دانلود مقاله فلزات سنگین در آب و فاضلاب و بررسی حذف آنها به روش انعقاد و لخته سازی الکتریکی

word قابل ویرایش
7 صفحه
5700 تومان

چکیده

بعد از چندین دهه، وجود مشکلات محیطی بسیاری، باعث تخلیه فلزات سنگین آلودهکننده آب و خاک از کارخانههای صنعتی شیمیایی، الکترونیک، استخراج فلزات و خودروسازی شده است. در میان مشکلات محیطی، آلودگی آب به وسیله فلزات سنگین یک شکل محیطی جدی میباشد. با بررسی های انجام شده هزینه های انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب تا حدود یک سوم فرآیند انعقاد شیمیایی کاهش می یابد و برای سیستم های کوچک مقرون به سرفه نیست، این روش حجم لجن تولیدی کمتری دارد.

واژه های کلیدی

فلزات سنگین، لخته سازی الکتریکی

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی های محیط زیست با محوریت زمین پاک

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

مقدمه

یکی از مهمترین مسائل دنیای امروز، آلودگی محیط زیست به فلزات سمی و خطرناک می باشد.[۱]اسـتخراج فلـزات از معـادن و کاربرد گسترده فلزات سنگین در صنایع باعث شده است که غلظت این فلزات در آب، فاضلاب، هوا و خاک بیشتر از مقادیر زمینـه ای افزایش پیدا کند .مکانیزم اثر سمیت فلزات سنگین، ناشی از تمایل شدید کاتیونهای این فلزات به گوگرد و بدین طریق مختـل کـردن فعالیت آنزیمهای حیاتی در موجودات زنده می باشد .[۲] بنابراین حذف فلزات سنگین از محیط آبی، موضوع مهمی در بهداشت عمومی جامعه محسوب می شود که از دو جنبه اهمیت دارد:

الف) جداسازی فلزات سنگین سمی از پسابهای صنعتی، زهاب کشاورزی، معادن و خنثنی کردن اثرات سمی آنها ب) احیا و بازیافت فلزات که با کاهش تدریجی منابع معدنی امری ضروری است

فلزات سنگین در پساب بسیاری از صنایع مانند صنایع استخراج روی و سایر فلزات سنگین از سـنگ معـدن، صـنایع پتروشـیمی، صنایع پالایش نفت، صنایع کاغذسازی، صنایع دارویی، صنایع رنگسازی، صنایع فرآورده های پلاستیکی و … وجود دارند و در صورت راهیابی به سیستمهای تصفیه فاضلاب روی میکروارگانیسمها و سینتیک واکنشهای تصفیه فاضلاب به علت ویژگی سمیت خـود تـأثیر گذاشته، باعث کاهش راندمان سیستم می شوند. این امر سبب می شود که غلظت ترکیبات در فاضلاب خروجی تصفیه خانه های مذکور با استاندارد تعیین شده از سوی مراجع داخلی و بین المللی مطابقت ننماید. از سوی دیگر راهیابی این عناصر سـنگین و ترکیبـات بـه محیط زیست، اثرات جبران ناپذیری را بر محیط زیست و انسان خواهد داشت. با عنایت به موارد ذکر شده تصفیه این ترکیبات و حذف آنها مطابق استانداردهای داخلی و بین المللی از اهمیت بسیاری برخوردار است .[۳]
فلزات سنگین

حضور فلزاتی چون مس، سرب، جیوه ، و سلنیوم در آب از منابع مختلفی چون صنایع، اگزوز خودروها، آفت کش ها، معادن و حتی از خاک طبیعی نشات میگیرند. فلزات سنگین هم مانند آفت کشها با آب وارد گیاهان شده و از گیاهان به جانوران و همین طور دست به دست انتقال یافته و در پله های بالایی هرم غذایی، تمرکز آنها در بدن موجودات باعث ایجاد مسمومیت ناگهانی و یا بیماریهای مزمنـی مشابه آنچه در مورد آفت کشها ذکر شده میگردد.[۴]

