في العالم، لكل شيء إيجابياته وسلبياته. فتقدم المجتمع وتحسين مستوى معيشة الناس يؤديان حتمًا إلى تلوث البيئة. ومياه الصرف الصحي إحدى هذه المشاكل. فمع التطور السريع لصناعات مثل البتروكيماويات والمنسوجات وصناعة الورق والمبيدات الحشرية والأدوية والمعادن وإنتاج الأغذية، ازداد إجمالي تصريف مياه الصرف الصحي بشكل ملحوظ في جميع أنحاء العالم. علاوة على ذلك، غالبًا ما تحتوي مياه الصرف الصحي على تركيزات عالية، وسمية عالية، وملوحة عالية، وعناصر ملونة عالية، مما يصعب تحللها ومعالجتها، مما يؤدي إلى تلوث مائي خطير.
للتعامل مع الكميات الكبيرة من مياه الصرف الصناعي المُنتَجة يوميًا، استخدم الناس أساليب متنوعة، تجمع بين الأساليب الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، بالإضافة إلى استخدام قوى مثل الكهرباء والصوت والضوء والمغناطيسية. تُلخّص هذه المقالة استخدام "الكهرباء" في تقنية معالجة المياه الكهروكيميائية لمعالجة هذه المشكلة.
تشير تقنية معالجة المياه الكهروكيميائية إلى عملية تحلل الملوثات في مياه الصرف الصحي من خلال تفاعلات كهروكيميائية محددة، أو عمليات كهروكيميائية، أو عمليات فيزيائية داخل مفاعل كهروكيميائي محدد، تحت تأثير أقطاب كهربائية أو مجال كهربائي مُطبق. تتميز الأنظمة والمعدات الكهروكيميائية بالبساطة النسبية، وصغر حجمها، وانخفاض تكاليف تشغيلها وصيانتها، ومنع التلوث الثانوي بفعالية، وتوفير تحكم عالي في التفاعلات، ودعم الأتمتة الصناعية، مما يجعلها تُوصف بأنها تقنية "صديقة للبيئة".
تشمل تقنية معالجة المياه الكهروكيميائية تقنيات متنوعة، مثل التخثير الكهربائي-التعويم الكهربائي، والتحليل الكهربائي، والامتصاص الكهربائي، والفينتون الكهربائي، والأكسدة المتقدمة بالتحفيز الكهربائي. تتنوع هذه التقنيات، ولكل منها تطبيقاتها ومجالاتها المناسبة.
التخثير الكهربائي-التعويم الكهربائي
التخثر الكهربائي، في الواقع، هو تعويم كهربائي، إذ تحدث عملية التخثر بالتزامن مع التعويم. لذلك، يمكن الإشارة إليه إجمالاً باسم "التخثر الكهربائي-التعويم الكهربائي".
تعتمد هذه الطريقة على تطبيق جهد كهربائي خارجي، يُولّد كاتيونات قابلة للذوبان عند الأنود. لهذه الكاتيونات تأثير تخثر على الملوثات الغروانية. في الوقت نفسه، تُنتَج كمية كبيرة من غاز الهيدروجين عند الكاثود بتأثير الجهد، مما يُساعد المادة المُتَخَلِّطة على الصعود إلى السطح. بهذه الطريقة، يُحقِّق التخثير الكهربائي فصل الملوثات وتنقية المياه من خلال تخثر الأنود وتعويم الكاثود.
باستخدام معدنٍ كأنودٍ قابلٍ للذوبان (عادةً الألومنيوم أو الحديد)، تعمل أيونات Al3+ أو Fe3+ المُولَّدة أثناء التحليل الكهربائي كمُخثِّراتٍ كهربائية. تعمل هذه المُخثِّرات عن طريق ضغط الطبقة الغروانية المزدوجة، وزعزعة استقرارها، وربط الجسيمات الغروانية والتقاطها من خلال:
Al -3e← Al3+ أو Fe -3e← Fe3+
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ أو 4Fe2+ + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH-
من جهة، يُشار إلى مُخثر M(OH)n المُتشكل بالكهرباء باسم مُركبات هيدروكسين بوليمرية قابلة للذوبان، ويعمل كعامل تخثر لتخثر المُعلقات الغروانية (قطرات الزيت الدقيقة والشوائب الميكانيكية) في مياه الصرف الصحي بسرعة وفعالية، مع ربطها وربطها لتشكيل تكتلات أكبر، مما يُسرّع عملية الفصل. من جهة أخرى، تُضغط الغرويات بتأثير الإلكتروليتات مثل أملاح الألومنيوم أو الحديد، مما يؤدي إلى التخثر من خلال تأثير كولومبيك أو امتصاص المُخثرات.
على الرغم من أن النشاط الكهروكيميائي (عمر التخثر) لمواد التخثر النشطة كهربائيًا لا يتجاوز بضع دقائق، إلا أنها تؤثر بشكل كبير على جهد الطبقة المزدوجة، مما يُحدث تأثيرات تخثر قوية على الجسيمات الغروانية أو الجسيمات العالقة. ونتيجةً لذلك، فإن قدرتها على الامتصاص ونشاطها أعلى بكثير من الطرق الكيميائية التي تتضمن إضافة كواشف ملح الألومنيوم، كما أنها تتطلب كميات أقل وتكاليف أقل. لا يتأثر التخثر الكهربائي بالظروف البيئية أو درجة حرارة الماء أو الشوائب البيولوجية، ولا يخضع لتفاعلات جانبية مع أملاح الألومنيوم وهيدروكسيدات الماء. لذلك، يتميز بنطاق واسع من درجة الحموضة (pH) لمعالجة مياه الصرف الصحي.
بالإضافة إلى ذلك، يُسرّع إطلاق فقاعات صغيرة على سطح الكاثود تصادم وانفصال الغرويات. تتميز الأكسدة الكهربائية المباشرة على سطح الأنود والأكسدة الكهربائية غير المباشرة لـ Cl- إلى كلور نشط بقدرات أكسدة قوية على المواد العضوية القابلة للذوبان والمواد غير العضوية القابلة للاختزال في الماء. يتمتع الهيدروجين المُولّد حديثًا من الكاثود والأكسجين من الأنود بقدرات أكسدة واختزال قوية.
نتيجةً لذلك، تُعدّ العمليات الكيميائية التي تحدث داخل المفاعل الكهروكيميائي معقدةً للغاية. ففي المفاعل، تحدث عمليات التخثر الكهربائي، والتعويم الكهربائي، والأكسدة الكهربائية جميعها في آنٍ واحد، مما يُحوّل ويزيل بفعالية كلاً من الغرويات المذابة والملوثات العالقة في الماء من خلال التخثر، والتعويم، والأكسدة.
مصدر طاقة تيار مستمر كهروكيميائي من Xingtongli GKD45-2000CVC
سمات:
1. مدخل تيار متردد 415 فولت ثلاثي الطور
2. تبريد الهواء القسري
3. مع وظيفة التصعيد
4. مع عداد أمبير ساعة ومرحل الوقت
5. جهاز تحكم عن بعد مزود بأسلاك تحكم بطول 20 مترًا
صور المنتج:
وقت النشر: ٨ سبتمبر ٢٠٢٣
