(Atık) su arıtımı için elektrokoagülasyon (EC)
1. Sürecin arkasındaki teori
Fe plakalarına elektrik akımı uygulandığında (aynısı Al için de geçerlidir), feda edilen Fe (0) anotlarının çözünmesi nedeniyle yerinde Fe hidroksit tuzları (Fe çökeltisi) oluÅŸur. Fe (0), çözünmüÅŸ Fe (II)'ye oksitlenir ve daha sonra Fe (III)'e oksitlenir. Su, katotta hidrojen gazına (H2) ve hidroksil iyonlarına (OH-) indirgenir ve bu hidroksil iyonları metal iyonlarıyla birleÅŸerek metal hidroksitleri oluÅŸturabilir. Bu türlerin oluÅŸum hızı, oluÅŸumları elektron transferi ile sınırlı olduÄŸundan, uygulanan akım yoÄŸunluÄŸu ile doÄŸrudan iliÅŸkilidir. OluÅŸumlarından sonra metal iyonları ve metal hidroksitler pıhtılaÅŸma sürecinde pıhtılaÅŸtırıcı görevi görür. pH, oluÅŸan metal iyon komplekslerinin (Fe(OH)2+, Fe(OH)4-) türleÅŸmesini belirlediÄŸinden, EC muamelesinde önemli bir faktördür. Fe(OH)3 , Fe2(OH)2 4+), ÅŸekil 1.2'de gösterildiÄŸi gibi, ve polariteleri nedeniyle kirleticileri çekerler. Bu komplekslerin çoÄŸu suda zayıf bir ÅŸekilde çözünür ve bu nedenle çökelir ve sudaki kirleticileri çeker.
EC tedavisinde meydana gelen reaksiyonlara genel bir bakış Şekil 1.1'de verilmiştir.
Åžekil 1‑2 Metal kompleksler Al ve Fe elektrokoagülasyon sırasında oluÅŸturuldu
2. AB avantajları
Teknolojinin gücü, çok çeÅŸitli kirleticilerin ortadan kaldırılmasıdır:
- KOÄ° / BOÄ°
- Metal ve ağır metal iyonları
- Askıda katı maddeler
- Fosfatlar
- Koloidal katılar
- Renkli bileÅŸikler
- ÇözünmüÅŸ katılar
- Sürfaktanlar
- YaÄŸ, YaÄŸ ve Gres
- Silika
- Sertlik
- Dizel
- Karmaşık organik bileşikler
- Bakteriler ve virüsler
Elektrokoagülasyonun, uzaklaÅŸtırılabilen çok çeÅŸitli kirleticilere ek olarak avantajları ÅŸunlardır:
- Ekstra kimyasal ilavesi yok
- Daha az çamur üretimi
- Çamurun susuzlaÅŸtırılması kolaydır (%60'a kadar DM), kimyasal eklenmeden
- Klasik fiziksel-kimyasal ön iÅŸleme göre daha düÅŸük CAPEX ve OPEX
- ÖÄŸeleri hareket ettirmeden basit ekipman
- Renksiz ve kokusuz iÅŸlem
- Ä°yi yerleÅŸme kümeleri
- En küçük kolloidler bile çıkarıldı
- DüÅŸük enerji kullanımı
- Basit çökeltme ile çamur ayırma
- Konteyner içinde kompakt yapı, tak & amp; oyna
- DüÅŸük ayak izi
Atık suyun türüne baÄŸlı olarak, teknoloji bir ZLD sisteminde ÅŸu ÅŸekilde uygulanabilir:
- Parlatma ön iÅŸlemi
- Tedavi sonrası
Şekil 2‑1 EC ile renk giderme
Dikkat çekici nokta
Performans ve enerji verimliliÄŸi, elektrokoagülasyon hücresinin konfigürasyonuna ve anotların baÄŸlantısına baÄŸlı olmakla birlikte, elektrot&çözelti arayüzünde meydana gelen reaksiyonlarla da ilgilidir.
Özellikle, pasif filmlerin veya oksitlerin oluÅŸumu, çözünmeyi engeller ve anot-çözelti arayüzündeki yük transfer reaksiyonunu kısıtlar ve bu, aşırı elektrik tüketimine yol açar ve iÅŸlemin enerji verimliliÄŸini azaltır. Aşırı enerji tüketimi, çözünmede tekdüzelik ve anotların kirlenmesi meydana gelebilecek baÅŸlıca problemlerdir.
EColoRO bilgi birikimi ile QStone Capital ve Lenntech, tasarımı hidrolik ve elektriksel çözümler açısından optimize ederek bu sorunların üstesinden gelmeyi baÅŸardı.
3. AB sistemi
Elektrokoagülasyon reaktörü, atık suyu elektrokimyasal olarak arıtan reaktördür. Ä°ÅŸlem KOÄ°/BOÄ° partiküllerini, Silika, TSS, Bulanıklık, Ağır metaller, Sertlik, kısmen nitrojen bileÅŸenleri, fosfat ve rengi giderecektir. Tüm bu bileÅŸenler pıhtılaÅŸma yumaklarında tutulacak ve çökeltme veya yüzdürme yoluyla sudan uzaklaÅŸtırılacaktır.
Genel olarak, elektrokoagülasyon ünitesi ÅŸunlardan oluÅŸur:
- Tarama ve etkisizleÅŸtirme
- EC reaktörü
- Pıhtılaşma tankı
- Yüzdürme veya çökeltme birimi
- Tuz/kimyasal depolama kabı + dozlama pompaları
- Gerekli akımı saÄŸlayan invertörler
- Harici filtre pres/susuzlaştırma sistemi
4. Uygulama
Kirleticilerin uzaklaÅŸtırılmasının çeÅŸitliliÄŸi göz önüne alındığında, EC teknolojisi aÅŸağıdaki sektör türlerine uygulanabilir:
- Tekstil
- Kağıt hamuru ve kağıt
- Otomotiv
- Kimyasal ve farmasötik
- Kozmetik ve deterjanlar
- Havaalanları
- Resim
- Katı atık
- Plastik
- Bira ve ÅŸarap imalathaneleri
- Mezbahalar
- Yurtiçi ve Otel
- Meyveler ve sebzeler
- Balast suyu arıtma
- SoÄŸutma kuleleri
5. Tam sistem örnekleri
Standartlaştırılmış merkezi olmayan sistemler, tedavi edilecek akışa dayanır:
- 25-50 m3/ Gün – 20 fitlik konteyner
- 100-300 m3/ Gün – 20 fitlik konteyner
- 300-500 m3/ Gün – 40 fitlik konteyner
- 500 m.'den yüksek3/ Gün – Birkaç 40 fitlik konteyner
Örnek 1. 1 m3/h
pilot tesisi
Şekil 5‑1 EColoRO pilotu
Örnek 2. Uganda'daki bira fabrikası
- Besleme: anaerobik atık
- Kapasite: 25 m3/sa
- Hedef: Fosfatların giderilmesi
Uganda'daki bir bira fabrikasına kurulan Şekil 5‑2 EC sistemi
Åžekil 5‑3 Uganda'daki bir bira fabrikasına teslim edilen EC sisteminin iç görünümü
Örnek 3. Hollanda'daki endüstriyel katı atık iÅŸleyicisi
- Besleme: süzülerek depolama sahası (alt kül ve dip tarama çöpü)
- Kapasite: 25 m3/sa
- Hedef: ağır metal kaldırma
Åžekil 5‑4 Çöp suyu arıtma tesisi
Örnek 4. Hollanda'daki endüstriyel katı atık iÅŸleyicisi
- Besleme: süzülerek depolama sahası (alt kül ve dip tarama çöpü)
- Kapasite: 25 m3/sa
- Hedef: ağır metal kaldırma
Åžekil 5‑5 Katı atık yakma iÅŸleminden kaynaklanan küller
Örnek 5. Tamil Nadu, Hindistan'daki tekstil boyama fabrikası
- Feed: Tekstil boyama & yıkama işlemi
- Kapasite: 25 m3/sa
- Hedef: KOÄ°, renk, sertlik giderme
Şekil 5-6 EC sistemi Hindistan'da devreye alındı
Şekil 5‑7 Tekstil atık suyunda renk giderme
6. Arka plan geçmiÅŸi
QStone ve EColoRO, 2019'dan beri Asya'da EC uygulaması üzerinde birlikte çalışıyor. EColoRO ne yazık ki 2020'de iflas baÅŸvurusu yapmak zorunda kaldığında, QStone, EColoRO'nun kurucularının katılımıyla bir kardeÅŸ ÅŸirket olan QStone EC Su Arıtma Çözümleri'ni kurdu. ve EColoRO'nun eski kıdemli proses mühendisini maaÅŸ bordrosuna aldı.
2021'de QStone EC ve Lenntech, Avrupa ve ötesinde EC su arıtma teknolojisinin daha da yaygınlaÅŸtırılmasını geliÅŸtirmek için iÅŸbirliÄŸi yapmaya baÅŸladı.