کاربرد فرایند انعقاد الکتریکی برای حذف فلز سنگین باریم از فاضلاب صنعتی - مقاله مروری

در دهه های اخیر آلودگی فاضلاب های صنعتی با فلزات سنگین یکی از مهم ترین چالش های محیط زیستی در جهان به شمار می آید. باریم به عنوان یکی از این فلزات به دلیل پایداری و تحرک بالا در محیط آبی تهدیدی جدی برای سلامت انسان و اکوسیستم ها محسوب می شود. در این پژوهش فرایند انعقاد الکتریکی به عنوان روشی نوین، کارآمد و دوستدار محیط زیست برای حذف یون های باریم از فاضلاب صنعتی بررسی شده است. این روش با استفاده از الکترودهای فداشونده آهنی و آلومینیومی و اعمال جریان مستقیم گونه های منعقد کننده را به صورت درجا تولید کرده و باعث ناپایدارسازی و رسوب دهی یون های باریم می شود. آزمایش ها در مقیاس آزمایشگاهی و در راکتور ناپیوسته طراحی شده اند. پارامترهای موثر شامل pH اولیه، چگالی جریان، زمان واکنش، فاصله بین الکترودها، نوع الکترود و تعداد الکترودها بررسی می گردد. غلظت باریم باقی مانده با استفاده از طیف سنجی نوری اندازه گیری شده و داده ها با نرم افزار Design Expert تحلیل می شوند تا شرایط بهینه حذف تعیین گردد. نتایج اولیه نشان داد که در شرایط بهینه pH خنثی و چگالی جریان متوسط راندمان حذف بیش از ۹۵ درصد قابل دستیابی است. همچنین بررسی مشخصه های لجن تولید شده با روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش اشعه ایکس، طیف سنجی فتوالکترون ایکس و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه نشان داد که مکانیزم اصلی حذف شامل ترکیب فرایندهای جذب سطحی، رسوب سازی و تشکیل کمپلکس های نامحلول باریم است. مقایسه این روش با سایر فناوری های متداول نظیر رسوب گذاری شیمیایی یا جذب سطحی بیانگر مزیت هایی چون کاهش مصرف مواد شیمیایی، تولید لجن کمتر و سهولت بهره برداری است. یافته های این پژوهش کاربرد صنعتی انعقاد الکتریکی را در تصفیه فاضلاب های حاوی فلزات سنگین به ویژه باریم تایید کرده و زمینه ساز توسعه سامانه های پایلوت و نیمه صنعتی برای تصفیه و بازیافت آب در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و متالورژی می باشد.

Keywords:

تصفیه فاضلاب , فلز , باریم , انعقاد الکتریکی , فاضلاب صنعتی , حذف فلز سنگین