کمبود فزاینده آب شیرین یک نگرانی جهانی است. یکی از روشهای نوین و محبوب برای تصفیه فاضلاب به دلیل تطبیق پذیری، سهولت راهاندازی، نیاز به فضای کم و… انعقاد الکتریکی (Electrocoagulation) میباشد. در سالهای اخیر، روش انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب مورد استفاده بسیاری قرار گرفته است برای مثال الکتروکواگولیشن به طور مؤثری برای حذف رنگ از پساب نساجی استفاده میشود. همچنین انتظار میرود که استفاده از انعقاد الکتریکی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب روز به روز افزایش مییابد. در ادامه همراه ما باشید تا اطلاعات بیشتری درباره تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی کسب کنید.
انعقاد الکتریکی چیست؟
انعقاد الکتریکی یا الکتروکواگولیشن (Electrocoagulation)، (الکترو، به معنای اعمال بار الکتریکی به آب و کواگولیشن، به معنای فرآیند تغییر بار سطح ذرات که اجازه میدهد مواد معلق برای تشکیل یک لخته ایجاد شود)، یک فناوری پیشرفته و اقتصادی برای تصفیه آب و فاضلاب است. این روش كارآمد و مؤثر براي حذف جامدات معلق و نيز روغن و گريس میباشد و همچنین قادر است فلزات، جامدات و ذرات كلوئيدي و آلایندههای معدني محلول را از محيط آبي با استفاده از انواع هيدروكسيدهاي فلزي پليمري حذف نمايد.
در صورت نیاز به تصفیه فاضلاب به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب مراجعه نمایید.
نحوه تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی
انعقاد الکتریکی فرایندی است که توسط تجزیه الکتریکی الکترود، ماده منعقدکننده در محل تولید میشود. در واقع به کمک جریان الکتریسیته، آلایندههای موجود در آب آلوده یا فاضلاب ناپایدار میشوند. سادهترین و معمولترین شماتیک یک راکتور انعقاد الکتریکی متشکل از یک الکترود آند، یک الکترود کاتد و یک منبع تغذیه میباشد. در این راکتور، فاضلاب یا آب آلوده نقش الکترولیت را ایفا میکند و الکترود آند به قطب مثبت و الکترود کاتد به قطب منفی وصل میشوند.
در فرآیند الکتروکواگولیشن فلزهای آهن و آلومینیوم به دلیل ارزان بودن و همچنین در دسترس بودن به عنوان پرکاربردترین الکترودها در این روش مورد استفاده قرار میگیرند. در الکترود آند یونهای فلزی تولید میشوند و این یونهای فلزی با گاز هیدروژنی که در الکترود کاتد تولید شده واکنش میدهند و منجر به تشکیل هیدروکسیدهای فلزی میشود. در نتیجه، ترکیب شدن این هیدروکسیدهای فلزی با آلایندهها تشکیل لختههای بزرگتری میکنند و رسوب تشکیل میشود. همچنین با بالا آمدن حبابهای هیدروژن تولید شده به سطح راکتور، سبب شناورسازی ذرات سبک در سطح محلول میشود.
مزایای تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی
یکی از روشهای نوین برای تصفیه آب و فاضلاب، الکتروکواگولیشن میباشد که به وسیله جریان الکتریکی به حذف آلایندهها میپردازد. این روش دارای مزایایی میباشد که به چندین مزیت این روش در ادامه اشاره میشود:
- این واکنش معمولاً در زمان کوتاهی انجام میگیرد و حذف آلایندهها با سرعت بالا انجام میپذیرد.
- در مقایسه با روشهای شیمیایی حجم لجن تولیدی کم است و لجن تولید شده به راحتی ته نشین میشود که همین امر باعث کاهش هزینههای مدیریت لجن خواهد شد.
- در این روش نیازی به ماده شیمیایی نیست؛ بنابراین مقرون به صرفه میباشد و مشکلات ناشی از مواد شیمیایی وجود نداشته و میتوان اثرات زیست محیطی منفی را به حداقل رساند.
- شفاف، بی رنگ و بی بو بودن از خصوصیات فاضلاب یا آب آلوده تصفیه شده توسط روش الکتروکواگولیشن است.
- این روش کاربرد گسترده ای برای تصفیه آبهای صنعتی و آلوده به فلزات سنگین و انواع فاضلاب دارد و به راحتی قابل بهره برداری و کنترل است و نیازمند تجهیزات ساده میباشد.
- این سیستم نیازی به نظارت مداوم ندارد و میتوانند به صورت خودکار عمل کند.
مقاله پیشنهادی: برکه تثبیت فاضلاب
معایب تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی
اگرچه این روش مزایای زیادی دارد؛ اما این روش دارای معایب و چالشهایی است که باید به آنها نیز توجه شود. در ادامه به تعدادی از معایب تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی اشاره میشود:
- به دلیل عمل اکسیداسیون، الکترودها حل میشوند؛ بنابراین لازم است پس از مدتی مجدداً جایگزین شوند.