فلزات سنگین از جمله آلاینده های زیست محیطی هستند که مواجهه انسان با بعضی از آنان از طریق آب و مـواد غـذایی مـیتوانـد مسمومیتهای مزمن و بعضاً حاد خطرناکی را ایجاد نمایند که از جمله آنان میتوان به فلزاتی نظیر سرب، کادمیوم، جیوه ، نیکل و روی در انواع نان وسرب ، کادمیوم، جیوه، آلومینیوم، آرسنیک، روی، مس و آهن در انواع نمک اشاره کرد. در دهه گذشته ورود آلایندههـا بـا منشأ انسانی مانند فلزات سنگین به داخل محیطهای دریایی به مقدار زیادی افزایش یافته است که به عنوان یک خطر جدی برای حیات محیطهای آبی به شمار میآیند. فلزات سنگین در یک مقیاس وسیع، از منابع طبیعی و انسان ساخت وارد محیط زیست میشوند. میزان ورود این فلزات سنگین به داخل محیط زیست بسیار فراتر از میزانی است که به وسیله ی فرآیندهای طبیعی برداشت میشوند.

آلایندهها به دو نوع آلاینده های قابل تجزیه و غیر قابل تجزیه تقسیم میشوند. آلایندههای غیر قابل تجزیه نظیر ترکیبات نمکهای فلزات سنگین، ترکیبات شیمیایی فنولی با زنجیره بلند، آفت کش ها مثل DDT میباشند که در محیط تجمع مییابند و بر زنجیره ی غذایی و بیولوژیکی موجودات در آب اثر میگذارند. اولین عامل اثرات آلودگی فلزات در یک اکوسیستم ، وجود فلزات سنگین در بیـومس یک منطقه آلوده است که سلامت انسان را به مخاطره میاندازد. تجمع فلزات سنگین در آب، هوا و خاک، یک مشـکل زیسـت محیطـی بسیار مهم میباشد. فلزات سنگین ابتدا توسط فیتو پلانکتون ، باکتری ها، قارچها و ارگانیسمهای کوچک دیگر جذب میشوند، سپس به ترتیب، توسط موجودات بزرگتر خورده شده و عاقبت وارد بدن انسان می شوند. فلزات سنگین زمـانی کـه بـه وسـیله ی انسـان مصـرف می شوند اغلب اثرات قوی و زیان آوری را دارند. مواد سمی تجمع یافته، به طور پیوسته غلظت شان زیاد میشود و ممکن است بیشترین فراوانی را در یک بافت ویژه داشته باشند. تجمع مواد سمی در زنجیره ی غذایی ممکن است باعث افزایش غلظتها در جـانوران سـطوح بالای زنجیره غذایی شود.[۵]

روشهای حذف فلزات سنگین

روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین و خارج نمودن آنها از محیط از جمله پسابهای صنعتی وجود دارد که به طور عمده شامل روشهای شیمیایی و بیولوژیکی میگردد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی های محیط زیست با محوریت زمین پاک

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

برای از بین بردن فلزات سنگین فاضلابها روشهای زیادی ارائه شده است که شامل روشهای حذف شیمیایی، روش تبادل یون، روشهای الکترولیتی، روش جذب سطحی، روش اسمز معکوس، روش الکترو دیالیز، تبخیر غلظتی، حذف زیستی، استخراج حلال، لخته سازی و غیره میباشد. به هر حال مشروط به دلایل اقتصادی و فنی این روشها بکار گرفته میشود. این تکنیک ها باعث کاهش فلزات سنگین می شود. با وجود آلودگی جدی محیط توسط فلزات سنگین، تعداد زیادی از آنها مثل سرب و مس گرانبها هستند و میتوانند برای کارهای وسیع، بازیابی و مجدداً مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین حذف و بازیافت فلزات سنگین از فاضلاب مورد توجه بیشتری

هستند و توجه بیشتری را برای فوائد اقتصادی و بوم شناختی میطلبد در بحث روشهای بیولوژیک نیز مدلهای مختلفی ارائه شده است. یکی از مدلها روش احیای باکتریایی سولفات میباشد به این

ترتیب که باکتریهای احیا کننده سولفات ترکیبات آلی مانند متانول و اتانول را با استفاده از سولفات اکسید نموده و بی کربنات و سولفید هیدروژن ایجاد مینماید. در مرحله ی بعد سولفید هیدروژن با یونهای فلزات سنگین ترکیب و سولفیدهای نا محلول به شکل لجن متراکم رسوب مینماید .[۶]
روشهای دیگری نیز برای حذف فلزات سنگین وجود دارند که عبارتند از: [۶ ]
– حذف فلزات سنگین با استفاده از ذرات نانو
– حذف فلزات سنگین به روش جذب بیولوژیکی از محلولهای آبی

