تقنية إلكترو-فينتون

تعتمد معدات معالجة مياه الصرف الصحي بتقنية Electro-Fenton بشكل أساسي على مبادئ الأكسدة التحفيزية لفينتون، والتي تمثل عملية أكسدة متقدمة تستخدم لتحليل ومعالجة مياه الصرف الصحي عالية التركيز والسامة والعضوية.

ابتكر العالم الفرنسي فينتون طريقة كاشف فينتون عام 1894. وتتلخص هذه الطريقة في توليد جذور الهيدروكسيل (•OH) من بيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂) بوجود أيونات الحديد الثنائي (Fe²⁺). بدأ البحث في تقنية إلكترو-فينتون في ثمانينيات القرن الماضي كوسيلة للتغلب على قيود طرق فينتون التقليدية وتحسين كفاءة معالجة المياه. تعتمد هذه التقنية على الإنتاج المستمر لأيونات الحديد الثنائي (Fe²⁺) وبيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂) عبر الوسائل الكهروكيميائية، حيث يتفاعلان فورًا لتوليد جذور هيدروكسيل عالية النشاط، مما يؤدي إلى تحلل المركبات العضوية.

بشكل أساسي، تُنتج هذه العملية كواشف فنتون مباشرةً أثناء عملية التحليل الكهربائي. يقوم مبدأ تفاعل فنتون الكهربائي على إذابة الأكسجين على سطح مادة الكاثود المناسبة، مما يؤدي إلى توليد بيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂) كيميائيًا. يتفاعل بيروكسيد الهيدروجين الناتج مع محفز Fe²⁺ في المحلول لإنتاج عامل مؤكسد قوي، وهو جذور الهيدروكسيل (•OH)، من خلال تفاعل فنتون. وقد تأكد إنتاج جذور الهيدروكسيل (•OH) من خلال عملية فنتون الكهربائية عبر اختبارات التحليل الكيميائي وتقنيات التحليل الطيفي، مثل تقنية اصطياد الجذور الحرة. في التطبيقات العملية، تُستغل قدرة جذور الهيدروكسيل (•OH) القوية على الأكسدة غير الانتقائية لإزالة المركبات العضوية المقاومة بفعالية.

O2 + 2H+ + 2e → H2O2;

H2O2 + Fe2+ → [Fe(OH)2]2+ → Fe3+ + •OH + OH-.

تُستخدم تقنية إلكترو-فنتون بشكل أساسي في المعالجة الأولية للرشح من مدافن النفايات، والسوائل المركزة، ومياه الصرف الصناعي من قطاعات متنوعة كالصناعات الكيميائية والصيدلانية والمبيدات الحشرية والصباغة والنسيج والطلاء الكهربائي. ويمكن استخدامها بالتزامن مع معدات الأكسدة الكهروكيميائية المتقدمة لتحسين قابلية مياه الصرف للتحلل البيولوجي بشكل ملحوظ مع إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين (CODCr). كما تُستخدم هذه التقنية في المعالجة العميقة للرشح من مدافن النفايات، والسوائل المركزة، ومياه الصرف الصناعي من قطاعات متنوعة كالصناعات الكيميائية والصيدلانية والمبيدات الحشرية والصباغة والنسيج والطلاء الكهربائي، مما يُقلل الطلب الكيميائي للأكسجين (CODCr) مباشرةً للوفاء بمعايير التصريف. ويمكن أيضًا دمجها مع معدات إلكترو-فنتون النبضية لخفض التكاليف التشغيلية الإجمالية.