فراب زیست فراز | انواع سیستمها و تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب صنعتی
فرآیند الکترو کواگولاسیون برای تصفیه فاضلاب صنعتی
الکترولیز یک واحد فرآیندی است که تغییرات شیمیائی در آن ناشی از واکنش انتقال الکترون از میان سطح مشترک محلول و الکترود می باشد. ولتاژی که بین دو الکترود در یک سلول الکترولیتی به کار می رود این واکنش ها را به پیش می برد.
فاضلاب علاوه بر مواد معدنی (فلزات سنگین، اسیدها، بازها و …) حاوی مواد آلی است که باید قبل از دفع تصفیه شود. تصفیه بیولوژیکی اقتصادی ترین فرآیندی است که معمولا برای تصفیه آلودگی های آلی سهل الهضم از نظر بیولوژیکی (موجود در غالب فاضلاب ها) به کار می رود. اما وقتی که فاضلاب حاوی مواد آلی مقاوم در مقابل تصفیه بیولوژیکی باشد یا غلظت آنها زیاد و یا بسیار متغیر باشد، وضعیت کاملا فرق می کند. در این صورت انواع دیگری از تصفیه باید مورد استفاده قرار بگیرد. تکنولوژی های تصفیه متعددی برای بازیافت یا اضمحلال این آلودگی ها مورد استفاده قرار گرفته یا پیشنهاد شده است. این راهبردها شامل جذب سطحی کربن فعال و استخراج توسط حلال (بمنظور بازیافت مواد شیمیائی) یا اکسیداسیون الکتروشیمیائی برای از بین بردن این مواد است. کاربردهای متعددی از اکسیداسیون شیمیائی نیز گزارش شده است. مواد اکسیدکننده بکار رفته شامل پراکسیدهیدروژن (در حضور آهن دو ظرفیتی)، ازن و کلر است.
در 30 سال گذشته تکنیک های الکتروشیمیائی متنوعی برای تجزیه مواد آلی سمی و غیرقابل تجزیه بیولوژیکی برای تصفیه آب فاضلاب پیشنهاد و ابداع شده است. تاکنون فقط تعداد کمی از روش های متداول در ارتباط با الکترولیز آلاینده ها بر روی الکترودها مطرح بوده است. این تکنیک می تواند به وسیله هر یک از واکنش های زیر رخ دهد.
مراحل مختلف برای تصفیه الکتروشیمیائی فاضلاب
- واکنش انتقال الکترون به صورت مستقیم به مواد آلی نامطلوب (احیاء) یا حذف الکترون از مواد آلی نامطلوب (اکسیداسیون)
- واکنش شیمیائی آلاینده ها با عواملی که قبلا به صورت الکترولیتی تولید شده اند و در محلول باقیمانده اند و در نهایت جذب سطح الکترود می شوند.
- غالب روش های الکتروشیمیائی بر اساس الکترولیز مستقیم (توسط عوامل حد واسط) بنیانگزاری شده اند، در روش اخیر آلاینده های موردنظر در محلول به وسیله عوامل فعال تولید شده بر روی الکترودها حذف می شوند و عوامل فعال در صورت نیاز می توانند به صورت برگشت پذیر بازیابی شوند.
- روش های الکتروشیمیائی توصیف شده در اینجا برای تجزیه مواد آلی در فاضلاب به دو بخش عمده تقسیم می شوند. فرآیندهای الکترولیز مستقیم شامل روش هاس متداول احیاء در محل کاتد و اکسیداسیون در محل آند می باشد.
فرآیندهای الکترولیز غیرمستقیم نیز شامل روش های ذیل می باشد:
- عوامل حد واسط اکسیداسیون و احیاء: همانند عواملی که به صورت الکترولیتی تولید شده و برگشت پذیر می باشند.
- تولید اکسیدان های قوی در محل آند: همانند عوامل الکترولیتی برگشت ناپذیر شامل: O3، CLO-، CL2 و CLO2
- تولید اکسیدان های قوی در محل کاتد: همانند H2O2
- روش های متداول جداسازی فاز مانند: الکتروکواگولاسیون، الکتروفلوتاسیون و الکتروفلوکولاسیون.
الکترو کواگولاسیون برای تصفیه فاضلاب صنعتی
در دهه های اخیر تکنیک الکتروشیمیائی به طور موفقیت آمیزی در کشورهای توسعه یافته بکار گرفته شده و به محیط زیست کمک کرده است. به علاوه، قابل پیش بینی است که این تکنیک در آینده گسترش یافته و سهم بزرگی را از طریق کاربرد و بهبود تکنیک های موجود و ابداع و تکمیل تکنیک-های جدید به خود اختصاص دهد. دو روش مختلف جهت تصفیه آلاینده ها در شکل 2-1 نشان داده شده است. الکترولیز مستقیم به وسیله اکسیداسیون آندیک، که آلاینده در سطح الکترود با رادیکال OH˚ حاصل از اکسیداسیون آب واکنش می دهد (a). الکترولیز غیرمستقیم، که آلاینده در محلول با عامل B+ برگشت ناپذیر واکنش می دهد که به صورت الکترولیتی و به وسیله اکسیداسیون عامل غیرفعال B در آند تولید شده است.
یکی از فعالیتهای عمده شرکت مهندسی فراب زیست فراز طراحی و تولید انواع پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی میباشد. ساخت پکیج تصفیه الکتریکی فاضلاب نیز یکی از محصولا این شرکت محسوب میشود. تصفیه الکتریکی فاضلاب فرآیندی است که در آن، یونهای فلزی در آند و یون های هیدروکسیل و هیدروژن در کاتد تشکیل می شوند. از این فرآیند برای جدا سازی فلزات سنگین، تصفیه فاضلاب با بار آلی بالا، حذف کدورت و … استفاده می شود.
