فرایند الکتروکواگولاسیون با استفاده از جریان برق با یک ولتاژ کاری ثابت و شدت جریان متغیر بسته بـه میـزان آلـودگی فا ضـلاب یـا آب تعیـین می شود. با استفاده از الکترود هایی که معمولاً از جنس آلومینیـوم، آهن معمولی، فولاد ضد زنگ و یا زغال هسـتند انجـام مـی گردد.
الکتروکواگولاسیون توانایی تصفیه ی طیف گسترده ای از فاضلاب ها را دارد.
الکتروکواگولاسیون یا انعقاد الکتروشیمیایی EC
ﻓﻨﺎوری اﻟﮑﺘﺮو ﺷـــﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻧﻘﺶ بسیار ﻣﻬﻤﯽ در روﯾﮑﺮد ﻓﻨﺎوری های ﭘﺎک و ﺑﻪ دور از آﻟﻮدﮔﯽ دارد. در سال های گذشته از روش هایی مثل الکتروشیمیایی در کاربرد های مختلف مثل تصفیه آب، فاضلاب و همچنین حفاظت از محیط زیست استفاده می شد. اﯾﻦ روش، از روش ﻫﺎی رو ﺑﻪ ﺗﻮﺳـﻌﻪ اﺳـﺖ ﮐﻪ در ﺳـﺎﻟﯿﺎن اﺧﯿﺮ در ﺗﺼـﻔﯿﻪ ﻓﺎﺿـﻼب ﻫﺎی ﺻـﻨﻌﺘﯽ و ﻓﺎﺿـﻼب ﻫﺎی ﺣﺎوی آﻻﯾﻨﺪ ﻫﺎی آﻟﯽ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮارﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮو ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻧﻪ ﺗﻨﻬﺎ از ﻧﻈﺮ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺮ ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی ﻫﺎ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﺑﻠﮑﻪ ﺣﺘﯽ ﮐﺎرآﻣﺪ ﺗﺮ و ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺮ ﻧﯿﺰ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ. در بعضی اوقات، ﻓناوری ﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮوﺷــﯿﻤﯿﺎﯾﯽ در ﯾﮏ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺿــﺮوری در ﺗﺼــﻔﯿﻪ ﻓﺎﺿــﻼب ﻫﺎی ﺣﺎوی آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎی ﻣﻘﺎوم و آلوده ﻫﺴﺘﻨﺪ.
فرآیند انعقاد الکتریکی
روش الکتروکواگولاسیون از بین روش های تصفیه الکتروشیمیایی، می تواند گزینه گسترده ای از آلاینده های مختلف مانند: فلزات سنگین آب، آنیون های مختلف آب، قطرات روغنی معلق در آب و ترکیبات آلی را حذف و تصفیه نماید. با استفاده از تجزیه الکتریکی الکترودهای آلومینیوم یا آهن آب و تولید دوباره یون هایی مانند فلز ها در آند و گاز های هیـدروژنی در کاتد است.
این فرآیند در حالت کلی شامل ناپایدار کردن ذرات معلق آلوده در آب، امولسیون ها و آلاینده های حل شده در محیط های آبی با استفاده از حداقل مقدار جریان الکتریکی می باشد. این کار همچنین باعث کم شدن هزینه های اضافی می شود. با گذشتن زمان این سیستم ها در حال جایگزینی روش های معمول می شوند بسیار مزیت های بیشتری دارد. نسبت به الکتروکواگولاسیون تاثیر بسیار کمتر و حدودا هزینه های بیشتر دارند. الکترو کواگولاسیون توانایی هایی مثل تصفیه طیف گسترده ای از فاضلاب های کثیف را دارد.
با توجه به مزایایی که بهش اشاره کردیم، فرآیند الکترو کواگولاسیون توانایی حذف ۹۹ – ۹۵ درصدی TSS، ۹۸ – ۵۰ درصدی BOD و ۹۹ – ۹۵ درصد باکتری ها را دارد. روش انعقاد الکتریکی یکی از مطمئن ترین، بهترین و پربازده ترین روش های تصفیه آب می باشد. که اکثرا مردم از این فعالیت ها و فاضلاب ها که بسیار کاربرد داشته و می تواند به کمک آن سیستم، آب آلوده را دوباره به چرخه ی استفاده بازگرداند.
فرمولاسیون ترسیب الکتریکی
در روش فرمولاسیون ترسیب الکتریکی با استفاده از جریان های الکتریکی بسیار قوی و نصب الکترود های شیمیایی از جنس آلومینیوم، آهن و غیره… که به دو صورت آنـد و کاتـد عمل می کنند. ذرات کلوئیدی موجود در آب یـا فاضـلاب از طریق تولید بارهای مثبت الکتریکی از لحاظ الکتریکی، خنثی شده در نتیجـه تولیـد 3+Al و Fe+ 3 و غیـره، فراینـد لختـه سـازی هم فـراهم می گردد.
