پکیج تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی
در فرایند انعقاد الکتریکی یا همان Electrocoagulation با استفاده از جریان برق مستقیم (DC) و صفحات فلزی از جنس آلومینیوم و آهن به عنوان الکترود شیمیایی، فاضلاب تصفیه می گردد که به اختصار به این روش EC گفته می شود.
انعقاد الکتریکی یا همان Electrocoagulation یا EC به منظور حذف فلزات سنگین، عوامل TSS و کدورت، COD و BOD، مواد پتروشیمی، رنگ، فلورین، آرسنیک و آلودگی های آب و خاک در تصفیه فاضلاب و پساب صنایعی همچون نساجی، کشتارگاه، رنگرزی، لبنی، کارواش، نشاسته ، قالیشویی و پتروشیمی به کار می رود.
در روش الکتروکوگولاسیون یا همان انعقاد الکتریکی، الکترودها که شامل آهن و آلومینیوم می باشند مولکول های هیدروکسید فلزی مانند Al(OH)3 یا Fe(OH)2 را تشکیل می دهند که به دلیل خاصیت جذب بسیار بالا با آلودگی ها تشکیل کمپلکس قابل ته نشین شدن را داده و در نهایت در تانک ته نشینی مربوط به EC از پساب جدا می گردد و فرآیند تصفیه فاضلاب تکمیل می گردد.
طراحی، ساخت و نصب و راه اندازی انواع پکیج های تصفیه فاضلاب به روش الکتروکوگولاسیون، انعقاد الکتریکی (Electrocoagulation , EC) با توجه به آنالیز فاضلاب و ماهیت پساب در شرکت فنی مهندسی طرح و کار انجام می گیرد.
شرح فرآیند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی، الکتروکوگولاسیون (Electrocoagulation یا EC)
در تصفیه فاضلاب و پساب های صنعتی وجود انواع رنگ، دترجنت، عوامل بالای کدورت و TSS و همچنین فلزات سنگین، موجب ایجاد مشکل در فرآیندهای تصفیه فاضلاب به روش های بیولوژیکی (واحدهای هوازی و بی هوازی) می گردند. بنابراین مهندسین و طراحان واحدهای تصفیه فاضلاب می کوشند تا پیش از ورود پساب به واحدهای هوازی و بی هوازی غلظت آلاینده هایی سمی که موجب اختلال در فرآیند های تصفیه زیستی (بیولوژیکی) می شوند را حذف نمایند.
بدین منظور یکی از روش هایی که در تصفیه فاضلاب صنعتی کاربرد ویژه دارد، انعقاد و لخته سازی ذرات و عوامل آلودگی می باشد. ذرات معلق و آلودگی های پساب که عمدتاً شامل مواد کلوئیدی هستند، به دلیل بار الکتریکی همدیگر را دفع می نمایند و تنها وقتی می توانیم آنها را از فاضلاب جدا و تصفیه کنیم که بار آن ها خنثی بوده و به یکدیگر چسبیده، سنگین شوند و در حوض های ته نشینی از پساب جدا گردند.
در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی از فلزاتی چون آلومینیوم و آهن استفاده می گردد. این فلزات در حین تماس با آب هیدرولیز شده و تولید یون هایی با بار مثبت می نمایند و در نتیجه ذرات کلوئیدی با بار منفی را خنثی می نمایند و هسته اصلی فلوک قابل ته نشین شدن را در فرآیند تصفیه فاضلاب شکل می دهند. این فلوک به صورت کمپلکس آلودگی و هیدروکسید فلزی شکل می گیرد و از آنجایی که هیدروکسید فلزی خاصیت جذب بالایی دارد، پکیج انعقاد الکتریکی (EC) یکی از موفق ترین روش های تصفیه فیزیکی وشیمیایی فاضلاب می باشد.
در پکیج انعقاد الکتریکی، الکتروکوگولاسیون (Electrocoagulation یا EC) از جریان برق مستقیم (DC) به منظور ایجاد یک الکترولیت شیمیایی در فاضلاب استفاده می شود. جریان برق مستقیم در طی فرآیند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی، سبب ایجاد هیدروکسید آهن و یا آلومینیوم می گردد که به علت خاصیت جذب بالا ذرات باردار موجود در فاضلاب را جذب نموده و تشکیل یک کمپلکس قابل ته نشینی را می دهد.
واکنش های شیمیایی در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی، الکتروکوگولاسیون (Electrocoagulation یا EC)
در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی چند واکنش شیمیایی به صورت همزمان بر روی صفحات کاتد و آند اتفاق می افتد. این واکنش ها نتیجه انتقال الکترون از روی صفحات EC در طی فرآیند تصفیه فاضلاب می باشد.
برخی از واکنش های عمده که در فرآیند تصفیه فاضلاب روی می دهد شامل موارد ذیل می باشند:
همانطور که ملاحظه می شود در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی دو واکنش مجزا روی می دهد.
از یک سو کمپلکس فلزی سنگینی بر پایه هیدروکسید آلومینیوم شکل می گیرد که هسته اولیه فلوک را تشکیل داده و در طی فرآیند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی، به صورت لجن ته نشین می گردد.
از سوی دیگر مقادیری گاز در طی فرآیند تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی آزاد می گردد که سبب شناورسازی ذرات سبک تر بر روی سطح پکیج انعقاد الکتریکی می شود.
