تصفیه فاضلاب های با بارآلودگی بالا مانند فاضلاب صنعت نساجی، پساب های فوق اشباع صنعت دام طیور و شیرآبه ی محل دفن زباله، همواره یکی از چالشی ترین مباحث در طراحی فرآیند پیش روی مهندسین آب و فاضلاب بوده است. امروزه با فرآگیر شدن استفاده از فرآیندهای با تکنولوژی بالا که قبلا به صورت انحصاری و پتنت در اختیار چند شرکت مطرح بین المللی بود راهکارهای نوینی برای غلبه بر چنین چالش هایی ارائه شده است که یکی از کاربردی ترین این راهکارها استفاده از فرآیندهای مبتنی بر الکتروشیمی می باشد.

انعقاد الکتریکی (EC) یا انعقاد و شناورسازی الکتریکی (ECF) فرآیندی است که ایده های اولیه استفاده از آن 130 سال قبل در قالب استفاده از انرژی الکتریکی برای تصفیه فاضلاب مطرح شد. 20 سال بعد در سال 1909 یک مخترع آمریکایی به نام هریس فرآیند تصفیه الکتروشیمیایی فاضلاب با استفاده از الکترودهای فداشونده ی آهن و آلومنیوم ابداع نمود. پس از آن اختراعات بسیاری با ارتقاء این فناوری به ثبت رسید و تصفیه خانه های بسیاری در سراسر اروپا و آمریکای شمالی با بهره گیری از این فرآیند ساخته شدند. فایل ویدیویی ذیل (ارائه شده توسط کمپانی Minetek آمریکا – صاحب فناوری) چگونگی عملکرد این فناوری را نشان می دهد.

توضیحات فرآیندی

کلوئیدها منشاء اصلی کدورت و بخش عمده ای از بار آلودگی یک نمونه ی فاضلاب می باشند. ذرات کلوئید دارای با منفی هستند و نیروی دافعه بین بارهای همنام موجب عدم تهنشنی ذرات کلوئید می شود.
در فرایند انعقاد الکتریکی EC یا الکتروکواگولاسیون (Electrocoagulation) و فرآیند انعقاد و شناورسازی الکتریکی ECF یا الکتروفلوتاسیون الکتروکواگولاسیون/فلوتاسیون) Electroflotation جریان الکتریکی از طریق آند فداشونده از جنس آلومنیوم یا آهن موجب تولید یون های 3+Fe و 3+AL می شود. یون های مثبت محلول ایجاد شده به عنوان یک منعقد کننده عمل نموده و با جذب و خنثی سازی ذرات منفی کلوئید تشکیل فلوک و لخته های درشت داده و عمل تهنشینی را تسهیل می نماید. همچنین در کاتد در نتیجه ی هیدرولیز آب گاز H2 تولید شده و با نفوذ به دخل فلوک ها و لخته ها موجب صعود بخش قابل توجهی از آنها سطح مایع شده و مابقی به صورت لجن تهنشین می شود.در انتهای فرآیند لجن های تهنشین شده به وسیله ی لجن روب و فلوک های شناور شده به همراه چربی و سایر آلاینده ها به وسیله ی کفروب جمع آوری می شود.

کاربردهای فرآیند

تا کنون در پروژه های بسیاری در سراسر جهان از این فرآیند به عنوان بهینه ترین راهکار ممکن برای تصفیه استفاده شده است و نتایج بررسی ها نشان از عملکرد منحصر به فرد این فرآیند در تصفیه انواع فاضلاب ها داشته است. برخی از فاضلاب های تصفیه شده توسط این فرآیند عبارت اند از:

  • اسپنت کاستیک پالایشگاهی
  • پسابهای صنعت نفت – حاصل از فرآورش و نمک زدائی نفت
  • شیرآبه ی محل دفن زباله
  • پساب اشباع صنعت دام طیور و کشتارگاه ها

  • پساب با بار آلی بالا در صنایع لبنی به منظور حذف چربی محلول و کاهش TSS
  • پساب های رنگی و شیمیایی صنعت نساجی به منظور حذف رنگ و اسیدهای چرب غیر محلول
  • پساب صنایع آبکاری، رنگرزی، دباغی و چرم
  • پساب صنایع کوچک و متوسط: کارواش ها، قالیشویی و تعمیرگاه ها
  • پساب صنایع معدنی، صنایع کاشی و سرامیک، سنگ بری
  • پیش تصفیه فرآیندهای غشائی
  • تصفیه پساب های لاستیک سازی به منظور حذف پلمیرها و شاخه های کربنی طولانی.