این چرخه در صنایع صنعتی مختلف مثل صنایع آبکـاری، اسـتخراج فلزات از معادن، چوب و کاغذ، صنایع فلزی، صنایع شـیمیایی، خودرو سازی، داروسـازی و غیـره… که در اندازه واقعـی، با مهندسان فنی طراحـی و اجـرا شده است. از لحـاظ چرخش تصـفیه آب و حـذف انـواع آلاینـده هـای آلوده محیط زیستی از بازدهی بسیار مطلوب و خوبی برخوردار بوده و خواهد بود.
با تشکیل هیدرو اوکسیدهای فلزی، پلیمرها و مونومرها با آلاینده ها تشکیل شیمیایی فلوک داده و آنها را به راحتی ته نشین یا شناور می نمایند تا تصفیه به صورت راحت تر انجام گردد. فرآیند الکتروکواگولاسیون، الکترود آند (آهن و آلومینیوم) یون های 3+Al و 2+Fe را به الکترولیت وارد می کنند. این یون های آب به صورت فلزی که دارای بار الکتریکی و خاصیت جذب بالا هستند.
واکنش های فیزیکـی و شـیمیایی محفظـه انعقاد سازی
واکنش های فیزیکـی و شـیمیایی کـه در محفظـه انعقاد سازی اتفاق می افتد عبارت اند از:
- اکسیداسیون آندی و احیای کاتدی ناخالصی های موجود در آب
- انحلال فلز آند و تخلیه آن به محــیط آب و در نتیجــه انعقــاد ذرات کلوئیــدی
- ایجــاد فر اینــد الکتروفورژ که در آن یون ها از غشاء نیمه تـراوا عبـور مـی کننـد
- شناورســازی ذرات کــه در آن حباب هــای گازهــای تولیــد شــده در الکترودها باعث شناورسازی ذرات مـی شـوند
- ترکیـب یـون هـای فلزی روی کاتد
- تولید و تغلیظ اسیدها و بازهـا، سـایر فر اینـدهای شـــیمیایی و الکتروشـــیمیایی.
مزایـــای الکتروکواگولاسیون
- راهبـری و نگهداری آسان
- بهره برداری کاملاً خودکار و پیوسته
- هزینـه پـایین بهره برداری
- بازیافت و اسـتفاده مجـدد فاضـلاب
- حجـم کـم لجـن تولیدیهمچنین فلوک هایی که طی فرآیند الکتروکواگولاسیون تشکیل می شوند؛ نسبتا بزرگتر، پایدارتر و حاوی مقدار آب کمتری می باشند و به آسانی حذف می شوند)
- مؤثر بودن و سریع بودن در تجزیه مواد آلـی بـا چرخشی رایجی نزدیک ٩٠ درصد است.
- فاضلاب تصفیه شده با این روش مطبـوع، بـی رنـگ، شــفاف و بــی بــو بــودن.
معایــب اصــلی بــرای الکتروکواگولاسیون
تولید گاز های هیدروژنی که ممکن است در بعضی اوقات بسیار خطرناک باشد.
خـوردگی های آنـد و رسـوب گیر لجـن بـر روی الکترود ها که باعث چرخش محدود می شود.
بیشتر شدن غلظـت یون های آهن آب ورودی و آلومینیوم در آب خروجی
هزینه نسبتا بالای برای سرمایه گزاری است.
برخی از کاربردهای پکیج الکتروکواگولاسیون
- تصفیه آب های زیرزمینی
- تصفیه آب های سطحی
- تصفیه آب فرآیندهای شستشو
- تصفیه فاضلاب
- برج های خنک کن
- پیش تصفیه آب
کاربردهای فرایند انعقاد و شناورسازی الکتریکی
- تصفیه آب های زیرزمینی
- تولید آب آشامیدنی با کیفیت
- تصفیه فاضلاب های نواحی روستایی و دورافتاده از شهر
- تصفیه فاضلاب های صنایعی مثل نساجی، دباغی و چرم سازی ، رنگرزی
- تصفیه فاضلاب صنایع آبکاری
- تصفیه فاضلاب های صنایع نفتی
- تصفیه فاضلاب های صنایعی همچون دام و طیور و کشتارگاه ها
مزایای فرایند انعقاد و شناورسازی الکتریکی
- تولید آب باکیفیت، فاقد رنگ و بو
- هزینه بسیار کم
- بهره برداری خودکار و پیوسته
- نیازی به تعمیر ندارد
- عدم نیاز به هیچ گونه مواد شیمیایی برای تصفیه
- تولید لجن بسیار پایین و راحتی در جداسازی و تصفیه و آبگیری لجن
- انتقال ذرات آلاینده به سطح محلول از طریق حباب ها و در نتیجه تغلیظ، جداسازی و جمع آوری ساده آلاینده ها از محلول
- دارای توانایی تصفیه همه نوع آب
مکانیسم فرایند انعقاد و شناورسازی الکتریکی
آندی که منجر به تولید منعقد کننده می شود و یون هایی که توسط الکترود تولید شدند فلزی هستند. آندها با یون های هیدرو اکسید تشکیل می شوند. الکترود کاتد واکنش داده و هیدروکسید های فلزی ایجاد می کنند و این هیدروکسیدهای فلزی نامحلول با گونه های یونی باردار، کلویید ها، جامدات معلق و … واکنش داده و رسوب می کنند.
