در فرایند الکتروفنتون از الکتریسیته که یک منبع تمیز انرژی به شمار می آید استفاده میشود لذا آلودگی ثانویه وجود ندارد. فرایند الکتروفنتون شامل ترکیبی از مزیت های هر دو روش الکتروشیمیایی و فنتون است که هر دوی آن ها روش های قدرتمندی برای عملیات تصفیه محسوب می شوند. تحت عملیات الکتریکی با کمک گرفتن از روش فنتون رادیکال هیدروکسیل بیشتری تولید می شود و اکسیداسیون مواد زیستی به کربن دی اکسید در مدت زمان معینی بهبود می یابد.

فرایند الکتروفنتون از نظر نوع راهبری در چهار گروه طبقه بندی می گردد.

1-  یون آهن و H2O2 به طریق الکتریکی به ترتیب در سطح الکترود آند و الکترود کاتد تولید می شود.

2-  H2O2 به طور دستی به راکتور اضافه میشود، در حالیکه از یک الکترود آند آهن به عنوان منبع الکتریکی آهن استفاده می شود.

3-  یون آهن به صورت دستی به راکتور اضافه می شود و H2O2 از طریق انتشار اکسیژن در سطح الکترودهای کاتد تولید میشود.

4-    از معرف فنتون استفاده می شود.

در فرایند الکتروفنتون، واکنش های متعدد در سطح الکترودها به وقوع می پیوندد که از جمله مهم ترین این واکنش ها می توان به هیدرولیز آب و تولید رادیکال هیدروکسیل، به عنوان فراورده واکنش فنتون، در سطح الکترود آند اشاره کرد. که با تخریب آلاینده های موجود در پساب به افزایش کارایی فرایند فنتون کمک می­کنند. همچنین باز تولید یون های آهن در سطح آند می تواند با فراهم کردن یکی از مواد واکنش دهنده در فرایند فنتون به پیش روی بهتر فرایند کمک کند.

علاوه بر این می توان با تنظیم چگالی جریان از هیدرولیز آب مقدار بسیار زیادی یون OH وارد محیط واکنش کرد که با یون های فلزی حاصل از تجزیه آند واکنش داده و منجر به تولید عوامل منعقدکننده و هیدروکسیدهای فلزی می شوند. در نهایت این هیدروکسیدهای فلزی به همراه عوامل منعقدکننده می توانند سبب تجمع لخته های ناشی از مواد معلق یا جذب عوامل آلاینده های محلول در آب شوند و منجر به ناپایدارسازی، شناورسازی یا ته نشینی عوامل آلاینده گردند. همچنین هیدروکسیدهای فلزی آهن می توانند با فراهم شدن شرایط عملیاتی به عنوان واکنش دهنده، برای افزایش کارایی واکنش فنتون نیز مصرف گردند.

یکی از مسائل ضروری در سیستم الکتروفنتون بهبود تولید پراکسید هیدروژن می باشد. به همین منظور از مواد کربن فعال، اسفنج کربنی، کربن/ گرافیت فلت و ترکیب گرافیت و تفلون در ساختار الکترود کاتد استفاده میشود. این مواد به دلیل مزایایی از قبیل غیرسمی بودن، پایداری، هدایت الکتریکی بالا و مقاومت در برابر مواد شیمیایی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

شرکت باتاب صنعت اوژن در خصوص طراحی، ساخت و اجرای انواع پکیج های الکتروفنتون (EF) تمام اتوماتیک برای فاضلاب های با بار آلی بالا بصورت مونوپولار و دی پلار فعالیت می کند. خواهشمند است جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در بیسوکو تماس حاصل فرمایید.

الکتروفتون فرآیندی است که در آن از دو الکترود صفحه‌ای آهنی در مواجهه با پراکسید هیدروژن استفاده می‌شود که به وسیله سیم‌های رابط به دستگاهی دیجیتالی هم‌سو کننده جریان برق (DC Supply Power) متصل می‌باشند. البته این بدین معنا نیست که فقط و فقط از الکترود آهن بتوان در این فرآیند استفاده نمود. بلکه با توجه به مطالعات انجام شده در این زمینه می‌توان از الکترودهایی نظیر الماس دوپ شده با بور (BDD)، آلیاژ نیکل، تیتانیوم، روبیدیوم و غیره استفاده نمود که مستقیما رادیکال دلخواه ما را بدون دخالت مستقیم H₂O₂ تولید نماید. هم چنین شدت جریان و میزان ولتاژ عامل تعیین‌کننده‌ای در انتخاب این فرآیند می‌باشد. در این فرآیند معمولا برای بهبود خاصیت یونی و ایجاد هدایت الکتریکی فاضلاب از هیدروکسید سدیم به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. همچنین تنظیم pH در این فرآیند از ملزومات کارایی بهتر آن می‌باشد.

