انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب

انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب یک تکنیک جدید تصفیه فاضلاب است. در این فرآیند با استفاده از جریان الکتریکی در الکترودهای آلومینیوم یا آهن و تولید آنیونهای فلزی در آند و گاز هیدروژن در کاتد، باعث تولید رسوب می شود. بر خلاف انعقاد الکتریکی، در روش انعقاد شیمیایی با افزودن مواد شیمیایی منعقد کننده به فاضلاب رسوب ایجاد می شد در حالیکه در این روش نیازی به افزودن مواد شیمیایی نمی باشد. در این روش فرآیند جداسازی یا رسوب در حضور فلزات و هیدروکسیدهای فلزی رخ می دهد.

انعقاد الکتریکی یا الکتروکواگولیشن (Electrocoagulation) (“الکترو”، به معنای اعمال بار الکتریکی به آب، و “کواگولیشن”، به معنای فرآیند تغییر بار سطح ذرات، که اجازه می دهد مواد معلق برای تشکیل یک لخته تشکیل شود) یک فناوری پیشرفته و اقتصادی تصفیه آب و فاضلاب است. به طور موثر جامدات معلق را تا سطوح زیر میکرومتری حذف می کند، امولسیون هایی مانند روغن و گریس یا لاتکس را می شکند، و فلزات سنگین را از آب بدون استفاده از فیلترها یا افزودن مواد شیمیایی جداکننده اکسید و ریشه کن می کند.

عملکرد روش انعقاد الکتریکی

در ساده ترین شکل، یک راکتور انعقاد الکتریکی از یک سلول الکترولیتی با یک آند و یک کاتد تشکیل شده است. هنگامی که به یک منبع تغذیه خارجی متصل می شود، ماده آند به دلیل اکسیداسیون دچار خوردگی الکتروشیمیایی می شود، در حالی که کاتد در معرض غیرفعال شدن قرار می گیرد.

یک سیستم EC اساساً از جفت صفحات فلزی رسانا به صورت موازی تشکیل شده است که به عنوان الکترودهای تک قطبی عمل می کنند. علاوه بر این به یک منبع تغذیه جریان مستقیم، یک جعبه مقاومت برای تنظیم چگالی جریان و یک مولتی متر برای خواندن مقادیر جریان نیاز دارد. صفحات فلزی رسانا معمولاً به عنوان “الکترودهای قربانی” شناخته می شوند. آند قربانی پتانسیل انحلال آند را کاهش می دهد و غیرفعال شدن کاتد را به حداقل می رساند. آندها و کاتدهای قربانی می توانند از یکسان یا از مواد متفاوت باشند.

آرایش الکترودهای تک قطبی با سلول های سری از نظر الکتریکی مشابه یک سلول منفرد با الکترودها و اتصالات زیاد است. در آرایش سلول سری، اختلاف پتانسیل بالاتری برای جریان دادن جریان معین لازم است زیرا سلول های متصل به صورت سری مقاومت بالاتری دارند. با این حال، جریان یکسانی از تمام الکترودها عبور می کند. در مقابل، در آرایش موازی یا دوقطبی، جریان الکتریکی بین تمام الکترودها نسبت به مقاومت سلول‌ها تقسیم می‌شود و هر وجه روی الکترود دارای قطبیت متفاوتی است.

در طول الکترولیز، طرف مثبت تحت واکنش های آندی قرار می گیرد، در حالی که در سمت منفی، واکنش های کاتدی مواجه می شود. صفحات فلزی مصرفی مانند آهن یا آلومینیوم معمولاً به عنوان الکترودهای قربانی برای تولید مداوم یون در آب استفاده می شوند. یون های آزاد شده بار ذرات را خنثی می کنند و در نتیجه انعقاد را آغاز می کنند. یون‌های آزاد شده آلاینده‌های نامطلوب را یا با واکنش شیمیایی و رسوب، یا با ایجاد یکپارچگی مواد کلوئیدی حذف می‌کنند، که سپس می‌توان آن‌ها را با شناورسازی حذف کرد.

علاوه بر این، هنگامی که آب حاوی ذرات کلوئیدی، روغن ها یا سایر آلاینده ها در میدان الکتریکی اعمال شده حرکت می کند، ممکن است یونیزاسیون، الکترولیز، هیدرولیز و تشکیل رادیکال های آزاد وجود داشته باشد که می تواند خواص فیزیکی و شیمیایی آب و آلاینده ها را تغییر دهد. در نتیجه حالت واکنش پذیر و برانگیخته باعث می شود که آلاینده ها از آب خارج شده و از بین بروند یا کمتر محلول شوند.

بدر صورت نیاز به تصفیه فاضلاب با روش انعقاد الکتریکی به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب مراجعه نمایید.

توجه به این نکته ضروری است که فناوری انعقاد الکتریکی نمی تواند مواد بی نهایت محلول را حذف کند. بنابراین، یون های با وزن مولکولی کوچکتر از Ca+2 یا Mg+2 نمی توانند از محیط آبی جدا شوند.

مقایسه روش انعقاد الکتریکی با سایر روش های مشابه

فیلتراسیون مکانیکی تنها دو مشکل را برطرف می کند: مواد جامد معلق بزرگتر از 30 میکرومتر و روغن و گریس آزاد را از جریان فاضلاب حذف می کند. روغن و گریس امولسیون شده باعث آسیب به فیلترهای مدیا می شود و در نتیجه هزینه های نگهداری بالایی را به همراه دارد. انعقاد الکتریکی به هر اندازه ای از جامدات معلق (از جمله ذرات مخرب بیش و کمتر از 30 میکرومتر و فلزات سنگین که می توانند باعث سایش و پارگی واشرهای تحت فشار شوند و خطرات محیطی و کارکنان را به همراه داشته باشند) را حذف و جداسازی می نماید.

تصفیه به روش شیمیایی به جامدات معلق، روغن و گریس و برخی فلزات سنگین می پردازد، اما ممکن است برای تصفیه مناسب به حداکثر سه پلیمر و چندین تنظیم pH نیاز داشته باشد. روش انعقاد شیمیایی نیاز به افزودن مواد شیمیایی دارد که منجر به تصفیه گران، کثیف و کار فشرده می شود. این فرآیند همچنین نیازمند افزودن هوای فشرده برای شناورسازی آلاینده‌های منعقد شده است. به طور کلی فیلتراسیون نیز به عنوان مرحله پس از تصفیه به عنوان تصفیه تکمیلی مورد نیاز است. انعقاد الکتریکی نیازی به فیلتر، تعمیر و نگهداری روزانه، و هیچ افزودنی ندارد و هر اندازه جامدات معلق، روغن، گریس و فلزات سنگین را حذف می کند.

مقاله پیشنهادی: برکه تثبیت فاضلاب

مزایای روش انعقاد الکتریکی

• انعقاد الکتریکی یا EC به تجهیزات ساده ای نیاز دارد.
• فاضلاب تصفیه شده توسط EC پساب شفاف، بی رنگ و بی بو می باشد.
• لجن ایجاد شده توسط EC در مقایسه با لجن های متداول آلوم یا هیدروکسید آهن به راحتی قابل ته نشینی و آبگیری آسان است، زیرا اکسیدها/هیدروکسیدهای عمدتاً فلزی بار باقیمانده ندارند.
• لخته‌های تشکیل‌شده توسط EC شبیه لخته‌های شیمیایی هستند، با این تفاوت که لخته‌های EC بسیار بزرگ‌تر هستند، حاوی آب محدود کمتری هستند، در برابر اسید مقاوم‌تر و پایدارتر هستند و بنابراین، می‌توانند با فیلتراسیون سریع‌تر از هم جدا شوند.
• EC می تواند در مقایسه با روش های تصفیه شیمیایی، پساب با محتوای TDS کمتر تولید کند، به ویژه اگر یون های فلزی را بتوان به صورت هیدروکسید یا کربنات (مانند منیزیم و کلسیم) رسوب داد.
• فرآیند EC این مزیت را دارد که کوچکترین ذرات کلوئیدی را حذف می کند، زیرا میدان الکتریکی اعمال شده هرگونه بار باقیمانده را خنثی می کند و در نتیجه انعقاد را تسهیل می کند.
• فرآیند EC به طور کلی از استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی جلوگیری می کند و بنابراین نیاز به مواد شیمیایی اضافی کاهش می یابد و احتمال آلودگی ثانویه ناشی از مواد شیمیایی اضافه شده در غلظت بالا مانند زمانی که از انعقاد شیمیایی فاضلاب استفاده می شود کمتر است.
• یکی از مواردی که روش انعقاد الکتریکی را متمایز می سازد، حذف نیترات و فسفر از جریان فاضلاب است. وجود نیترات و فسفات یکی از معضلات ساخت تصفیه خانه های فاضلاب و طراحان فرآیند می باشد.

معایب روش انعقاد الکتریکی

• الکترودها ناپایدار هستند: انعقاد الکتریکی به الکترودهایی نیاز دارد که جریان را به محلول وارد کنند. متأسفانه، فرآیند انعقاد فرآیندی فشرده است و فشار زیادی بر روی خود الکترودها وارد می‌کند و در نتیجه فرسوده می‌شوند و پس از مدتی نیاز به تعویض دارند.
• برای استفاده از روش انعقاد الکتریکی نیاز به استفاده از برق می باشد. این موضوع باعث ایجاد محدودیت در مکانهایی که دسترسی به برق کمتر است، می باشد. همچنین این موضوع سبب صرف هزینه بسیار جهت استفاده از برق می گردد.
• لجن تولیدی از فرآیند انعقاد الکتریکی زیاد است. به همین جهت جهت جمع آوری و پردازش لجن باید تمهیداتی در نظر گرفته شود. همچنین این امر سبب میشود که در ظرفیت های ورودی بالاتر استفاده از این روش جهت انجام عمل تصفیه، مقرون به صرفه نباشد.

شرکت پاک پساب اقلیم سازنده سیستم های تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی می باشد. جهت مشاوره و اطلاع فنی و مالی با کارشناسان ما تماس بگیرید.