پکیج EC الکتروکواگولاسیون

قلب پکیج الکتروکواگولاسیون یا EC شرکت تصفیه هوشمند آویسا را راکتوری مشتمل بر یک یا چند سلول الکترولیتی با حداقل یک جفت آند و کاتد تشکیل می دهد. این سیستم به جهت ویژگی های منحصر به فرد خود از جمله حذف گستره متفاوتی از آلاینده های آلی و معدنی و سهولت در بهره برداری، در سال های اخیر از محبوبیت ویژه ای برخوردار شده است. لذا واحد تحقیق و توسعه این شرکت اقدام به ارائه پکیج EC اختصاصی بر اساس نیازهای متفاوت کشور به شرح زیر نموده است:

---

ارائه محصول به صورت یکپارچه

پکیج های EC تصفیه هوشمند آویسا به صورت ماژولار و در قالب یک سیستم یکپارچه، طراحی و ساخته می‌شود تا علاوه بر نیاز به کمترین فضای مورد نیاز، قابلیت انتقال سهل به هر نقطه از کشور را داشته باشد.

---

صرفه جویی در هزینه های بهره برداری

فرایند EC به صورت کلی یکی از کم هزینه ترین سیستم های موجود، برای تصفیه انواع فاضلاب است. پکیج های EC این شرکت بر اساس مبانی دقیق علمی، طراحی و ساخته می شود تا هزینه‌های بهره برداری این فرایند را به حداقل مقدار ممکن، کاهش دهد.

---

مصرف انرژی پایین پکیج EC

بر خلاف تصور عموم، این فرایند در مقایسه با سایر فرایند ها علی الخصوص فرایندهای هوازی، مصرف انرژی بسیار کمی دارد. واحد تحقیق و توسعه تصفیه هوشمند آویسا با بهینه سازی پکیج EC، کاهش قابل توجهی در مصرف انرژی در این سیستم به عنوان یک مزیت ویژه ایجاد نموده است.

---

کمترین نیاز به استفاده از مواد شیمیایی

مصرف مواد شیمیایی در این سیستم ها تقریباً وجود ندارد. در پکیج EC، استفاده از عوامل منعقد کننده با مصرف جرم الکترودها جایگزین شده است. این الکترود ها، بسته به نوع و قدرت فاضلاب در فواصل زمانی مشخص، تعویض می شوند.

---

حداقل نیاز به نگهداری و بهره برداری

از آنجایی که پکیج EC تصفیه هوشمند آویسا به صورت نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک عرضه می شود، لذا به پرسنل بهره بردار دائمی نیاز نداشته و تنها بازرسی دوره ای سیستم کفایت می کند.

---

حداقل میزان لجن

همانگونه که ذکر شد، در این سیستم مصرف مواد شیمیایی وجود ندارد. از طرفی بهینه سازی پکیج EC از سوی این شرکت موجب شده است که مقدار مصرف الکترود کاملاً متناسب با نیاز فاضلاب تولیدی باشد، لذا از تشکیل لجن مازاد تا حد ممکن جلوگیری می شود.

پکیج (EC) روشی جدید برای تصفیه فاضلاب

چکیده

 

یکی از اصلی ترین نیازهای بشر، آب است. جهانی شدن، رشد کنترل نشده جمعیت و سایر عوامل منجر به ایجاد بحران جدی آب و نگرانی بسیاری از کشورها از جمله ایران شده است. لذا تصفیه آب با استفاده از روش های موثر و اقتصادی در جهت استفاده مجدد از آن به یکی از اصلی ترین دغدغه ها در جوامع مختلف تبدیل شده است. امروزه بسیاری از روش های تصفیه برای دولت ها، صنایع و حتی مردم روشن و آشنا می باشد. با وجود پیشرفت های اخیر در زمینه‌های الکتروشیمیایی، روش جدیدی به نام الکتروکواگولاسیون در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. هدف اصلی در این متن مروری کلی و اجمالی بر روی روش شناسی و کاربردهای این تکنیک نوظهور می باشد.