– حذف فلزات سنگین از محیط آبی توسط جذب سطحی بر روی پوست موز اصلاح شده

– استفاده از خاک اره در حذف فلزات صنعتی

– حذف و یا کاهش غلظت فلزات سنگین سمی از محیط آبی به کمک امواج فرا صوتی
– پاکسازی پسابهای معدنی از کاتیونهای سنگین با استفاده از زئولیتهای طبیعی ایران
استفاده از فرآیند انعقاد، لخته سازی و شناورسازی الکتریکی در حذف فلزات سنگین از فاضلاب های صنعتی
همراه با افزایش جمعیت و تولید آلاینده های مختلف روند تخریب منابع زیست محیطی آهنگ فزآینده ای را به خود گرفته و در همین راستا جوامع بشری همواره با دستیابی به فناوری های پیشرفته و نوین سعی در حل معضلات و مشکلات مربوطه داشته اند. در این میان استفاده بی رویه از منابع آب سطحی و زیرزمینی و متعاقب آن تولید و ورود انواع فاضلابهای صنعتی، شهری و کشاورزی به محیط زیست شرایط را به گونه ای رقم زده است که شاید به سختی بتوان پایداری توسعه را در جامعه کنونی تا اندک زمانی در آینده پیش بینی نمود. در سالهای اخیر فرآیندهای مورد استفاده درصـنعت آب و فاضـلاب در زمینـه هـای مختلـف فیزیکـی، شـیمیایی و بیولوژیکی با پیشرفتهای قابل ملاحظه ای روبرو بوده است و در این میان سهم فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی از فرآیند پیشـرفته بالاتر بوده است. فرآیند انعقاد و لخته سازی در تصفیه آب و فاضلاب امروزه به صورت متداول از طریق شیمیایی و افزودن مواد منعقد کننده آلی، معدنی و … به محیط آب و فاضلاب انجام می پذیرد .روش ترسیب شیمیایی علیرغم سابقهنسبتاً طولانی در صـنعت آب و فاضلاب با توجه به محدودیتهایی از قبیل هزینه های بالای بهره برداری و تبعات نـامطلوب زیسـت محیطـی از مزایـای قابـل تـوجهی برخوردار نیست، لذا به منظور یافتن راهکارهای مناسب دیگر در جهت جایگزینی فرآیند ترسیب شیمیایی، روشهای متعددی در سالهای اخیر مورد توجه و بررسی قرار گرفته است که از این میان می توان به فرآیند انعقاد و شناور سازی الکتریکی که به عنوان یک نوآوری قابل توجه در صنعت آب و فاضلاب مطرح می باشد، اشاره کرد

انعقاد و شناورسازی الکتریکی
انعقاد الکتریکی عبارت است از تولید مواد منعقد کننده در محل با استفاده از تجزیه الکتریکی الکترودهای آلومینیوم یا آهـن، تولیـد یونهای فلزی در آند و گاز هیدروژن در کاتد انجام می گیرد

در این روش با استفاده از جریان الکتریکی و نصب الکترودهای شیمیایی از جنس آلومینیوم، آهن و …که به صورت آند و کاتد عمل می کنند ذرات کلوئیدی موجود در محیط آب یا فاضلاب از طریق تولید بارهای مثبت الکتریکی از لحاظ الکتریکی خنثـی شـده و در نتیجه تولید AL3+ ، Fe3+ و … فرآیند لخته سازی فراهم می گردد. این فرآیند درصنایع مختلف از قبیـل آبکـاری، اسـتخراج فلـزات از معادن، چوب و کاغذ، صنایع فلزی، خودروسازی، صنایع شیمیایی، داروسازی و… در مقیاس واقعی طراحی و اجرا گردیـده و از لحـاظ راندمان تصفیه و حذف انواع آلاینده های زیست محیطی از بازده بسیار مطلوبی برخوردار بوده است.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی های محیط زیست با محوریت زمین پاک

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

این روش اولین بار در سال ۱۸۸۹ جهت تصفیه فاضلاب همراه با اختلاط با آب دریا و فرآیند الکترولیز درتصفیه خانه فاضلاب لندن انجام شد. در سال ۱۹۰۹ و در آمریکا توسط هریس این روش جهت تصفیه فاضلاب با استفاده از انحلال فلزات آلومینیوم و آهن در آند انجام گرفت .[۷]