شمایی از فرآیند آزمایشگاهی الکتروفنتون با الکترود آهن و تزریق مستقیم هیدروژن پراکسید

شمایی از فرآیند آزمایشگاهی الکتروفنتون با الکترودهای BDD و نیکل در یک فرآیند پیوسته؛ (1) فوم نیکل شرکت کننده بعنوان کاتد (2) الکترود BDD شرکت کننده بعنوان آند (3) منبع تغذیه (4) تامین هوا (5) همزن مغناطیسی (6) پمپ پریستالتیک دوسر (7) جریان ورودی (8) جریان خروجی

پارامترهای مهم و تاثیرگذار در انجام فرآیند الکتروفنتون عبارتند از میزان غلظت آلاینده، pH، زمان تماس، شدت جریان، فاصله بین الکترودها، میزان ولتاژ، و غلظت هیدروژن پراکسید.

غلظت آلاینده یکی از پارامترهای مهم در فرآیند الکتروفنتون است و در غالب مطالعات مربوط به اکسیداسیون ترکیبات آلی افزایش غلظت آلاینده مورد مطالعه با کاهش کارایی فرآیند همراه بوده است. با افزایش غلظت اولیه آلاینده با توجه به ثابت بودن درجه اسیدي در تمام نمونه‌ها سرعت تجزیه در نمونه با غلظت کم، زیاد می‌شود و زمان مورد نیاز براي واکنش بین منعقدکننده و آلاینده بیشتر می‌شود و باعث افزایش کارایی حذف می‌گردد.

pH یک عامل موثر در واکنش های شیمیایی و بیوشیمیایی است. تاثیر pH اولیه محیط بسته به نوع فرآینده مورد استفاده و نوع آلاینده بسیار متفاوت است. در روش انعقاد الکتریکی با افزایش pH واکنش بین آهن و یون هیدروکسید به دلیل مکانیسم‌های اکسیداسیون در آند (1) و احیاء (2 و 3) به وجود می‌آید.

Fe_(s) → Fe²⁺_(aq) + 2e^–                                                                              (1)

H₂O → 2H²⁺ + 1/2O₂ + e^–                                                                     (2)

H⁺ + e^– → H₂(g)                                                                                   (3)

با توجه به معادله 4 حضور اکسیژن باعث اکسیداسیون Fe2+ محلول در آب به Fe3+ می‌گردد.

2Fe²⁺_(aq) + 0.5 O₂ + 2H⁺ → 2Fe³⁺ + H₂O                                              (4)

در فرآیند فنتون تولید یون هیدروکسید (OH-) بستگی به حضور یون‌های هیدروژن (H2+) دارد. لذا فرآیند الکتروفنتون مطابق معادله 5 در شرایط اسیدی به دلیل تشکیل یون فرو و قدرت اکسیدکنندگی رادیکال هیدروکسیل میزان حذف بیشتری خواهد داشت.

2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ → 2Fe³⁺ + 2H₂O + OH^–     (5)

زمان واکنش یکی از عوامل تأثیرگذار در انجام فرآیندهاي اکسیداسیون است. رابطه حذف رنگ با زمان به واکنش بین منعقدکننده و آلاینده مرتبط می‌باشد به طوري که افزایش زمان باعث افزایش مقدار آهن اکسید شده و تشکیل رسوبات و لخته‌هاي هیدروکسیدآهن Fe(oH)₃درفرآیند الکتروشیمیایی جهت حذف آلاینده می‌گردد. از طرفی با توجه به قانون فارادی نسبت مستقیمی بین میزان انعقاد تشکیل شده و زمان واکنش وجود دارد و با افزایش زمان، میزان انعقاد در دسترس بیشتر بوده و در نتیجه منجر به افزایش راندمان می‌گردد

جریان اعمال شده به سلول الکتریکی یکی دیگر از عوامل اساسی در بهره‌برداري از فرآیند الکتروشیمیایی می‌باشد. افزایش شدت جریان، باعث افزایش دانسیته حباب‌هاي تشکیل شده و کاهش اندازه آنها می‌شود. همچنین این افزایش دانسیته باعث تشکیل رسوبات و لخته‌های هیدروکسید آهن Fe(oH)₃ در فرآیند می‌شود. افزایش مقدار این دو ماده با افزایش کارایی فرآیند الکتروشیمیایی تأثیر مستقیم دارد. این عامل از طریق تأثیر بر واکنش‌هاي سطح الکترود و همچنین، میزان یون‌هایی که از سطح الکترود آزاد می‌شود بر سرعت واکنش‌هاي الکتروشیمیایی تأثیرگذار است. بنابراین تعیین جریان یهینه در فرآیندهاي الکتریکی امري ضروري است. با افزایش جریان اعمال شده بر فرآیند، بازده حذف رنگ افزایش می‌یابد که دلیل افزایش بازده را می‌توان تحت تأثیر واکنش‌هایی که ضمن انجام فرآیند در کاتد و آند به وقوع می‌پیوندد، تفسیر کرد .

افزایش فاصله بین الکترودها در جریان ثابت، ولتاژ اولیه را در میزان دانسیته یکسان به دلیل افزایش مقاومت بین الکترودها افزایش می‌دهد. در نتیجه رسانایی محلول کم می‌شود و میزان جریان مصرفی کاهش می‌یابد که این کاهش جریان سبب عدم تولید یون‌هاي آهن و هیدروکسیل به مقدار کافی براي تشکیل لخته و حذف آلاینده است. همچنین، با افزایش فاصله بین الکترودها انتظار می‌رود که از یک طرف برخورد کمتري بین یون‌هاي آهن تولیدي با یون‌هاي هیدروکسیل به وقوع  بپیوندد و لخته‌هاي کمتري تشکیل شود و از طرف دیگر برخورد مولکول آلاینده با پلیمرهاي هیدروکسیدي کاهش یابد، در نتیجه جذب الکترواستاتیک کاهش و بازده حذف آلاینده کم می‌شود.

طبق واکنش فنتون، با افزایش غلظت پراکسید هیدروژن، مقدار رادیکال هیدروکسیل در محیط افزایش یافته و به دنبال آن، میزان تجزیه و بازده حذف آلاینده افزایش می‌یابد. از طرفی پراکسید هیدروژن در غلظت‌هاي زیاد اثر بازدارندگی در تولید هیدروکسیل داشته و موجب کاهش سرعت و بازده در تخریب رنگ می‌شود.

شرکت باتاب صنعت اوژن (BSOCO) با تکیه بر متخصصین و مهندسین امر در ارائه خدمات مربوط به سیستم الکتروفنتون نظیر مشاوره تصفیه خانه فاضلاب ، طراحی فرآیند، طراحی سازه، نقشه های PFD، P&ID، Site Plan، دفترچه محاسبات فرآیندی، دیتاشیت مربوط به واحدهای فرآیندی، فلسفه کنترل، محاسبات هیدرولیکی جریان مایع، پروفیل هیدرولیکی، پایپینگ لیست (Piping list)، اجرا و راه اندازی آن با آخرین تکنولوژی های روز دنیا و استانداردهای طراحی معتبر می تواند شما را در پیشبرد پروژه تان کمک نماید.

همچنین این شرکت در زمینه بهره برداری و نگهداری از تاسیسات تصفیه خانه و کنترل ملاحظات فرآیندی جهت حفظ استانداردهای زیست محیطی و تامین تجهیزات لازم با قیمت مناسب (مهندسی خرید) و تعمیر تجهیزات مستهلک تصفیه خانه فعالیت می نماید.

لذا جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک و با همکاران ما در شرکت تماس برقرار نمایید.

شرکت باتاب صنعت اوژن (BSOCO) همواره در مسیر حفظ حقوق مشتری گام برداشته و بزرگترین سرمایه خود را رضایت این عزیزان می داند.