynnu Metel Trwm
Mae amodau alcalïaidd wrth y catod yn achosi gwaddod hydrocsid metelau (e.e., Pb²⁺, Cu²⁺), gan gyflawni effeithlonrwydd tynnu >95%.

ch.Puro Dŵr
Mae treialon ar raddfa beilot yn dangos cyfraddau adfer dŵr croyw sy'n fwy nag 80% gyda dargludedd wedi'i ostwng o 150,000 µS/cm i <1,000 µS/cm.