از ابتدای دهه ۱۹۷۰ به بعد این روش بخصوصدر اروپا و روسیه جهت تصفیه اولیه آب مورد نیاز صنایع آبکاری و تکمیـل فلـزات و همچنین تصفیه آب مورد استفاده قرار گرفت .[۸]

در سال ۱۹۹۵ ماتسون و همکاران طرحی را که در دهه ۱۹۴۰ ارائه شده بود و منعقد کننده الکتریکی نام داشت را تشریح کردند. بر اساس این طرح آلومینیوم به صورت الکتروشیمیایی حل می شد و با یون های هیدروکسیل آزاد شده از کاتد ترکیب شده و هیدروکسید آلومینیوم جهت فرآیند انعقاد به کار می رفت. فرآیندی مشابه نیز در سال ۱۹۵۶ در انگلستان جهت تصفیه آب به کار گرفته شـد. در آمریکای شمالی بیشتر از این روش در تصفیه پساب صنایع چوب و کاغذ، معادن و تکمیل فلزات استفاده می شود .[۸] در پنج سـال گذشته به خصوص از زمانی که مقررات سخت گیرانه ای ازسوی سازمان های حفاظت محیط زیست وضع گردیده است، استفاده از این روش به میزان بسیار زیادی رو به افزایش می باشد. با طراحی درست می توان این سیستم هـا را بـه صـورت وسـیع در تصـفیه انـواع فاضلاب ها، آبهای زیرزمینی و سطحی به کار برد. شناور سازی الکتریکی فرآیند ساده ای است که در آن آلاینده ها از طریق حبابهای اکسیژن و هیدروژن تولید شده از الکترولیز آب بر روی سطح آب شناور می مانند .به صورت کلی در این فرآیند در کاتد گاز هیدروژن و در آند گاز اکسیژن آزاد می گردد .[۹]

لازم به یادآوری است که علاوه بر آلومینیوم می توان از فلزات دیگری که خواصمشابه آلومینیوم دارند استفاده نمود . لختـه هـای تشکیل شده در این فرآیند شبیه روش انعقاد شیمیایی است با این تفاوت که اندازه لخته ها بزرگتر بوده و در نتیجه ته نشـینی آنهـا آسانتر و سریعتر صورت می گیرد .همچنین لجن تولید شده توسط این فرآینـد ۲ الـی ۳ برابـر کمتـر از روش انعقـاد شـیمیایی اسـت . مطالعات انجام شده نشان داده اند که یونهای آلومینیومی که به صورت الکتریکی بـه آب اضـافه مـی شـوند بسـیار فعـالتر از یـون هـای آلومینیومی است که به صورت شیمیایی اضافه می گردند. به همین دلیل در روش انعقاد الکتریکی آلومینیوم کمتری در لجن تـه نشـین شده موجود است.
-۱ فاکتورهای موثر بر انعقاد الکتریکی
.۱ دانسیته جریان یا میزان ورود جریان الکتریکی : میزان تولید یونهای AL3+، Fe2+ بستگی بـه میـزان بـار الکتریکـی وارد بـر الکترودها دارد. میزان بار الکتریکی بایستی بر اساس روابط موجود و یا ساخت پـایلوت تعیـین گـردد. در صـورت کـم بـودن جریـان الکتریکی یونهای فلزی تولید نمی گردند و در صورتیکه میزان بار الکتریکی بیش از حد مجاز باشد سبب از بین رفتن جریان بـرق و همچنین افزایش دمای محلول می گردد.
.۲وجود :NaCl با افزایش غلظت کلرید سدیم در محلول به واسطه افزایش خاصیت هادی محلول میزان تولید لخته های فلزی و در نتیجه راندمان حذف آلاینده ها افزایشمی یابد.

.۳اثر:pH بسته به هدف تصفیه ای(تولید لخته از الکترودهای آلومینیوم یا آهن، حذف کدام آلاینـده و غیـره) میـزان مطلـوب PH تغییر می کند .

