• Resumo
  As augas residuais de alta salinidade, xeradas a partir de procesos industriais como o refinado de petróleo, a fabricación de produtos químicos e as plantas de desalinización, supoñen importantes desafíos ambientais e económicos debido á súa complexa composición e alto contido en sal. Os métodos de tratamento tradicionais, incluíndo a evaporación e a filtración por membrana, adoitan ter problemas de ineficiencia enerxética ou contaminación secundaria. A aplicación da electrólise de membrana iónica como unha estratexia innovadora para o tratamento de augas residuais de alta salinidade. Ao aproveitar os principios electroquímicos e as membranas de intercambio iónico selectivo, esta tecnoloxía ofrece posibles solucións para a recuperación de sales, a degradación orgánica e a purificación da auga. Discútense os mecanismos de transporte selectivo de ións, a eficiencia enerxética e a escalabilidade, xunto con desafíos como a ensuciamento e a corrosión das membranas. Os estudos de caso e os avances recentes destacan o prometedor papel dos electrolizadores de membrana iónica na xestión sostible das augas residuais.

• 1. Introdución*
  As augas residuais de alta salinidade, caracterizadas por sólidos disoltos superiores a 5.000 mg/L, son un problema crítico nas industrias onde se prioriza a reutilización da auga e a descarga sen líquidos (ZLD). Os tratamentos convencionais como a osmose inversa (RO) e a evaporación térmica enfróntanse a limitacións á hora de manexar condicións de alta salina, o que leva a altos custos operativos e á incrustación das membranas. A electrólise iónica de membrana, desenvolvida orixinalmente para a produción de cloro-álcali, xurdiu como unha alternativa versátil. Esta tecnoloxía utiliza membranas selectivas de ións para separar e controlar a migración de ións durante a electrólise, o que permite a purificación simultánea da auga e a recuperación de recursos.

• 2. Principio da electrólise de membrana iónica*
  O electrolizador de membrana iónica consta dun ánodo, un cátodo e unha membrana de intercambio catiónico ou aniónico. Durante a electrólise:
• Membrana de intercambio catiónico:Permite o paso de catións (por exemplo, Na⁺, Ca²⁺) mentres bloquea os anións (Cl⁻, SO₄²⁻), dirixindo a migración de ións cara aos respectivos eléctrodos.
• Reaccións electroquímicas:
• Ánodo:A oxidación dos ións de cloruro xera gas cloro e hipoclorito, que degradan a materia orgánica e desinfectan a auga.
  2Cl−→Cl2+2e−2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2Cl−→Cl2+2e−
• Cátodo:A redución da auga produce gas hidróxeno e ións hidróxido, o que mellora o pH e promove a precipitación de ións metálicos.
  2H2O+2e−→H2+2OH−2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2H2O+2e−→H2+2OH−
• Separación de sales:A membrana facilita o transporte selectivo de ións, o que permite a concentración de salmoira e a recuperación de auga doce.

3. Aplicacións no tratamento de augas residuais de alta salinidade*
unha.Recuperación de sal e valorización de salmoira
Os sistemas de membrana iónica poden concentrar correntes de salmoira (por exemplo, do rexeitamento de óso inverso) para a cristalización do sal ou a produción de hidróxido de sodio. Por exemplo, as plantas de desalinización de auga de mar poden recuperar NaCl como subproduto.

b.Degradación de contaminantes orgánicos
A oxidación electroquímica no ánodo descompón os compostos orgánicos refractarios mediante oxidantes fortes como ClO⁻ e HOCl. Os estudos amosan unha eliminación do 90 % dos compostos fenólicos en HSW simulado.

c.Eliminación de metais pesados
As condicións alcalinas no cátodo inducen a precipitación de hidróxidos de metais (por exemplo, Pb²⁺, Cu²⁺), conseguindo unha eficiencia de eliminación de >95 %.

d.Purificación de auga
As probas a escala piloto demostran taxas de recuperación de auga doce superiores ao 80 % cunha condutividade reducida de 150 000 µS/cm a <1 000 µS/cm.