مقدمه

 

فرآیندهای تصفیه فیزیکی-شیمیایی معمول که برای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل فیلتراسیون، عریان سازی با هوا، تبادل یونی، ترسیب شیمیایی، اکسیداسیون شیمیایی، جذب، الترافیلتراسیون، اسمز معکوس، الکترودیالیز، تبخیر و عریان سازی با گاز می‌باشد. یکی از روش های پیشرفته و جدید که مبتنی بر تکنولوژی الکتروشیمیایی نیز است، استفاده از پکیج الکتروکواگولاسیون (EC) می باشد.

الکتروکواگولاسیون (EC)، عبور جریان الکتریکی از آب، روشی بسیار موثر برای حذف آلاینده ها از آب است. سیستم های الکتروکواگولاسیون مدت زمان طولانی ای (از سال 1906) است که با به کارگیری اشکال مختلف آندها و کاتدها مانند صفحات، گوی ها، حوضچه های بستر مایع، شبکه سیم ها، میله ها و لوله ها وجود دارند.

در دهه های اخیر استفاده از پکیج های الکتروکواگولاسیون (EC) برای تصفیه آب ها و فاضلاب هایی که حاوی پسماندهای غذایی، زائدات نفتی و روغنی، رنگ ها، ذرات معلق، پساب حاصل از شستشوی مکانیکی و شیمیایی، مواد آلی ناشی از شیرابه زباله، فلوئورزدایی آب، پساب مواد شوینده مصنوعی، پساب معادن و محلول های حاوی فلزات سنگین می باشند، بسیار رونق پیدا کرده است.

فرآیند EC به دلیل کاهش مصرف برق و کوچک سازی منبع انرژی مورد نیاز، تبدیل به یکی از مقرون به صرفه ترین روش ها برای تصفیه فاضلاب در سراسر جهان شده است.

روش شناسی

 

الکتروکواگولاسیون جایگزین مناسبی برای استفاده به جای نمک های فلزی یا پلیمرها و افزودنی های پلی‌الکترولیتی برای شکستن امولسیون ها و سوسپانسیون های پایدار ارائه می دهد. الکتروکواگولاسیون با استفاده از گونه های هیدروکسیدی فلزات پلیمری باردار، آلاینده هایی مانند فلزات، جامدات و ذرات کلوئیدی و آلاینده های غیرآلی محلول را از محیط های آبی حذف می کند.

پکیج الکتروکواگولاسیون (EC) با استفاده از یک مخزن اختصاصی تصفیه، طیف گسترده ای از جریان های فاضلاب حاوی فلزات سنگین، ویروس ها، باکتری ها، آفت کش ها، آرسنیک، MTBE، سیانید، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (BOD)، کل جامدات محلول (TDS) و کل جامدات معلق (TSS) را تصفیه می کند. با استفاده از این روش می توان انواع فاضلاب های شهری، صنعتی و تجاری را تصفیه نمود.

راکتور EC از یک سلول الکترولیتی با یک آند و کاتد تشکیل شده است. سیستم الکتروکواگولاسیون اساساً شامل یک جفت از صفحات فلزی موازی رسانا می باشد که به صورت الکترودهای یکپارچه عمل می کنند. نیازهای اولیه یک سیستم EC شامل موارد زیر می باشد:

• منبع تغذیه مستقیم (DC)
• جعبه مقاومت
• مولتی متر

این صفحات فلزی رسانا معمولاً با عنوان “الکترودهای قربانی” شناخته می شوند. آندهای قربانی میزان پتانسیل انحلال آندها را کاهش داده و همچنین کاهش پذیری آن ها را نیز به حداقل می رساند. آندها و کاتدهای قربانی می توانند هم جنس یا از جنس های مختلفی باشند.

الکترودهای یکپارچه با سلول به صورت سری قرار می گیرند. در حالتی که سلول ها آرایش سری داشته باشند، برای برقراری جریان مورد نظر به اختلاف پتانسیل بیشتری نیاز است چرا که در این حالت مقاوت سلول ها بالاتر است. در طول فرآیند الکترولیز، سمت مثبت تحت واکنش های آندیک قرار می گیرد در حالی که در طرف منفی، واکنش ها کاتودیک می باشند.