.۴دما: بر اساس گزارشات مختلف با افزایش دما هدایت الکتریکی افزایش می یابد در نتیجه راندمان فرآیند انعقـاد الکتریکـی نیـز افزایش می یابد.
-۲ فاکتورهای موثر در شناور سازی الکتریکی

: pH.1 ابعاد و اندازه حبابهای تولید شده در شناور سازی الکتریکی بستگی شدیدی به میزان pH دارد . در pH خنثی حبابهـای ریزی از هیدروژن تشکیل می گردد .در شناور سازی الکتریکی با افزایش pH قطر حبابهای اکسیژن تولیدی در آن آند افزایشمی یابد.

.۲دانسیته جریان : قطر حبابهای تولیدی در این فرآیند به جریان الکتریکی ورودی به الکترودها نیز بستگی دارد و با افزایش این پارامتر قطر حبابهای تولیدی افزایشمی یابد. قابل ذکر است که میزان جریان کاربردی بایستی بر اساس روابط موجود و یـا مطالعـات پایلوتی انجام بگیرد.
.۳چیدمان الکترودها: محل و موقعیت الکترودهای آند و کاتد بر روی میزان تولید گاز اثر دارد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی های محیط زیست با محوریت زمین پاک

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

-۳ کاربردهای فرآیند انعقاد الکتریکی

الف) استفاده از فرآیند انعقاد الکتریکی در تصفیه آب از این فرآیند می توان در تصفیه آب زیرزمینی، آب آشامیدنی، پساب های حاصل از شستشو، آب برج های خنک کننده، تصـفیه
اولیه آب جهت فرآیندهای اسمز معکوس، اولترا فیلتراسیون و غیره استفاده نمود .

در این روش آب ابتدا به داخل مخزن پمپ می شود. سپس الکترودها با استفاده از جریان برق فعال شده و درنتیجه عوامل منعقد کننده در آند و گاز هیدروژن در کاتد متصاعد می شود. عوامل منعقد کننده به مواد آلاینده چسبیده و باعث تشکیل لخته می شود و سپس گاز هیدروژن در حین بالا آمدن آنها را به سطح می آورد و پس از شناور شدن درسطح به حوض ته نشینی منتقل مـی شـوند. معمولاً مقدار جریان خروجی همراه با مواد آلاینده از سطح، ۵% حجم کل جریان موجود در مخزن مـی باشـد .در نهایـت آب تمیـز از سیستم به تانک ذخیره پمپ می شود .مدت زمان فرآیند به طبیعت مواد آلاینده و همچنین آهنگ مورد نیاز حذف مواد آلاینده بستگی

دارد، ولی به طور معمول این زمان تماس بین ۱تا ۳ ساعت می باشد. در این فرآیند با اضافه کردن آلومینیوم به آب و تولید رادیکـال های هیدروکسیل pH آب افزایش پیدا می کند .[۱۱]
ب) کاربرد فرآیند انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب این روش می تواند برای تصفیه انواع فاضلاب های صنعتی، شهری و کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد. در اغلب موارد و بخصوصدر

مورد فاضلاب های شهری، کیفیت پساب خروجی از این فرآیند دارای کیفیتی حتی بهتر از منابع آب خام را دارا خواهـد بـود .از ایـن فرآیند تاکنون در تصفیه فاضلاب های حاوی چربی، روغن و گریس استفاده شده است .به طور کلی یکی از مزایای این روش کارایی آن در تصفیه فاضلاب های مختلف با مشخصات مختلف می باشد .کاربرد جریان برق در آب حاوی امولسیونهای روغن -چربـی و گـریس باعث آزاد شدن حبابهای گاز در کاتد و شناور شدن امولسیونها می شود .[۱۲]

میزان حذف مواد آلاینده با این روش در فرآیند تک مرحله ای تا بیش از % ۹۹ و در فرآیندهای ۲مرحله ای و تصفیه فاضلاب های تـا دبی۱۰ m3/ d به ۹۵/۹۹ درصد رسیده است.
-۴ قابلیتهای سیستم : [۱۲]
.۱کاهش فلزات سنگین مثل آرسنیک، کادمیوم، کرم، سرب، نیکل و روی تا میزان ۹۵-۹۹ درصد .۲کاهش سیلیس های محلول، ذرات رس و سایر مواد معلق تا ۹۸ درصد .۳کاهش باکتری ها از ۱۱۰ میلیون عدد در میلی لیتر به ۲۷۰۰ عدد در میلی متر
۴٫ کاهش آلودگی های روغنی ناشی از فاضلاب پالایشگاه ها، صنایع غذایی و غیره تا میزان ۹۵-۹۹ درصد
۵٫ حذف ایزوتوپ های رادیواکتیو

