(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) oluşur. Fe (0), çözünmüş 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 birleşerek metal hidroksitleri oluşturabilir. Bu türlerin oluşum hızı, oluşumları elektron transferi ile sınırlı olduğundan, uygulanan akım yoğunluğu ile doğrudan ilişkilidir. Oluşumlarından sonra metal iyonları ve metal hidroksitler pıhtılaşma sürecinde pıhtılaştırıcı görevi görür. pH, oluşan metal iyon komplekslerinin (Fe(OH)2+, Fe(OH)4-) türleşmesini belirlediğinden, EC muamelesinde önemli bir faktördür. Fe(OH)3 , Fe2(OH)2 4+), şekil 1.2'de gösterildiği gibi, ve polariteleri nedeniyle kirleticileri çekerler. Bu komplekslerin çoğu suda zayıf bir şekilde çözünür ve bu nedenle çökelir ve sudaki kirleticileri çeker.
EC tedavisinde meydana gelen reaksiyonlara genel bir bakış Şekil 1.1'de verilmiştir.
Şekil 1‑2 Metal kompleksler Al ve Fe elektrokoagülasyon sırasında oluşturuldu
2. AB avantajları
Teknolojinin gücü, çok çeşitli kirleticilerin ortadan kaldırılmasıdır:
- KOİ / BOİ
- Metal ve ağır metal iyonları
- Askıda katı maddeler
- Fosfatlar
- Koloidal katılar
- Renkli bileşikler
- Çözünmüş katılar
- Sürfaktanlar
- Yağ, Yağ ve Gres
- Silika
- Sertlik
- Dizel
- Karmaşık organik bileşikler
- Bakteriler ve virüsler
Elektrokoagülasyonun, uzaklaştırılabilen çok çeşitli kirleticilere ek olarak avantajları şunlardır:
- Ekstra kimyasal ilavesi yok
- Daha az çamur üretimi
- Çamurun susuzlaştırılması kolaydır (%60'a kadar DM), kimyasal eklenmeden
- Klasik fiziksel-kimyasal ön işleme göre daha düşük CAPEX ve OPEX
- Öğeleri hareket ettirmeden basit ekipman
- Renksiz ve kokusuz işlem
- İyi yerleşme kümeleri
- En küçük kolloidler bile çıkarıldı
- Düşük enerji kullanımı
- Basit çökeltme ile çamur ayırma
- Konteyner içinde kompakt yapı, tak & amp; oyna
- Düşük ayak izi
Atık suyun türüne bağlı olarak, teknoloji bir ZLD sisteminde şu şekilde uygulanabilir:
- Parlatma ön işlemi
- Tedavi sonrası
Şekil 2‑1 EC ile renk giderme
Dikkat çekici nokta
Performans ve enerji verimliliği, elektrokoagülasyon hücresinin konfigürasyonuna ve anotların bağlantısına bağlı olmakla birlikte, elektrot&çözelti arayüzünde meydana gelen reaksiyonlarla da ilgilidir.
Özellikle, pasif filmlerin veya oksitlerin oluşumu, çözünmeyi engeller ve anot-çözelti arayüzündeki yük transfer reaksiyonunu kısıtlar ve bu, aşırı elektrik tüketimine yol açar ve işlemin enerji verimliliğini azaltır. Aşırı enerji tüketimi, çözünmede tekdüzelik ve anotların kirlenmesi meydana gelebilecek başlıca problemlerdir.
EColoRO bilgi birikimi ile QStone Capital ve Lenntech, tasarımı hidrolik ve elektriksel çözümler açısından optimize ederek bu sorunların üstesinden gelmeyi başardı.
3. AB sistemi
Elektrokoagülasyon reaktörü, atık suyu elektrokimyasal olarak arıtan reaktördür. İşlem KOİ/BOİ partiküllerini, Silika, TSS, Bulanıklık, Ağır metaller, Sertlik, kısmen nitrojen bileşenleri, fosfat ve rengi giderecektir. Tüm bu bileşenler pıhtılaşma yumaklarında tutulacak ve çökeltme veya yüzdürme yoluyla sudan uzaklaştırılacaktır.
Genel olarak, elektrokoagülasyon ünitesi şunlardan oluşur:
- Tarama ve etkisizleştirme
- EC reaktörü
- Pıhtılaşma tankı
- Yüzdürme veya çökeltme birimi
- Tuz/kimyasal depolama kabı + dozlama pompaları
- Gerekli akımı sağlayan invertörler
- Harici filtre pres/susuzlaştırma sistemi
4. Uygulama
Kirleticilerin uzaklaştırılmasının çeşitliliği göz önüne alındığında, EC teknolojisi aşağıdaki sektör türlerine uygulanabilir:
- Tekstil
- Kağıt hamuru ve kağıt
- Otomotiv
- Kimyasal ve farmasötik
- Kozmetik ve deterjanlar
- Havaalanları
- Resim
- Katı atık
- Plastik
- Bira ve şarap imalathaneleri
- Mezbahalar
- Yurtiçi ve Otel
- Meyveler ve sebzeler
- Balast suyu arıtma
- Soğutma 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
Şekil 5‑3 Uganda'daki bir bira fabrikasına teslim edilen EC sisteminin iç görünümü
Örnek 3. Hollanda'daki endüstriyel katı atık işleyicisi
- Besleme: süzülerek depolama sahası (alt kül ve dip tarama çöpü)
- Kapasite: 25 m3/sa
- Hedef: ağır metal kaldırma
Şekil 5‑4 Çöp suyu arıtma tesisi
Örnek 4. Hollanda'daki endüstriyel katı atık işleyicisi
- Besleme: süzülerek depolama sahası (alt kül ve dip tarama çöpü)
- Kapasite: 25 m3/sa
- Hedef: ağır metal kaldırma
Şekil 5‑5 Katı atık yakma işleminden kaynaklanan küller
Örnek 5. Tamil Nadu, Hindistan'daki tekstil boyama fabrikası
- Feed: Tekstil boyama & yıkama işlemi
- Kapasite: 25 m3/sa
- Hedef: KOİ, renk, sertlik giderme
Şekil 5-6 EC sistemi Hindistan'da devreye alındı
Şekil 5‑7 Tekstil atık suyunda renk giderme
6. Arka plan geçmişi
QStone ve EColoRO, 2019'dan beri Asya'da EC uygulaması üzerinde birlikte çalışıyor. EColoRO ne yazık ki 2020'de iflas başvurusu yapmak zorunda kaldığında, QStone, EColoRO'nun kurucularının katılımıyla bir kardeş şirket olan QStone EC Su Arıtma Çözümleri'ni kurdu. ve EColoRO'nun eski kıdemli proses mühendisini maaş bordrosuna aldı.
2021'de QStone EC ve Lenntech, Avrupa ve ötesinde EC su arıtma teknolojisinin daha da yaygınlaştırılmasını geliştirmek için işbirliği yapmaya başladı.