فرآیند انعقاد با خنثی سازی بار ذرات توسط یون های آزاد شده آغاز می شود. یون های آزاد شده، آلاینده های نامطلوب را توسط واکنش های شیمیایی و رسوب گذاری یا ترکیب مواد کلوئیدی و به دنبال آن شناورسازی آن ها، از سیستم حذف می کنند. آبی که دارای ذرات کلوئیدی، نفت و روغن یا سایر آلاینده ها می باشد با عبور از میدان مغناطیسی تعبیه شده ممکن است دچار هیدرولیز، الکترولیز یا یونیزاسیون و تشکیل رادیکال های آزاد شود و همین امر می تواند موجب تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی آب و آلاینده ها گردد. این حالت واکنش پذیری و برانگیختگی آلاینده ها موجب خارج شدن آن ها از آب و به دنبال آن از بین رفتن آن ها و یا کاهش چشمگیر حلالیت آن ها می شود.

در داخل راکتور پکیج الکتروکواگولاسیون (EC) چندین واکنش الکتروشیمیایی مجزای دیگر نیز به طور مستقل انجام می شود:

بذر افشانی (کاشت)-این واکنش نتیجه ی کاهش آندی یون های فلزی می باشد که این عمل باعث تبدیل شدن این یون ها به مراکزی جدید برای ترکیبات بزرگتر، پایدار و نامحلول شده که به عنوان یون های پیچیده فلزی رسوب می کنند.

شکست امولسیون-این فرآیند در نتیجه پیوند یون های اکسیژن و هیدروژن به محل های گیرنده ی آب، مولکول های نفت می باشد که موجب تشکیل ترکیبی غیر حلال در آب و جداسازی آب از نفت و روغن، گل حفاری، رنگ ها، جوهرها و … می شود.

ترکیب هالوژن ها-متصل شدن یون های فلزی به کلر موجود در یک مولکول هیدروکربنی کلردار باعث تشکیل ترکیبات بزرگ نامحلولی می شود که آب را از افت کش ها، علف کش ها، PCB های کلردار و … جدا می کند.

سفید کنندگی بوسیله یون های اکسیژن تولید شده در مخزن واکنش که موجب اکسید نمودن رنگ ها، سیانیدها، باکتری ها، ویروس ها، زباله ها و … می شود. سیل الکترونی ایجاد شده در آب باعث خنثی شدن اثر قطبی ترکیب موجود در آب شده و به مواد کلوئیدی اجازه ته نشینی خواهد داد و همچنین افزایش الکترون ها باعث ایجاد فشاری اسمزی می شود که ویروس ها، کیست ها و باکتری ها را تجزیه می کند.

واکنش های کاهش – اکسایش در داخل مخزن واکنش به سمت نقطه ی پایانی خود سوق داده می شوند و همین امر موجب افزایش سرعت فرآیند طبیعی که در شیمی مرطوب اتفاق می افتد می گردد.

مزایای پکیج الکتروکواگولاسیون (EC)

 

• حذف فلزات سنگین به عنوان اکسیدهایی که از روش شستشوی خصوصیات سمی (TCLP) به دست می آیند.

• حذف جامدات معلق و کلوئیدی
• شکست امولسیون های نفت در آب
• حذف روغن و چربی
• حذف مواد آلی پیچیده
• تخریب و حذف باکتری ها، ویروس ها و کیست ها

معایب پکیج الکتروکواگولاسیون (EC)

 

• جایگزینی دوره ای الکترودهای قربانی به دلیل حل شدن آن ها در جریان فاضلاب به خاطر اکسید شدن

• امکان تشکیل لایه ای نفوذناپذیر بر روی کاتد و کاهش بازدهی واحد EC
• نیاز به رسانایی بالای مواد معلق موجود در فاضلاب در برخی موارد