۶٫ کاهش FOG,TDS,TSS.BOD و غیره

۷٫ کاهش مواد آلی پیچیده و…
-۵ مزایای سیستم :[۱۲]

.۱بهره برداریکاملاً خودکار و پیوسته .۲کاهش تعداد واحدهای فرآیندی تصفیه خانه و در نتیجه کاهش شدید سطح زمین مورد نیاز تصفیه خانه و کاهش هزینـه هـای

بهره برداری سیستم تصفیه .۳عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی

در این روش مقدار مواد زائدتقریباً برابر همان مقدار مواد ته نشین شده در قسمت جداسازی است و هیچ افزایشی به وسیله مواد شیمیایی صورت نمی گیرد .به همین دلیل مقدار لجن ناشی از این فرآیند نیز بسیار کمتر از روش های دیگر می باشد.

.۴بازیافت و استفاده مجدد فاضلاب در این روش چون از مواد شیمیایی در سیستم استفاده نمی شود بنابراین بهره وری کامل از بازیافت فاضلاب امکان پذیر است. .۵هزینه پائین بهره برداری .۶راهبری و نگهداری آسان

.۷به غیر از پمپ هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی های محیط زیست با محوریت زمین پاک

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

.۸محدودیتی در مورد نوسانات جریان، غلظت و نوع ترکیبات وجود ندارد. سیستم قابلیت بسیار بالایی درمقابل شـوک مـواد آلـی، هیدرولیکی و کلیه مواد سمی و سنتتیک دارد.
مقایسه فنی روش انعقاد و لخته سازی شیمیایی برای تصفیه فاضلاب با روش انعقاد لخته سازی الکتریکی:
مقایسه مستقیم بین انعقاد الکتریکی و انعقاد شیمیایی امکان پذیر نیست. زیرا هر دو سیستم در یکحالت و یک فاز راهبری نمـی گردند. در انعقاد شیمیایی، اضافه کردن مواد شیمیایی مستقل از تجزیه آلومینیوم و pH می باشد ولی درانعقاد الکتریکی میزان لختـه فلزی که تشکیل می گردد تابعی از جریان الکتریکی مصرفی و میزان pH محیط می باشد. در انعقاد الکتریکـی، گرادیـان غلظـت بـه صورت مستمر بر اساس میزان تجزیه شدن الکترودها تغییر می کند. تا جائیکه pH در گستره ۸/۳ ۸/۸ تثبیت گردد (بسته بـه میـزان جریان الکتریکی).

از نظر نوع ته نشینی آلاینده ها نیز این دو سیستم با هم تفاوت عمده ای دارند. در انعقاد شیمیایی تنهـا راه جداسـازی لجـن تـه نشینی است، در صورتیکه در انعقاد الکتریکی می توان از شناور سازی نیز استفاده نمود، بنابراین کاهش میزان کدورت در این واحدها بیشتر می باشد.

لجن تولیدی از فرآیند انعقاد الکتریکی دارای pH حدود ۶-۷ می باشد که در این حالت استانداردهای زیست محیطی نیز رعایـت می شود. ولی در روش انعقاد شیمیایی به علت اینکه لجن ته نشین شده دارای pH بالای ۱۰ می باشد، فلزات در این pH بـه صـورت هیدروکسید رسوب می کنند که مخاطرات زیست محیطی زیادی را به همراه دارد . در روش انعقاد الکتریکی هیچ نوع ماده شـیمیایی بجز مواد اسیدی و قلیایی که برای تنظیم pH در ورودی سیستم اضافه می شود هیچ نوع ماده ای به کار برده نمی شود. بنابراین لجن جدا شده اغلب فقط شامل آلودگی های تغلیظ شده آب بوده و شامل مواد شیمیایی دیگر نمی باشد. در مقایسه با روش های متعارف مثل جداسازی با آب آهک دارای مقدار لجن کمتر از % ۱۰ است و نکته قابل توجه و مهم امکان بازیابی و استفاده مجدد در این روش می باشد که در روش های متعارف غیر ممکن و بسیار پر هزینه است.

