همه چیز درباره فرایند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی

تصفیه آب برای بشر سابقه طولانی دارد. از همان زمان تا به حال افراد به فکر تصفیه فاضلاب‌ها بوده‌اند. برای تصفیه آنها فرایند و روش‌های متعددی در نظر گرفته می‌شود. یکی از آنها روش انعقاد است. این روش جزء کاربردی‌ترین و رایج‌ترین روش‌ها در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی به حساب می‌آید. در ادامه مطلب با ما همراه باشید تا با تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی بیشتر آشنا شده و به موارد بهینه سازی آن اشاره کنیم.

فرایند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی چیست؟

در پساب‌ها ذرات کلوئیدی وجود دارد که دارای بار منفی و هم نام بوده که همدیگر را دفع نموده و در سطح فاضلاب شناور، معلق می‌باشند. پس نیاز است که این ذرات را که دارای بار الکتریکی هستند خنثی نمود تا به راحتی ته نشین شده و بتوان به عنوان لجن، جمع آوری کرد. در انواع پکیج تصفیه فاضلاب، منظور از انعقاد الکتریکی، فرایند استفاده از الکترود‌های آلومینیومی یا آهن به عنوان کاتد و آند است که با کمک جریان مستقیم برق عمل می‌کند.

تاریخچه فرایند تصفیه به روش انعقاد

این روش برای اولین بار در سال ۱۸۸۹ در لندن معرفی و به مرور زمان در سال ۱۹۰۹  به کمک یکی از دانشمندان آمریکایی به نام هریس به راحتی پیشرفت کرد و در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به تاثیرات منفی که استفاده از مواد پلیمری و شیمیایی منعقد کننده بر روی آب دارد استفاده از آن در تمام دنیا در سال های بسیار، رواج داشته است. استفاده از این روش در سال‌های گذشته در تصفیه خانه‌های مختلفی نظیر نساجی و مواد معدنی رنگرزی هم بسیار رایج بوده است.

عملکرد روش انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب

این روش همانطور که پیشتر هم عنوان نمودیم، یکی از روش‌های مطمئن در تصفیه فاضلاب به حساب آمده که عملکرد بسیار مطلوبی دارد. در ساده‌ترین شکل ممکن یک راکتور انعقاد الکتریکی از یک سلول الکترولیتی با یک آند و یک کاتد تشکیل شده است. هنگامی که این راکتور به یک منبع تغذیه خارجی متصل می‌گردد. ماده آند به دلیل اکسیداسیون دچار خوردگی الکتروشیمیایی خواهد شد.

فرایند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی

یکی از دغدغه‌های بزرگ فاضلاب صنعتی وجود فلزات سنگین است. به همین دلیل روش‌های مختلفی جهت حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب به کار گرفته می‌شود که یکی از آنها روش انعقاد الکتریکی است. فرایند تصفیه فاضلاب با این روش به شرح ذیل است.

• اول اینکه: با توجه به مواد آلی و فلزات سنگین از صفحات آلومینیومی و آهنی به عنوان الکترود استفاده می‌شود.
• دوم، دو صفحه الکترود به کمک جریان برق به هم متصل می‌شوند و در فاضلاب قرار می‌گیرند.
• در مرحله سوم: الکترودها در تماس با آب هیدرولیز شده و در اثر این واکنش‌ها AlOH3 و FeOH3 تولید می‌گردند که قدرت جذب بالایی دارند.
• در مرحله چهارم، ذرات کلوئیدی به AlOH3 و FeOH3 متصل شده و در ته مخزن ته نشین می‌شوند.
• در آخرین مرحله، لجن ته نشین شده در کف تصفیه خانه با کمک تجهیزات مختلف جمع‌آوری شده و فاکتورهای COD, TSS و BOD که از شاخص های آلودگی فاضلاب هستند، بهبود پیدا می‌کند.

مزیت‌های تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی

برای استفاده از منعقد سازی به کمک جریان الکتریکی دلایل بسیار زیادی وجود دارد که از مهم‌ترین دلایل آن موارد زیر خواهد بود.

• عدم استفاده از مواد شیمیایی موجب کاهش هزینه‌ها گردید.
• کاهش لجن تولید شده بعد از فرایند ته نشینی از دیگر فعالیت‌های به حساب می‌آید.
• سرعت بسیار بالا در ته نشین شدن ذرات معلق و حذف فلزات
• بالا بردن قدرت حذف فلزات و ذرات کلوئیدی تاثیر بسیار زیادی در حذف بو و رنگ و کدورت آب دارد.
• اجرا و پیاده سازی این روش در مدت زمان کوتاه
• لخته‌های بزرگی در این روش وجود دارد که نسبت به دیگر روش‌ها خیلی آسان‌تر تشکیل می‌شود.
• توانایی حذف ۹۰ درصد از فلزات سنگین هم از دیگر مزیت‌های آن به حساب می‌آید.

معایب تصفیه با روش الکترو کوگولاسیون

این روش علاوه بر مزایای که در بالا برای آن عنوان نمودیم، محدودیت‌هایی به همراه دارد که عبارتند از :

• کوچکتر شدن الکترون‌ها به مرور به دلیل هیدرولیز شدن و نیاز به تعویض آن‌ها
• نیاز به جریان الکتریکی و برق در محیط‌هایی که در دسترسی به برق نیست.
• نیاز به سرویس و تعویض به موقع کاتد و آند برای حفظ راندمان انعقاد
• لجن‌های تولیدی از فرایند انعقاد الکتریکی، خیلی زیاد است. به همین دلیل برای جمع آوری و پردازش آن باید یک سری تمهیدات در نظر گرفته شود.

بهینه سازی روش انعقاد

از همان ابتدای بررسی تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی، همیشه تلاش بر این بوده که ذرات کلوئیدی و فلزات سنگین به راحتی حذف شوند. در نهایت، برای بهبود این حذف، فاکتورهای متعددی در نظر گرفته شد. این فاکتورها از قبیل COD, TSS, BOD  ، دما و ولتاژ بوده‌اند. همان طور که می‌دانید در همه روش‌های بهینه سازی انعقاد الکتریکی همه پارامترها در نظر گرفته می‌شود. این پارامترها مجموعه‌ای از دما، PH، اندازه و مقدار فلزات سنگین و ذرات کلوئیدی و غیره هستند. به عنوان نمونه، برای بهینه سازی تصفیه فاضلاب با انعقاد الکتریکی در فاضلاب‌های بیمارستانی نیاز است تا مقدار PH  ثابت نگه داشته شود. همچنین ولتاژهای مختلف بررسی شده و بهترین نتیجه در حذف مواد آلاینده به دست آید.

موارد استفاده از روش انعقاد در تصفیه فاضلاب

مهم‌ترین و اصلی‌ترین هدف استفاده از این روش در تصفیه فاضلاب، حذف ذرات و فلزات سنگین و کلوئیدی معلق با بار منفی است. پس اصلی‌ترین موارد کاربرد این روش موارد زیر است.

• از بین بردن فلزات سنگین در فاضلاب کارخانه‌های تولید مواد معدنی
• حذف اسیدهای چرب در فاضلاب‌های نساجی
• حذف فلزات صنایع آبکاری
• تصعیه فاضلاب پالایشگاه و پتروشیمی
• حذف مواد پلیمری در فاضلاب کارخانجات تولید پلاستیک
• تصفیه فاضلاب‌های کشتارگاه های صنعتی
• حذف ذرات چربی معلق در کارخانجات تولید مواد لبنی و شوینده