میزان اثر گذاری فرآیند

میزان اثر گذاری یک فرآیند تصفیه در حذف پارامترهای هدف از مهمترین شاخصه های ارزیابی یک فرآیند است. نتایج بررسی های پایلوتی و اطلاعات حاصله از تعداد بسیاری از پروژه های اجرا شده در جهان نشان می دهد که فرآیندهای الکتروکواگولاسیون EC یا الکتروفلوتاسیون ECF به شکل قابل توجهی در کاهش و حذف پارامترهای فیزیکوشیمیایی انواع فاضلاب ها موثر است که از آن جمله می توان به، عوامل مربوط به TSS رنگ و کدورت، روغن و گریس، کف و دترجنت، فلزات سنگین، فلورین، آرسنیک و آلودگی های ناشی از نشتاب و خاک اشاره کرد. جدول ذیل که از نتایج مطالعات پایلوتی استخراج شده میزان اثر گذاری این فرآیند را در پارامترهای هدف به صورت خلاصه نشان می دهد. (با ذکر این توضیح که کارفرمایان و بهره برداران محترم می توانند در هر لحظه جهت انجام بررسی های پایلوتی با کارشناسان این شرکت تماص حاصل فرمایند)

  • BOD – بیشتر از 3000 تا %90 حذف
  • COD – بیشتر از 5000 تا %80 و کمتر از 5000 تا %90
  • TSS – تا %99 حذف مواد جامد معلق و کلوئیدی
  • O&G – تا %99 حذف روغن و چربی
  • PO4 – تا %93 حذف فسفات و دترجنت ها
  • Heavy Metal – تا %95 حذف فلزات سنگین
  • Turbidity – تا %99 حذف کدورت
  • TBC – تا %99 حذف باکتری و ویروس ها
  • Phenol – تا %82 حذف ترکیبات فنل
  • As – تا %96 حذف آرسنیک

مزایا و قابلیت های فرآیند ارائه شده توسط شرکت آبسان پالایش

میزان اثر گذاری یک فرآیند تصفیه در حذف پارامترهای هدف از مهمترین شاخصه های ارزیابی یک فرآیند است. نتایج بررسی های پایلوتی و اطلاعات حاصله از تعداد بسیاری از پروژه های اجرا شده در جهان نشان می دهد که فرآیندهای الکتروکواگولاسیون EC یا الکتروفلوتاسیون ECF به شکل قابل توجهی در کاهش و حذف پارامترهای فیزیکوشیمیایی انواع فاضلاب ها موثر است که از آن جمله می توان به، عوامل مربوط به TSS رنگ و کدورت، روغن و گریس، کف و دترجنت، فلزات سنگین، فلورین، آرسنیک و آلودگی های ناشی از نشتاب و خاک اشاره کرد. جدول ذیل که از نتایج مطالعات پایلوتی استخراج شده میزان اثر گذاری این فرآیند را در پارامترهای هدف به صورت خلاصه نشان می دهد. (با ذکر این توضیح که کارفرمایان و بهره برداران محترم می توانند در هر لحظه جهت انجام بررسی های پایلوتی با کارشناسان این شرکت تماص حاصل فرمایند)

  • فرآیند ایده آل جهت استفاده به عنوان فرآیند اولیه قبل از RO، NANO و UF

  • کاهش هزینه هاي بهره برداري و هزینه های جاری سیستم تصفیه
  • نیاز به حداقل فضای ممکن جهت نصب و راه اندازی
  • کاهش استفاده از مواد شیمیایی مصرفی
  • کاهش سطح زمین مورد نیاز تصفیه خانه
  • 70 درصد لجن کمتر، سهولت در آبگیری و مدیریت لجن
  • عدم نیاز به اپراتور حرفه ای
  • فرآیند و تجهیزات ساده و راهبری آسان
  • بهره برداري خودکار و پیوسته
  • کاهش تعداد واحدهاي فرآیندي تصفیه خانه
  • کم ترین مشکلات بهره برداری در مقایسه با روش های شیمیایی و بیولوژیکی
  • بهره برداری در احجام کم فاضلاب
  • زمان راه اندازی مجدد تصفیه خانه کمتر از 1 ساعت
  • عمر چندین ساله ی الکترودهای فدا شونده
  • بدون تجهیزات متحرک