نتیجه گیری و جمع بندی

فرآیند انعقاد و شناور سازی الکتریکی با در نظر گرفتن مزایایی از قبیل حجم لجن تولیدی کمتر، هزینه های بهره برداری پائین تر، جنبه های بهداشتی و زیست محیطی مطلوبتر و بازده بسیار بالاتر نسبت به فرآیند ترسیب شیمیایی در حـذف مـواد آلاینـده از آب و فاضلاب چشم انداز بسیار مطلوب تری در صنعت آب و فاضلاب کشور دارد.

از جمله معایب کنونی این روش هزینه های بالای سرمایه گذاری این سیستم است که در صورت فراهم آوردن شرایط لازم جهت ساخت و تولید قسمتی از تجهیزات سیستم مورد بحث در داخل کشور، هزینه های سرمایه گذاری مربوط تا حدود زیادی کاسته خواهد شد .کاهش چشمگیر غلظت انواع آلاینده های شیمیایی، سنتتیک و سمی از قبیل فلزات سنگین که دارای اثر بازدارنـدگی بـر فعالیـت بیولوژیکی میکروارگانیزم ها می باشند، کاربرد این سیستم در فاضلابهای صنعتی و کشاورزی بسیار زیاد بوده عملاًو کاربرد فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی به لحاظ وجود اینگونه مواد آلاینده ها با محدودیتهای زیادی روبروست و به همین خاطر کاربرد رهیافتهای مناسب در جهت حذف اینگونه مواد آلاینده از درجه اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

فرآیند انعقاد الکتریکی برای سیستم های تصفیه کوچک مقرون به صرفه نیست .با استفاده از شمش های آلومینیوم می توان هزینه ها را در این روش کاهش داد . با بهره برداری مناسب می توان مدت زمان زیادی از این روش استفاده نمود .در مقایسه ای که در یک کارخانه در ایران انجام شده مشخص شده در صورتی که از الکترود آهن در فرآیند انعقاد الکتریکی استفاده شود، با توجه به هزینه برق مصرفینسبتاً پائین در ایران، هزینه های این سیستم در تصفیه فاضلاب تا حدود یک سوم فرآیند انعقاد شیمیایی کاهش می یابد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی های محیط زیست با محوریت زمین پاک

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

مراجع

[۱]. MARHOL, M, 1982., “Ion Exchangers in analytical chemistry. Their properties and use in Inorganic

chemistry”. [۲]. A, Dabrowski, Z, Hubicki,2004., “Selective removal of the heavymetal Ions from waters And Industrial
waste waters by Ion-exchange method”, chemospHere , pp.91-106.

.[۳] شهودی م ، .۱۳۸۲ بررسی امکان حذف مس و نیکل از فاضلاب صنعتی آبکاری و بازیافت آن به صورت املاح با اسـتفاده از رزیـن سنتیک معدنی نوع T.M.A ، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.
.[۴] صدقی، م، .۱۳۹۰ آلودگی آبها توسط فلزات سنگین و راهکارهای حذف آن,دانشگاه علم و صنعت,خانه شیمی.

.[۵] فروتن ع، .۱۳۹۰ سنتز نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی برای حذف فلزات سنگین از محلول آبی شبیه سازی شده,دانشگاه تربیت مدرس, پایان نامه کارشناسی ارشد.
[۶]. H, yong, R, xu, X, xue, F, li, G, li, 2008., “Hybrid surfactant-templatedmesoporous silica formed in

ethanoland its application for heavy metal removal” J.Hazardous materials , pp.690-698. [7]. Guohua , Chen, 2004., “Electrochemical technologies in wastewater treatment, Separation and purification

technology 38” , pp.11-41. [8]. Paul, A, 1996,. “Electrolycal treatment of turbid water in pakage plant” , ۲۲nd WEDC conference new dehli [9]. Http: //www.powellwater.com, “powell Electrocoagulation “, ۲۰۰۵٫, [۱۰]. Vivian, R, “Electrocoagulation in the treatment of polluted water “electropure Australia Ltd, Victoria

Austria. [11]. Http: //www.fbodaily.com, “Electrocoagulation sistem“,۲۰۰۳٫, [۱۲]. Mahmut , bayramoglo, 2004., operatingcost analysis Electrocoagulation of textile dye wastewater,

sepation and purification technology 37, pp.117-125.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 7 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد