پکیج چربی گیر EC برای تصفیه، بازیابی و استفاده مجدد از فاضلاب های حاوی روغن و مشتقات نفت و گاز با استفاده از الکتروکواگولاسیون مورد استفاده قرار می گیرد. الکتروکواگولاسیون (EC) ترکیبی از روش های تصفیه قدیمی (انعقاد و شناورسازی) با روش های الکتروشیمیایی نوین می باشد. این فرآیند موجب ناپایدار شدن آلاینده های آلی محلول و روغن های امولسیونی در محیط های آبی از طریق تولید ذرات باردار که منجر به خنثی سازی بارهای الکترواستاتیک ذرات و قطره های روغن/امولسیون و تسریع فرآیند توده سازی/انعقاد (و در نهایت تسهیل فرآیند جداسازی) می شود، می گردد.
پکیج چربی گیر EC در مقایسه با روش های معمول و قدیمی انعقاد، احتمال انعقاد کوچکترین ذرات باردار شده به دلیل قرار گرفتن در میدان الکتریکی و حرکت مدام آنها بسیار بیشتر بوده و از همین رو بازدهی سیستم بیشتر خواهد بود. علاوه بر این، لخته های تشکیل شده توسط فرآیند الکتروکواگولاسیون تمایل به داشتن آب کمتری دارند و به همین دلیل در مقابل شکست مقاوم تر بوده و راحتر فیلتر می شوند.
فرآیند EC از سال 1909 شناخته شده و روز به روز در حال گسترش و بهبود است. بیشترین کاربرد این روش برای جداسازی روغن امولسیون، هیدروکربن های نفتی، جامدات معلق و فلزات سنگین از فاضلاب صنایعی مانند نفت و روغن و گاز، ساخت و ساز و معادن بوده است. به خصوص در بخش نفت و گاز، فرآیند و پکیج چربی گیر EC اساسی ترین نقش را برای تصفیه و استفاده مجدد (در محل) از آب در بخش هایی مانند حفاری و شکستن و به حداقل رساندن تاثیر نامطلوب تخلیه فاضلاب به چاه های جذبی ایفا کرده است.
عدم شناخت مناسب از سیستم و طراحی های غیرمهندسی و نامناسب موجب جلوگیری از رشد و شکوفایی این فرآیند در بسیاری از کشورها از جمله ایران شده است که امروزه با تشدید بحران آب در کشور و بخش صنعت و هم چنین سختگیرانه تر شدن استانداردها و قوانین محیط زیست ارزش و کارآیی این روش بیش از پیش درحال خودنمایی است.
اصول کلی الکتروکواگولاسیون در پکیج چربی گیر EC
به طور کلی واحد الکتروکواگولاسیون پکیج چربی گیر EC شامل یک آند قربانی که وظیفه اصلی آن تولید یون های فلزی منعقد کننده بوده و یک کاتد از جنس صفحات فلزی (هر دو درون محلول غوطه ور می باشند) است. جنس این الکترودها معمولا از فلزهای ارزان و غیرسمی مانند آهن می باشد. طبق اصول قانون فارادی، حلالیت (در توده) متناسب با جریان به کار گرفته شده I و مدت زمان تصفیه ts می باشد.
در معادله بالا z ظرفیت یون های الکترود، M ظرفیت مولکولی فلز و F ثابت فارادی (C/mol 96485) می باشند. انعقاد در این روش با کاهش سطح مفید (خالص) بار اتفاق می افتد که در ادامه با توانایی ذرات کلوئیدی (که قبلا توسط انفجار الکترواستاتیک تثبیت شده اند) در استفاده از نیروی فن در وال برای تراکم صورت می پذیرد. کاهش سطح بار نتیجه ای از کاهش پتانسیل دافعه لایه دوگانه الکتریکی با حضور الکترولیتی با بار مخالف می باشد.
در شکل زیر نمونه ای از فرآیند EC موجود در پکیج چربی گیر EC و مکانیزم جداسازی توسط القا الکتریکی (انعقاد، لخته سازی و شناورسازی) نشان داده شده است.
فلزات و سایر آلاینده ها، جامدات معلق و روغن های امولسیون به خنثی سازی بارهای سطحی (ناپایدارسازی) به همراه لخته ها حرکت می کنند. این ناپایدارسازی توسط حرکت آهسته لخته ها نیز اتفاق می افتد، جایی که ناخالصی ها توسط رسوب غیرشفاف هیدروکسید به دام افتاده و حذف می شوند. میکروحباب ها (معمولا O2 و H2) با چسبیدن به توده ها، به جداسازی و بالا رفتن لخته ها بر روی سطح کمک می کنند. بسته به انتخاب کارفرما و نوع فاضلاب و فرآیندهای مورد استفاده، مرحله نهایی جداسازی جامدات می تواند با استفاده از روش های مختلفی مانند مخازن ته نشینی، فیلتراسیون (مدیا)، الترافیلتراسیون و … انجام شود.
تاکنون از EC برای تصفیه فاضلاب های مختلفی استفاده شده است و با توجه به عملکرد مثبت این سیستم، اصلاحات و بهبودهای گسترده ای روی آن صورت گرفته است. اما یکی از اصلی ترین کاربردهای این سیستم تصفیه فاضلاب صنایع نفت و گاز و آب حاصل از فرآوری این مواد (PW) می باشد. PW به آبی گفته می شود که زیر سنگ های مادر نفت و گاز در فشار و درجه حرارتی بالا قرار گرفته اند و در طول فرآیند تولید، همراه نفت و گاز بالا می آیند.
علاوه بر مواد نفتی و مشقات آن، سایر آلاینده های موجود در این دسته ازآب ها و فاضلاب تولیدی توسط این صنایع شامل نمک ها، هیدروکربن ها (محلول و نامحلول)، گازهای محلول (مانند H2S و CO2)، باکتری ها و سایر میکروارگانیسم ها و مواد جامد مختلف می باشد. هم چنین PW ممکن است شامل افزودنی های شیمیایی ای (مواد ضد خوردگی، ترکیبات اکسیژن، شکننده های امولسیون ها و شوینده ها، لخته سازها و حلال ها) باشند که در طول فرآیند تولید، حفاری و حتی پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد شیمیایی می توانند تاثیر زیادی بر روی ضریب پراکندگی آب/روغن، سمیت و زیست تخریب پذیری داشته باشند.
امروزه PW به عنوان نوعی فاضلاب صنعتی شناخته می شود و تخلیه آن به آب های سطحی، چاه های جذبی و حتی تبخیر و ورود آن به اتمسفر بسیار خطرناک و برخلاف قوانین زیست محیطی می باشد. لذا بهتر است (هم از نظر زیست محیطی و هم اقتصادی) این نوع آب پس از تصفیه، برای استفاده مجدد دوباره به چرخه ی تولید بازگردانده شود. شکل بالا شماتیک نمونه ای از سیستم تصفیه مورد استفاده برای این نوع پساب ها را نشان می دهد.
