Electrochemical regeneration
ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲ ಆಧಾರಿತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯು ಇಂಗಾಲದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಅಣುಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯು ತ್ಯಾಜ್ಯ ನೀರಿನ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಉಷ್ಣ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಗೆ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ ಪುಡಿ ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲ (ಪಿಎಸಿ), ಹರಳಿನ ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲ (ಜಿಎಸಿ) ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲದ ನಾರು ಸೇರಿವೆ. ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಮರುಬಳಕೆಗೆ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ತ್ಯಾಜ್ಯ ನೀರಿನ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಲ್ಲಿ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥವೆಂದರೆ ಹರಳಿನ ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲ (ಜಿ. ಎ. ಸಿ.), ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದ್ರವ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಹಂತದ ಬಾಷ್ಪಶೀಲ ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳೆರಡಕ್ಕೂ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ನೀಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲದ ಹಾಸಿಗೆಗಳು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಅವುಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಐಸೋಥರ್ಮ್ಗಳು, ಒಳಹರಿವಿನ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ಮತ್ತು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಒಪ್ಪಿಗೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಜೀವಿತಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಹಾಸಿಗೆಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯು ಗಂಟೆಗಳು ಮತ್ತು ತಿಂಗಳುಗಳ ನಡುವೆ ಇರಬಹುದು. ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅದರ ಉಪಯುಕ್ತ ಜೀವಿತಾವಧಿಯ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ನೆಲಭರಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಅದನ್ನು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ಅದರ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮರುಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಉಷ್ಣ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯು ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ಗಮನಾರ್ಹ ಇಂಗಾಲದ ಹೆಜ್ಜೆಗುರುತುಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂನತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ನ್ಯೂನತೆಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯಂತಹ ಪರ್ಯಾಯ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ತಂತ್ರಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ರೀಜೆನರೇಟಿಂಗ್ ಆಕ್ಟಿವೇಟೆಡ್ ಕಾರ್ಬನ್ಗಳು ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕ ಅಣುಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದ ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲದ ಹಾಸಿಗೆಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಖಾಲಿಯಾದ ನಂತರ, ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶಕ್ಕೆ (ಆನೋಡ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ಗೆ) ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ರೀಜೆನರೇಶನ್ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು. ತತ್ವಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶದ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹಾದುಹೋಗುವ ಹಲವಾರು ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಯಾನುಗಳು ವಿಭಜಿತ ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಸ್ಥಳೀಯ pH ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಇದು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಮತೋಲನದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಫೀನಾಲ್ಗಳಂತಹ ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇತರ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸೇರಿವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರಭೇದವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅದು ತರುವಾಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅಥವಾ ಇಂಗಾಲದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಾವಯವಗಳ ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ನಾಶವಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು ರಂಧ್ರಯುಕ್ತ ಕಾರ್ಬನ್ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಮುಖ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ನಿರ್ಜಲೀಕರಣ ಪ್ರೇರಿತ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ ಎಂದು ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಬೃಹತ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ವಿವಿಧ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ವಿಧಾನಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನೇರವಾಗಿ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ಇದನ್ನು ಹೀಗೆ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆಃ ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ pH ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ OH-ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಪಿಹೆಚ್ನಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವು ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಅವು ಆನೋಡ್ಗೆ ವಲಸೆ ಹೋಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗಬಹುದು ಆದ್ದರಿಂದ ನಾಶವಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ಮೇಲಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು 10-100 mA ನಡುವಿನ ಅನ್ವಯಿಕ ಪ್ರವಾಹಗಳೊಂದಿಗೆ 4 ಗಂಟೆಗಳ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ಸಮಯದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಫೀನಾಲ್ಗಳಂತಹ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳಿಗೆ 85 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಸಾಮೂಹಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಿತಿಗಳಿಂದಾಗಿ, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಅಥವಾ ದೀರ್ಘ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಬಳಸದಿದ್ದರೆ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು ಉಳಿದಿರುತ್ತವೆ. ಆನೋಡಿಕ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯು ಆಕ್ಸಿಡೈಸಿಂಗ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಳೀಯ ಪಿಹೆಚ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೆಲವು ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಆನೋಡಿಕ್ ಕಂಪಾರ್ಟ್ಮೆಂಟ್ನಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯ ಇಂಗಾಲದ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಅದೇ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ಸಮಯಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹಗಳಿಗೆ 5-20% ನಡುವೆ ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಕಂಪಾರ್ಟ್ಮೆಂಟ್ನಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದಾದದ್ದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಆನೋಡ್ನ ಬಲವಾದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸ್ವರೂಪದಿಂದಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಉಳಿದಿರುವ ಸಾವಯವವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ-ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ಬಹುಪಾಲು ಕಾರ್ಬೊನೇಸಿಯಸ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ರಂಧ್ರಗಳ ಅಡೆತಡೆಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ತಾಣಗಳಿಗೆ ಹಾನಿಯಾಗುವ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ನಂತರದ ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿನ ಕುಸಿತವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಇನ್ನೂ 2 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಇರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿರುವ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯ ಮೂಲಕ ತಮ್ಮ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ 100% ಅನ್ನು ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ವಾಣಿಜ್ಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಹಳ ಸೀಮಿತ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಇಂಗಾಲ ಆಧಾರಿತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿವೆ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ನಿರಂತರ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ-ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ನೈಕ್ಸ್ ಎಂಬ ಇಂಗಾಲದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ನಾಶಪಡಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