• تمایل انحلال هیدروکسید ژلاتینی در بعضی موارد

برخی از کاربردهای پکیج EC

 

• پاک سازی آب های زیرزمینی

• پاکسازی آب های سطحی
• تصفیه آب فرآیندهای شستشو
• تصفیه فاضلاب
• برج های خنک کن

• پیش تصفیه آب

• و …

 

پاکسازی آب های زیرزمینی

 

الکتروکواگولاسیون عملکرد مفید و قابل قبولی در حذف نمک های طبیعی موجود در آب چاه ها، جداسازی آهن، منیزیم، کلسیم، فلزات، نیترات و سولفور دارد. همچنین این سیستم برای احیای آب های زیرزمینی که توسط فلزات سنگین، هیدروکربن های با وزن مولکولی بالا و هیدروکربن های هالوژنی آلوده شده اند نیز بسیار کاربردی است.

پاکسازی آب های سطحی

 

از الکتروکواگولاسیون برای حذف باکتری ها، ویروس ها و کیست ها از آب های سطحی (آب آشامیدنی آلوده شده توسط فاضلاب) استفاده می شود. از الکتروکواگولاسیون به طور ویژه برای از بین بردن و حذف آلاینده های تهدیدکننده حیات مانند ژیاردیا (giardia) و کریپتوسپوریدیم (cryptosporidium) نیز استفاده می شود.

تصفیه آب فرآیندهای شستشو

 

پکیج EC توانایی تصفیه مداوم آب و فاضلاب ناشی از شستشو و فرآیندهایی مانند آبکاری، تولید قطعات کامپیوتری، نساجی، تولید فولاد، صنعت معدن، صنعت خودرو، تعمیر تجهیزات، صنعت کاغذ و صنایع غذایی را دارا می باشد. در اغلب مواقع نیز از آب تصفیه شده می توان مجدداً استفاده نمود و آن را به چرخه فرآیند بازگرداند.

تصفیه فاضلاب

 

نتایج حاصل از به کارگیری سیستم های الکتروکواگولاسیون برای تصفیه فاضلاب های شهری و لجن حاصل از فاضلاب نشان دهنده ی عملکرد مناسب و تاثیرگذار این روش بر روی این شاخه می باشد.

برج های خنک کن

 

از EC برای پیش تصفیه آب ورودی به برج های خنک کن و بلوئرها به منظور حذف جلبک ها، جامدات معلق، کلسیم و منیزیم موجود و در نتیجه کاهش هزینه ها نیز استفاده می شود.

پیش تصفیه آب

 

پیش تصفیه آب بوسیله الکتروکواگولاسیون تاثیر مطلوبی بر روی باکتری ها، سیلیس و TSS پیش از استفاده از اسمز معکوس، الترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و فرایند های فوتوکاتالیست دارد.

جمع بندی

 

الکتروکواگولاسیون توانایی تصفیه طیف گسترده ای از فاضلاب ها را دارد. این فرآیند در حالت کلی شامل ناپایدار کردن ذرات معلق، امولسیون ها و آلاینده های حل شده در محیط های آبی با استفاده از حداقل مقدار جریان الکتریکی می باشد. این کار در نهایت منجر به کاهش هزینه‌های اضافی فرآیند می شود. با گذشت زمان این سیستم در حال جایگزینی روش های معمول تصفیه مانند فیلتراسیون و تصفیه شیمیایی می باشد که نسبت به الکتروکواگولاسیون تاثیر کمتر و هزینه های بیشتری دارند. با توجه به مزایای اشاره شده، فرآیند الکتروکواگولاسیون توانایی حذف 99 – 95 درصدی TSS، 98 – 50 درصدی BOD و 99 – 95 درصدی باکتری ها را دارد. در نهایت این روش یکی از مطمئن ترین و پربازده ترین روش های تصفیه می باشد که برای بسیاری از فعالیت‌ها و فاضلاب ها کاربرد داشته و می توان به کمک آن آب را دوباره به چرخه ی استفاده مجدد بازگرداند.