تكنولوجيا معالجة المياه بالتحليل الكهربائي الدقيق

مع تقدم الأبحاث، أصبحت تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصناعي باستخدام التحليل الكهربائي الدقيق للحديد والكربون ناضجة بشكل متزايد. تكتسب تقنية التحليل الكهربائي الدقيق أهمية كبيرة في معالجة مياه الصرف الصناعي المتمردة وقد وجدت تطبيقًا واسع النطاق في الممارسة الهندسية.

مبدأ التحليل الكهربائي الدقيق واضح ومباشر نسبيًا؛ يستخدم تآكل المعادن لإنشاء خلايا كهروكيميائية لمعالجة مياه الصرف الصحي. تستخدم هذه الطريقة مخلفات الحديد كمواد خام، ولا تتطلب استهلاك موارد كهربائية، وبالتالي فهي تجسد مفهوم “معالجة النفايات بالنفايات”. على وجه التحديد، في العمود الكهربائي الداخلي لعملية التحليل الكهربائي الدقيق، غالبًا ما يتم استخدام مواد مثل نفايات الحديد والكربون المنشط كمواد مالئة. من خلال التفاعلات الكيميائية، يتم إنشاء أيونات مختزلة قوية Fe2+، والتي يمكن أن تقلل مكونات معينة في مياه الصرف الصحي التي تمتلك خصائص مؤكسدة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام Fe(OH)2 للتخثر في معالجة المياه، ويتمتع الكربون المنشط بقدرات الامتصاص، مما يؤدي إلى إزالة المركبات العضوية والكائنات الحية الدقيقة بشكل فعال. ولذلك، فإن التحليل الكهربائي الدقيق ينطوي على توليد تيار كهربائي ضعيف من خلال خلية كهروكيميائية من الحديد والكربون، مما يحفز نمو واستقلاب الكائنات الحية الدقيقة. الميزة الرئيسية لطريقة معالجة المياه بالتحليل الكهربائي الداخلي هي أنها لا تستهلك طاقة ويمكنها في نفس الوقت إزالة الملوثات والألوان المختلفة من مياه الصرف الصحي مع تحسين قابلية التحلل الحيوي للمواد المتمردة. تُستخدم تكنولوجيا معالجة المياه بالتحليل الكهربائي الدقيق عمومًا كطريقة معالجة مسبقة أو طريقة تكميلية جنبًا إلى جنب مع تقنيات معالجة المياه الأخرى لتعزيز قابلية المعالجة والتحلل الحيوي لمياه الصرف الصحي. ومع ذلك، فإن لها أيضًا عيوبًا، حيث يتمثل العيب الرئيسي في معدلات التفاعل البطيئة نسبيًا، وانسداد المفاعل، والتحديات في معالجة مياه الصرف الصحي عالية التركيز.

في البداية، تم تطبيق تقنية التحليل الكهربائي الدقيق للحديد والكربون على معالجة مياه الصرف الصحي والصباغة والطباعة، مما أدى إلى نتائج إيجابية. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء بحث وتطبيق مكثف في معالجة مياه الصرف الصحي الغنية بالعضوية الناتجة عن صناعة الورق، والأدوية، وفحم الكوك، ومياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة، والطلاء الكهربائي، والبتروكيماويات، ومياه الصرف الصحي المحتوية على المبيدات الحشرية، وكذلك مياه الصرف الصحي التي تحتوي على الزرنيخ والسيانيد. في معالجة مياه الصرف الصحي العضوية، لا يزيل التحليل الكهربائي الدقيق المركبات العضوية فحسب، بل يقلل أيضًا من COD ويعزز قابلية التحلل البيولوجي. فهو يسهل إزالة المجموعات المؤكسدة في المركبات العضوية من خلال الامتزاز، والتخثر، والاستخلاب، والترسيب الكهربائي، مما يخلق ظروفًا مواتية لمزيد من العلاج.

في التطبيقات العملية، أظهر التحليل الكهربائي الدقيق للحديد والكربون مزايا كبيرة وآفاق واعدة. ومع ذلك، فإن قضايا مثل الانسداد وتنظيم درجة الحموضة تحد من مواصلة تطوير هذه العملية. يحتاج المتخصصون في مجال البيئة إلى إجراء مزيد من الأبحاث لتهيئة ظروف أكثر ملاءمة لتطبيق تقنية التحليل الكهربائي الدقيق للحديد والكربون في معالجة مياه الصرف الصناعي واسعة النطاق.