عوامل موثر در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی، الکتروکوگولاسیون (Electrocoagulation یا EC)
مهمترین عوامل در طراحی و ساخت یک پکیج تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی یا همان EC پارمترهایی همچون TSS و COD و Oil & Grease و دترجنت و فلزات سنگین، دما و pH می باشد.
بر این اساس میزان جریان و ولتاژ مورد نیاز، تعداد و نوع الکترودها و حجم راکتور اصلی و تانک ته نشینی مورد نیاز جهت تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی (EC) محاسبه می گردد.
ساخت و مونتاژ پکیج انعقاد الکتریکی (الکتروکوگولاسیون) یا همان Electrocoagulation یا EC پس از تهیه و تنظیم نقشه های ساخت و بر اساس استانداردهای رایج در کارگاه شرکت فنی مهندسی طرح و کار (دپارتمان تصفیه فاضلاب) انجام می پذیرد.
کاربرد پکیج انعقاد الکتریکی، الکتروکوگولاسیون (Electrocoagulation یا EC) در صنایع تصفیه فاضلاب
استفاده از انعقاد الکتریکی به دلیل قابلیت بالا در حذف آلودگی های زیر در تصفیه فاضلاب کارایی دارد:
عوامل مربوط به TSS و کدورت
روغن و گریس (Oil & Grease)
کف و دترجنت
فلزات سنگین
رنگ
فلورین، آرسنیک
آلودگی های آب و خاک
بر این اساس از پکیج انعقاد الکتریکی یا همان Electrocoagulation یا EC می توان در تصفیه فاضلاب بسیاری از صنایع استفاده نمود که برخی از آنها شامل موارد ذیل می باشند:
در تصفیه فاضلاب لاستیک سازی به منظور حذف پلمیرها و شاخه های کربنی طولانی.
در تصفیه فاضلاب صنایع لبنی به منظور حذف چربی محلول و کاهش TSS
در تصفیه فاضلاب نشاسته و گلوکز به منظور کاهش چربی و از بین بردن کربوهیدرات های نامحلول
در تصفیه فاضلاب کارواش به منظور از بین بردن کف و دترجنت و کاهش TSS پساب و ATPE ها
در تصفیه فاضلاب مراکز کشتارگاه به منظور حذف و کاهش TSS، چربی های موجود در فاضلاب
در تصفیه فاضلاب صنایع آبکاری فلزات به منظور حذف فلزات سنگین از قبیل کرم
نتایج استفاده از پکیج انعقاد الکتریکی، الکتروکوگولاسیون (Electrocoagulation یا EC) در تصفیه فاضلاب
در پکیج انعقاد الکتریکی (Electrocoagulation یا EC) فلزات سنگین با راندمان 99٪ حذف خواهند شد. حذف دترجنت، مواد معلق و چربی و نهایتا حذف COD با راندمان بالای 50٪ را خواهیم داشت. همچنین میزان TSS با توجه به ماهیت آن بین 50% الی 80% حذف خواهد شد. تمام این عوامل باعث شده تا روش انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب و پساب های صنعتی به کار گرفته شود.
مزایای استفاده از پکیج انعقاد الکتریکی، الکتروکوگلاسیون (Electrocoagulation یا EC) در سیستم های تصفیه فاضلاب
استفاده از پکیج انعقاد الکتریکی در صنایع تصفیه فاضلاب نسبت به روش انعقاد شیمیایی به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر می باشد و این به دلیل کاربرد جریان برق مستقیم به جای تزریق مواد شیمیایی می باشد. در روش الکتروکوگولاسیون (Electrocoagulation یا EC) صرفاً صفحات (الکترودهای) آهن یا آلومینیوم به تدریج مصرف شده و پس از چند سال نیاز به تعویض دارند. درحالی که در روش انعقاد شیمیایی همه روزه مقادیر بالایی از مواد افزودنی به منظور تنظیم pH ، مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده پلیمری بایستی به پساب تزریق گردد که هزینه های بهره برداری سیستم تصفیه فاضلاب را به شدت افزایش می دهد.
به طور کلی مزایای تصفیه فاضلاب به روش انعقاد الکتریکی شامل موارد زیر می باشد.
میزان کمتر یون های انعقادی مورد نظر
راندمان حذف آلاینده بالاتر
عدم نیاز در مصرف مواد شیمیایی
لجن تولیدی کمتر
زمان واکنش کم
نیاز به رآکتور تصفیه فاضلاب با حجم کمتر
مقرون به صرفه بودن هزینه های اقتصادی
پروژه اجرایی تصفیه فاضلاب، پکیج انعقاد الکتریکی، الکتروکوگلاسیون (Electrocoagulation یا EC)
یکی از پروژه های اجرایی شرکت فنی مهندسی طرح وکار که توسط گروه مهندسی تصفیه فاضلاب این شرکت طراحی و بهره برداری گردید، تصفیه فاضلاب نساجی بود که یکی از فرایندهای آن روش انعقاد الکتریکی یا همان EC می باشد.
مشخصات کلی این پروژه تصفیه فاضلاب به شرح زیر می باشد.
| دبی فاضلاب ورودی | 35 مترمکعب در روز |
|---|---|
| کل اکسیژن خواهی شیمیایی | 4000 میلیگرم در لیتر |
| کل جامدات معلق | 1000 میلیگرم در لیتر |
| روش تصفیه فاضلاب | انعقاد الکتریکی (EC) |
| نوع الکترودها | آهن و آلومینیوم |