Electrochemical regeneration
સક્રિય કાર્બન આધારિત અધિશોષકોના વિદ્યુતરાસાયણિક પુનઃજનનમાં અધિશોષકની સપાટી પર અધિશોષિત અણુઓને દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં વિદ્યુતરાસાયણિક કોષમાં વિદ્યુત પ્રવાહનો ઉપયોગ કાર્બનની અધિશોષક ક્ષમતાને પુનઃસ્થાપિત કરે છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ રિજનરેશન થર્મલ રિજનરેશનના વિકલ્પનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે નકામા પાણીના ઉપચાર કાર્યક્રમોમાં થાય છે. સામાન્ય અધિશોષકોમાં પાવડર સક્રિય કાર્બન (પી. એ. સી.), દાણાદાર સક્રિય કાર્બન (જી. એ. સી.) અને સક્રિય કાર્બન ફાઇબરનો સમાવેશ થાય છે. શોષક પુનઃઉપયોગ માટે પુનઃજનન નકામા પાણીના ઉપચારમાં, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું શોષક દાણાદાર સક્રિય કાર્બન (જી. એ. સી.) છે, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર પ્રવાહી અને વાયુ તબક્કાના અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનો અને કાર્બનિક પ્રદૂષકો બંનેની સારવાર માટે થાય છે. સક્રિય કાર્બન બેડ દૂર કરવામાં આવતા પ્રદૂષકો (ઓ) ની સાંદ્રતા, તેમના સંબંધિત શોષણ આઇસોથર્મ્સ, ઇનલેટ પ્રવાહ દર અને જરૂરી સ્રાવ સંમતિઓના આધારે જીવનકાળમાં બદલાય છે. આ પથારીનો જીવનકાળ કલાકો અને મહિનાઓ વચ્ચે હોઈ શકે છે. સક્રિય કાર્બન ઘણીવાર તેના ઉપયોગી જીવનના અંતે જમીનમાં ભરાઈ જાય છે પરંતુ કેટલીકવાર તેને ફરીથી ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપીને તેની શોષક ક્ષમતાને પુનઃસ્થાપિત કરવી શક્ય છે. થર્મલ રિજનરેશન એ સૌથી વધુ ફળદ્રુપ રિજનરેશન તકનીક છે પરંતુ ઉચ્ચ ઊર્જા અને વ્યાપારી ખર્ચ અને નોંધપાત્ર કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટની દ્રષ્ટિએ તેમાં ખામીઓ છે. આ ખામીઓએ વિદ્યુતરાસાયણિક પુનઃજનન જેવી વૈકલ્પિક પુનઃજનન તકનીકોમાં સંશોધનને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે. એકવાર પ્રદૂષક અણુઓના શોષણ દ્વારા સક્રિય કાર્બન બેડની શોષક ક્ષમતા સમાપ્ત થઈ જાય, પછી કાર્બનને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કોષમાં (એનોડ અથવા કેથોડમાં) સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પુનર્જીવન થઈ શકે છે. સિદ્ધાંતો એવી ઘણી પદ્ધતિઓ છે જેના દ્વારા વિદ્યુતરાસાયણિક કોષમાંથી પ્રવાહ પસાર કરવાથી પ્રદૂષકોના શોષણને પ્રોત્સાહન મળી શકે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર ઉત્પન્ન થતા આયનો વિભાજિત કોષમાં સ્થાનિક પીએચની સ્થિતિને બદલી શકે છે જે શોષણ સંતુલનને અસર કરે છે અને કાર્બન સપાટી પરથી ફિનોલ જેવા કાર્બનિક પ્રદૂષકોના શોષણને પ્રોત્સાહન આપે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. અન્ય પદ્ધતિઓમાં ઉત્પન્ન થયેલા આયનો અને શોષિત પ્રદૂષકો વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેના પરિણામે સક્રિય કાર્બન માટે ઓછી શોષક આત્મીયતા ધરાવતી પ્રજાતિની રચના થાય છે, જે પછીથી શોષી લે