تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی

در این روش تصفیه فاضلاب، به جای استفاده از مواد شیمیایی منعقد کننده و کمک منعقد کننده، از ورق های فلزی و سیستم الکتریکی استفاده می شود. دو روش قدیمی انعقاد و لخته سازی فاضلاب، استفاده از پکیج تزریق مواد شیمیایی الزامی است و تهیه مداوم مواد شیمیایی یکی از دغدغه های خریدار می باشد. اما دو روش انعقاد شیمیایی، از پلت های فلزی که توسط جریان الکتریکی به کاتد و آند تبدیل شده اند، جهت تصفیه فاضلاب استفاده می شود.

اصول انعقاد الکتریکی(Electrocoagulation)

واکنش انعقاد الکتریکی

در آند، فلز به کاتیون اکسید می شود و واکنش ثانویه که ممکن است رخ دهد، اکسید شدن آب و تولید کاتیون هیدورنیوم و گاز اکسیژن است (تولید مواد اکساینده)

در کاتد، آب به هیدروژن گازی و آنیون های هیدروکسیل احیا می شود. آنیون هیدروکسیل همراه با فلز اکسید شده سبب تولید هیدروکسیدهای فلزی (منعقد کننده) می شود.

کارایی انعقاد الکتریکی (ECG) با آهن یا آلومینیوم

با توجه به اینکه آهن بسیار محلول است، لذا قادر به بی ثباتی کارآمد کلوئیدی نمی باشد و در نتیجه جهت بهبود فرآیند ECG نیاز به یک یا چند تکنیک بهینه سازی می باشد از جمله هوادهی آب جهت افزایش غلظت اکسیژن محلول و اکسیداسیون، افزایش PH به ۷.۵ و بالاتر برای ارتقاء نرخ اکسیداسیون، افزایش زمان برای رسیدن یه اکسیداسیون کامل است.

در مورد آلومینیوم، هنگامی که پتانسیل آند به اندازه کافی بالا باشد، امکان وقوع واکنش های ثانویه وجود دارد و همچنین در نتیجه تشکیل گونه های مونومر و پلی مری از آلومینیوم، لخته های جادویی AL(OH) که دارای سطح وسیعی هستند، برای جذب سریع ترکیبات آلی محلول و به دام انداختن ذرات کلوئیدی مفید هستند.

پارامترهای موثر بر اثر بخشی ECG

انحلال فعال آند آلومینیوم در دمای آب بین ۲ تا ۶۰ درجه سانتی گراد و چگالی جریان ۴-۱ میلی آمپر به سانتی متر مربع رخ می دهد دماهای بالاتر منجر به کاهش راندمان و افزایش جریان در ولتاژ الکترودها می شود.

حداکثر راندمان در انحلال الکترود در محدوده دمایی ۲۵-۱۰ سانتی گراد جریان حدود ۶-۲ میلی آمپر به سانتی متر مربع به دست می آید. میزان جریان الکتریکی کم سبب کاهش حباب های گاز تولیدی شده و بر میزان شناوری تاثیر می گذارد.

از سوی دیگر مقادیر بسیار بالای جریان میتواند اثرات منفی بر سیستم گذارد از جمله معکوس نمودن بار کلوئیدها و پراکندگی مجدد آن ها که سبب کاهش کارایی منعقدکننده در کاهش طول عمر الکترود شود. برای کارکرد سیستم ECG برای مدت طولانی چگالی جریان  بین ۲۵-۲۰ آمپر بر متر مربع پیشنهاد می شود.

فاصله بهینه بین الکترودها ۲۰-۱۰ میلی متر است. افت مقاومت داخلی با افزایش فاصله بین الکترودها افزایش یافته و بنابراین مصرف انرژی با کاهش فاصله بین الکترودها کاهش می یابد.

محدوده معمولی نسبی سطح الکترود به حجم راکتور بین ۴۵-۱۵ مترمربع به متر مکعب متغیر است. افزایش نسبت منجر به کاهش زمان تصفیه و چگالی جریان بهینه می شود. این نسبت تنها پارامتر کلیدی افزایش مقیاس در طراحی است که امکان توسعه تجهیزات در مقیاس کامل را از آزمایش های آزمایشگاهی فراهم می کند.

راندمان چگالی جریان با افزایش رسانایی الکترولیتی به دلیل کاهش مقاومت اهمی آب افزایش می یابد. رسانایی همچنین زمان تصفیه مورد نیاز برای رسیدن به یک بازده حذف معین را کاهش می دهد. در نتیجه مصرف انرژی کاهش می یابد.