- در سطح الکترود کاتد به مرور یک لایه اکسید نفوذناپذیر ایجاد میشود که همین امر کارایی سیستم را کاهش میدهد.
- در برخی مناطق استفاده از جریان الکتریکی مقرون به صرفه نیست.
- بهرهگیری از این روش، به شرایط خاصی مانند pH و دما وابسته است که تغییرات در این شرایط میتواند کارایی سیستم را کاهش دهد.
- این روش قادر است بسیاری از آلایندهها را حذف کند؛ اما ممکن است کارایی کمتری در حذف برخی از آلایندههای خاص مانند مواد آلی پیچیده یا فلزات سنگین داشته باشد.
کاربرد انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب
انعقاد الکتریکی، به عنوان یک روش نوین و مناسب برای تصفیه انواع فاضلاب و آب آشامیدنی میباشد که دارای سابقه طولانی است و اخیراً توجه زیادی را به خود جلب کرده است. صنایع آبکاری، نساجی، کاغذ و خمیر، پتروشیمی، لبنیات و… از جمله صنایعی هستند که از این روش برای تصفیه فاضلاب استفاده کردهاند و با نتایج موفقیت آمیزی روبهرو شدهاند. این روش برای تصفیه آب آشامیدنی هم بکار میرود. انعقاد الکتریکی توانایی حذف میکروارگانیسمها، باکتری و ویروسها را دارد. از دیگر کاربردهای الکتروکواگولیشن میتوان در حوزه کشاورزی و بازیابی منابع آب نام برد.
عوامل مؤثر بر عملکرد سیستم انعقاد الکتریکی
انعقاد الکتریکی روشی است که در آن از جریان الکتریکی برای حذف آلایندهها از آب آلوده و فاضلاب استفاده میشود و عواملی بر این فرآیند مؤثر میباشد که در ادامه به شرح هر یک پرداخته میشود:
- شدت جریان (ولتاژ): از شدت جریان یا ولتاژ به عنوان یکی از پارامترهای مهم بر راندمان تخریب در روش الکتروکواگولیشن میتوان نام برد. هر چقدر که میزان ولتاژ افزایش یابد، انجام واکنشها در الکترودها نیز افزایش مییابد. همچنین مقدار هیدروکسیدهای فلزی تولید شده بیشتر خواهد شد. افزایش شدت جریان منجر به تولید حباب هیدروژن بیشتر در الکترود کاتد میشود و همین امر سبب فرآیند شناورسازی را بهبود میبخشد.
- یکی از پارامترهای بسیار مهم در انجام این فرآیند، زمان میباشد. هرچقدر زمان الکترولیز بیشتر شود مقدار یون ها و هیدورکسید فلزی که تولید میشوند، بیشتر خواهد شد که در نتیجه منجر به جذب بیشتر آلایندهها و تصفیه آلودگی های بیشتر خواهد شد.
- pH یکی دیگر از عوامل بسیار تأثیرگذار در روش الکتروکواگولیشن میباشد. pH بر بار سطحی ذرات تأثیر مستقیمی دارد به اینگونه که در شرایط اسیدی، بار مثبت و در شرایط قلیایی، بار منفی روی ذرات غالب میشود. همچنین میتوان گفت پارامتر pH، عاملی تأثیرگذار بر روی حل پذیری مواد شیمیایی و واکنش های شیمیایی است که در مدت فرآیند الکتروکواگولیشن اتفاق میافتد.
- نوع و جنس الکترودی که برای فرآیند انتخاب میشود مهم میباشد. آلومینیوم یا آهن، الکترودهایی هستند که بر روی کارایی فرآیند انعقاد الکتریکی تأثیر بسزایی دارند.
- ترکیب و میزان غلظت آلایندههای موجود در آب آلوده یا فاضلاب بر عملکرد فرآیند مؤثر میباشد. بعضی از آلایندهها برای اینکه به طور مؤثر تصفیه شوند باید شرایط خاصی داشته باشند.
مقایسه روش انعقاد الکتریکی با سایر روشهای مشابه
از مواد شیمیایی مانند سولفات آلومینیوم یا کلراید آهن در روشهای تصفیه شیمیایی استفاده میشود که استفاده از مواد شیمیایی سبب تولید لجن بیشتری در مقایسه با روش تصفیه به کمک انعقاد الکتریکی می باشد.
روش فیلتراسیون معمولاً برای حذف ذرات بزرگتر و میکروارگانیسمها مؤثر است و ممکن است روش مؤثری برای حذف ذرات ریز یا ترکیبات خاص نباشد و همچنین نیاز به نگهداری و تعویض مداوم فیلتر هاست. درحالیکه روش الکتروکواگولیشن توانایی حذف ذرات ریز را دارد و نیازی به نگهداری مکرر ندارد.
سخن پایانی
روش الکتروکواگولیشن دارای مزیت های قابل توجهی میباشد که کارایی بالایی در حذف انواع آلایندهها دارد. در عین حال این فرآیند نسبتاً ساده است و در مقیاس های مختلف قابلیت اجرا دارد. در نهایت میتوان گفت تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی برای انواع فاضلاب و آبهای آلوده بسیار کارآمد می باشد.