છે અથવા કાર્બનની સપાટી પર કાર્બનિક પદાર્થોનો ઓક્સિડેટીવ વિનાશ થાય છે. તે સંમત છે કે મુખ્ય પદ્ધતિઓ શોષણ પ્રેરિત પુનઃજનન પર આધારિત છે કારણ કે વિદ્યુતરાસાયણિક અસરો છિદ્રાળુ કાર્બનની સપાટી સુધી મર્યાદિત હોય છે તેથી તે જથ્થાબંધ પુનઃજનન માટે જવાબદાર ન હોઈ શકે. પુનઃજનન કાર્યક્ષમતાનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ પુનઃજનન પદ્ધતિઓની કામગીરીની સીધી સરખામણી કરી શકાય છે. આને આ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છેઃ કેથોડિક પુનઃજનન કેથોડ એ ઘટાડતું ઇલેક્ટ્રોડ છે અને OH-આયન ઉત્પન્ન કરે છે જે સ્થાનિક pH સ્થિતિને વધારે છે. પીએચમાં વધારો પ્રદૂષકોના વિસર્જનને દ્રાવણમાં પ્રોત્સાહન આપવાની અસર કરી શકે છે જ્યાં તેઓ એનોડમાં સ્થળાંતર કરી શકે છે અને ઓક્સિડેશનમાંથી પસાર થઈ શકે છે તેથી વિનાશ થાય છે. કેથોડિક રિજનરેશન પરના અભ્યાસોએ 10-100 mA વચ્ચેના લાગુ પ્રવાહો સાથે 4 કલાકના રિજનરેશન સમયના આધારે 85 ટકાના ક્રમમાં ફિનોલ જેવા શોષિત કાર્બનિક પ્રદૂષકો માટે રિજનરેશન કાર્યક્ષમતા દર્શાવી છે. જો કે, કેથોડ અને એનોડ વચ્ચે સામૂહિક સ્થાનાંતરણની મર્યાદાઓને કારણે, મોટા પ્રવાહો અથવા લાંબા પુનઃજનન સમયનો ઉપયોગ ન થાય ત્યાં સુધી કેથોડમાં ઘણીવાર અવશેષ પ્રદૂષક બાકી રહે છે. એનોડિક પુનઃજનન એનોડ એ ઓક્સિડાઇઝિંગ ઇલેક્ટ્રોડ છે અને પરિણામે વિદ્યુત વિચ્છેદન દરમિયાન સ્થાનિક પીએચ ઓછું હોય છે જે કેટલાક કાર્બનિક પ્રદૂષકોના શોષણને પણ પ્રોત્સાહન આપે છે. એનોડિક ડબ્બામાં સક્રિય કાર્બનની પુનઃજનન કાર્યક્ષમતા સમાન પુનઃજનન સમય અને પ્રવાહો માટે 5-20% ની વચ્ચે કેથોડિક ડબ્બામાં પ્રાપ્ત કરી શકાય તે કરતાં ઓછી હોય છે, જો કે એનોડની મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ પ્રકૃતિને કારણે કોઈ અવલોકન કરેલ અવશેષ કાર્બનિક નથી. પુનરાવર્તિત શોષણ-પુનઃજનન કાર્બોનેસિયસ શોષકોના જથ્થા માટે પુનઃજનન કાર્યક્ષમતા છિદ્રોના અવરોધો અને લાગુ કરેલા પ્રવાહ દ્વારા શોષણ સ્થળોને નુકસાન થવાના પરિણામે અનુગામી ચક્રોમાં ઘટે છે. પુનઃજનન કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો સામાન્ય રીતે ચક્ર દીઠ વધુ 2 ટકા હોય છે. વર્તમાન અગ્રણી ધાર સંશોધન ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પુનર્જીવન દ્વારા તેમની શોષણ ક્ષમતાના 100% ને પુનર્જીવિત કરવામાં સક્ષમ શોષક વિકસાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. વાણિજ્યિક પ્રણાલીઓ હાલમાં વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ કાર્બન આધારિત શોષણ-વિદ્યુતરાસાયણિક પુનઃજનન પ્રણાલીઓની સંખ્યા ખૂબ જ મર્યાદિત છે. એક પ્રણાલી જે અસ્તિત્વમાં છે તે સતત શોષણ-પુનઃજનન પ્રણાલીમાં ન્યેક્સ નામના કાર્બન શોષકનો ઉપયોગ કરે છે જે કાર્બનિક પ્રદૂષકોને શોષવા અને નાશ કરવા માટે વિદ્યુતરાસાયણિક પુનઃજનનનો ઉપયોગ કરે છે. સંદર્ભો વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્ર ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી