Elektrokoagulacio

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Salti al navigilo Salti al serĉilo

Elektrokoagulacio (EK), estas rapide kreskanta areon de kloakaĵa procezado, alinome radifrekvanca diathermy (mi petas tradukon de tiu cxi vorto)mallonga onda elektrolizo, estas tekniko uzita por lava akvo trakto, kloakajxo (wastewater) trakto, industria pretigita akvon kaj kuraca trakto. Elektro-bazita electrocoagulation teknologio forigas contaminants kiu estas ĝenerale pli malfacila forigi de filtration aŭ kemiaj traktaj sistemoj, kiel emulsified petrolo, totalaj naftaj hidrokarbonoj, obstina organics, interrompita solidojn kaj pezaj metaloj. Estas multaj markoj de electrocoagulation aparatoj havebla kaj ili povas varii en komplekseco de simpla anodo kaj cathode al multe pli kompleksaj aparatoj kun kontrolo super elektrodaj potencialoj, passivation, anoda konsumo, ĉela REDOX potencialoj tiel kiel la enkonduko de ultrasonic sono, ultraviola lumo kaj gamo de gasoj kaj reactants atingi laŭdiran Avantagxa Oxidation Procezoj por obstinarecalcitrant organikaj substancoj. 

Kuraca traktado[redakti | redakti fonton]

bona drata enketo aŭ alia livera mekanismo estas uzita elsendi radiajn ondojn al histoj proksime al la enketo. Molekuloj ene de la histo estas kaŭzita vibri tion kio gvidas al rapida pliigo de la temperaturo, kaŭzanta koaguliĝon de la proteinoj ene de la histo, efike mortiganta la histon. Ĉe pli alta funkciigita aplikojn, plene desiccation de histo eblas.

Akva trakto[redakti | redakti fonton]

Kun la plej lastaj teknologioj, redukto de elektraj postuloj kaj miniaturization de la devita potencajn provizojn, ECaj sistemoj nun fariĝis malaltekostaj por akva trakto fabrikejoj kaj industriaj procezoj tutmonde. [Tria-partia fonto devis][1]

Fono[redakti | redakti fonton]

Electrocoagulation ("electro", signifanta apliki elektran akuzon akvi kaj "koaguliĝo", signifanta la procezon ŝanĝi la partetan surfacan akuzon, permesanta interrompitan aferon formi agglomeration) estas altnivela kaj ekonomia akvo trakta teknologio. Ĝi efike forigas interrompita solidojn al sub-micrometre niveloj, rompas emulsions kiel petrolo kaj graso aŭ latex kaj oxidizes kaj eliminas pezajn metalojn de akvo sen la uzo de filtriloj aŭ la aldono de apartigaj kemiaĵoj[2]

Larĝa gamo de wastewater traktaj teknikoj estas konata, kiu inkluzivas biologiajn procezojn por nitrification, denitrification kaj forsfora forigo, tiel kiel gamo de physico-kemiaj procezoj kiu postulas kemian aldonon. La ofte uzita physico-kemiaj traktaj procezoj estas filtration, aero malkovranta, jona interŝanĝo, kemia pluvokvanto, kemia oxidation, karbona adsorbado, ultrafiltration (UF), inversa osmosis (RO), electrodialysis, volatilization kaj gaso malkovranta.

Utiloj[redakti | redakti fonton]

  • Mekanika Filtration adresoj nur du aferoj en lava rako lava akvo: interrompitaj solidoj pli granda ol 30µm kaj libera petrolo kaj graso.  Emulsified petrolo kaj grasa afero difekto al la amaskomunikilaraj filtriloj, rezultanta en tre altaj daŭrigadaj kostoj. Electrocoagulation traktas ajnan grandecon de interrompitaj solidoj (inkluzivanta detruan >30µm partetoj kaj pezaj metaloj kiu povas porti-kaj-larma premo washers kaj prezenti ekologian kaj dungita danĝero). 
  • Kemia trakto traktas interrompita solidojn, petrolo kaj graso kaj kelkaj pezaj metaloj—sed povas postuli ĝis tri polymer kaj multobla pH ŝanĝoj por konvena trakto. Ĉi tiu teknologio postulas la aldonon de kemiaĵoj rezultanta en altekosta, messy kaj laborista-intensa trakto. Tio ĉi pretigas ankaŭ postulas aldonon de kunpremita aeron por floatation de koaguliĝita contaminants. Ĝenerale filtration estas ankaŭ postulita kiel poŝto-trakta fazo por poluranta. Electrocoagulation postulas neniujn filtrilojn, ne ĉiutaga daŭrigado, neniuj aldonaĵoj kaj forigas ajnan grandecon de interrompitaj solidoj, petrolo, graso kaj pezaj metaloj.

Teknologio[redakti | redakti fonton]

Trakto de wastewater kaj lava akvo de EC estis praktikadita por plejparto de la 20a jarcento kun kreskanta populareco. En la lasta jardeko, ĉi tiu teknologio estis ĉiufoje pli uzita en Usono, Sud-Ameriko kaj Eŭropo por trakto de industria wastewater enhavanta metalojn.[3] Ĝi ankaŭ estis notita ke en Nord-Amerika EC estis uzita unuavice trakti wastewater de pulpo kaj paperaj industrioj, minindustria kaj metalo-pretiganta industriojn. Granda unu-mil galjono por eta malvarmiga turo apliko en El Paso, Teksaso ilustras electrocoagulations kreskanta rekonon kaj akcepton al la industria komunumo. Krome, EC estis aplikita trakti akvon enhavanta nutrovaran malŝparon, petrolaj malŝparoj, tinkturoj, marinas, publika transito, lava akvo, inko, interrompita partetojn, kemia kaj mekanika poluranta malŝparon, organika afero de terŝtopaĵo leachates, defluorination de akvo, sinteza lesivo effluents kaj solvoj enhavanta pezajn metalojn.[4][5]

Koaguliĝa procezado[redakti | redakti fonton]

Koaguliĝo estas unu el la plej grava physio-kemiaj reagoj uzita en akva trakto. La pluvokvanto de jonoj (pezaj metaloj) kaj colloids (organika kaj neorganika) estas plejparte tenita en solvo de elektraj akuzoj. De la aldono de jonoj kun kontraŭaj akuzoj, ĉi tiuj colloids povas esti malstabiligita; koaguliĝo povas esti atingita de kemiaj aŭ elektraj metodoj. La coagulant estas aldonita en la formo de taŭgaj kemiaj substancoj. Alum [Al2(SO4)3.18H2O] estas tia kemia substanco, kiu estis ĝenerale uzita por aĝoj[kiam?] Por wastewater trakto.

La mekanismo de koaguliĝo estis la temo de kontinua revizio. Ĝi estas ĝenerale akceptita[citaĵon devis] ke koaguliĝo estas alportita pri unuavice de la redukto de la pura surfaca akuzo al punkto kie la colloidal partetoj, antaŭe stabiligita de electrostatic repulsion, povas alproksimiĝi proksime sufiĉan por furgono der Waals fortoj teni ilin kune kaj permesi agregon. La redukto de la surfaca akuzo estas sekvo de la malkresko de la repulsive potencialo de la elektra duobla tavolo de la ĉeesto de elektrolizaĵo havanta kontraŭan akuzon. En la ECa procezo, la coagulant estas produktita en situ de elektroliza oxidation de konvena anoda materialo. En ĉi tiu procezo, akuzis ionic speciaj—metaloj aŭ alie—estas forigita de wastewater de permesanta ĝin reagi kun jono havanta kontraŭan akuzon aŭ kun floc de metala hydroxides produktita ene de la effluent.

Electrocoagulation proponas alternativan al la uzo de metalaj salojpolymers kaj polyelectrolyte aldono por rompanta stabilan emulsions kaj interrompoj. La teknologio forigas metalojn, colloidal solidoj kaj partetoj kaj solveblaj neorganikaj malpurigaĵoj de akvoplena amaskomunikilaro de enkondukanta tre akuzita polymeric metalo hydroxide specio. Ĉi tiu specio sendanĝerigas la electrostatic akuzoj sur interrompitaj solidoj kaj petrolaj gutetoj faciligi agglomeration aŭ koaguliĝon kaj rezulta apartigo de la akvoplena fazo. La trakto instigas la pluvokvanton de certaj metaloj kaj saloj.

"Kemia koaguliĝo estis uzita por jardekoj malstabiligi interrompojn kaj realigi pluvokvanton de solvebla metala specio, tiel kiel alia neorganika specio de akvoplenaj riveretoj, tiel permesanta ilian forigon tra sedimentation aŭ filtration. Alum, lime kaj/aŭ polymers estis la kemia coagulants uzis. Ĉi tiuj pretigas, tamen, emas produkti grandajn volumojn de ŝlimo kun alta mallibera akvo enhavo kiu povas esti malrapida filtri kaj malfacila al dewater. Ĉi tiu trakto pretigas ankaŭ emi pliigi la totalon solvita solidan (TDS) enhavo de la effluent, faranta ĝin neakceptebla por reuse ene de industriaj aplikoj."[6]

"Kvankam la electrocoagulation mekanismo similas kemian koaguliĝon en kiu la cationic specio estas priresponda por la neutralization de surfacaj akuzoj, la karakterizaĵoj de la electrocoagulated ŝafaro malsamas draste de tiuj produktita de kemia koaguliĝo. Electrocogulated ŝafaro emas enhavi malpli malliberan akvon, estas pli tondi harditan kaj estas pli vole filterable"[7]

Priskribo[redakti | redakti fonton]

En ĝia plej simpla formo, electrocoagulation reaktoro konsistas el elektroliza ĉelo kun unu anodo kaj unu cathode. Kiam konektita al ekstera potenca fonto, la anoda materialo volas electrochemically korodi pro oxidation, dum la cathode estos submetita al passivation.

ECa sistemo esence konsistas de paroj de conductive metalaj teleroj en paralelo, kiu agas kiel monopolaj elektrodoj. Ĝi cetere postulas rektan nunan potencan fonton, rezista skatolo reguligi la nunan densecon kaj multimeter legi la nunajn valorojn. La conductive metalaj teleroj estas ofte sciita kiel "sacrificial elektrodoj." La sacrificial anodo malaltigas la likvidan potencialon de la anodo kaj minimumigas la passivation de la cathode. La sacrificial anodoj kaj cathodes povas esti de la sama aŭ de malsamaj materialoj.

La aranĝo de monopolar elektrodoj kun ĉeloj en serio estas elektre simila al ununura ĉelo kun multaj elektrodoj kaj interligoj. En seria ĉelo aranĝo, pli alta potenciala diferenco estas postulita por donita nunan flui ĉar la ĉeloj konektita en serio havas pli altan reziston. La sama fluo volus, tamen, fluo tra ĉiuj la elektrodoj. Aliflanke, en paralela aŭ bipolar aranĝo la elektra fluo estas disigita inter ĉiuj la elektrodoj en rilato al la rezisto de la individuaj ĉeloj kaj ĉiu vizaĝo sur la elektrodo havas malsaman polarity.

Dum elektrolizo, la pozitiva flanko travivas anodic reagoj, dum sur la negativa flanko, cathodic reagoj estas renkontita. Consumable metalaj teleroj, kiel feroaluminia, estas kutime uzita kiel sacrificial elektrodoj kontinue produkti jonojn en la akvo. La liberigita jonojn sendanĝerigas la akuzojn de la partetoj kaj tiel iniciati koaguliĝon. La liberigita jonojn forigas nedezirindan contaminants aŭ de kemia reago kaj pluvokvanto aŭ de kaŭzanta la colloidal materialoj al coalesce, kiu tiam povas esti forigita de flotation. Krome, kiel akvo enhavanta colloidal particulates, petroloj aŭ alia contaminants movo tra la aplikata elektra kampo, tie povas esti ionization, elektrolizo, hydrolysis kaj libera-radikala formado kiu povas ŝanĝi la fizikajn kaj kemiajn nemoveblaĵojn de akvo kaj contaminants. Rezulte, la reactive kaj malkvieta stato kaŭzas contaminants esti liberigita de la akvo kaj detruita aŭ farita malpli solveblan.

Ĝi estas grava noti tiu electrocoagulation teknologio ne povas forigi senlime solveblan aferon. Sekve jonoj kun molekulaj pezoj pli malgranda ol Ca+2 aŭ Mg+2 ne povas esti distancigita de la akvoplena rimedo.

Reagoj ene de la elektrokoagulacia reaktoro[redakti | redakti fonton]

Ene de la electrocoagulation reaktoro, pluraj klaraj elektrokemiaj reagoj estas produktita sendepende. Ĉi tiuj estas:

  • Rangiganta, rezultanta de la anoda redukto de metalaj jonoj kiu fariĝas novaj centroj por pli granda, stalo, nesolveblaj kompleksoj kiu ekigas kiel kompleksaj metalaj jonoj.
  • Emulsion Fendo, rezultanta de la oksigeno kaj hidrogenaj jonoj ke obligacio en la akvaj receptoraj ejoj de petrolaj molekuloj kreanta akvon-nesolvebla komplekso apartiganta akvon de petrolo, la koto de driller, tinkturoj, inkoj, ktp.
  • Halogen-Compleksaĵoj, kiel la metalaj jonoj ligas sin mem al kloroj en chlorinated hidrokarbona molekulo rezultanta en granda nesolvebla komplekso apartiganta akvon de insekticidoj, herbicidoj, chlorinated PCBs, ktp.
  • Blankigado de la oksigenaj jonoj produktita en la reaga ĉambro oxidizes tinkturoj, cianidoj, bacterioj, virusoj, biohazardaĵoj, ktp. Elektrona inundiĝo de la akvo eliminas la polusan efikon de la akva komplekso, permesanta colloidal materialoj ekigi kaj la pliigo de elektronoj kreas osmotic premo kiu fendas bacteria, kistoj kaj virusoj.
  • Oxigita Reduktado reagoj estas devigita al ilia natura fina punkto ene de la reaga tanko kiu rapidas supre la naturan procezon de naturo kiu okazas en malseka kemio.
  • pH kondukita de elektrokoagulacio  svingoj al neŭtrala.

Optima reagoj[redakti | redakti fonton]

Zorgema elekto de la reaga tanka materialo estas havenda kune kun kontrolo de la fluo, flua indico kaj pH. Elektrodoj povas esti farita de fero, aluminio, titanio, grafito aŭ aliaj materialoj, dependanta al la wastewater esti traktita kaj la contaminants esti forigita. temperaturo kaj premo havas malgrandan efikon sur la procezo.

En la EC pretigas la akvon-contaminant miksaĵo apartigas en flosiganta tavolo, minerala-riĉa sedimento kaj klara akvo. La flosiganta tavolo estas forigita per patentita superfluaĵan/forigon metodo kaj movita al ŝlima kolekta tanko. La aggregated amaso solvas malsupren pro gravita forto kaj estas poste forigita tra drenada valvo ĉe la fundo de la ECa reaga tanko kaj movita al ŝlima kolekta tanko. La klara, traktita akvon estas pumpita al bufra tanko por pli lasta dispono kaj/aŭ reuse en la fabrikejo-a nomita procezon.

Avantaĝoj[redakti | redakti fonton]

  • EC postulas simplan ekipaĵon kaj estas facile funkcii kun sufiĉa operacia latitudo pritrakti plejpartojn de problemojn renkontita sur kurado.
  • Wastewater traktita de EC donas palatable, klara, senkolora kaj odorless akvo.[Citaĵo devis]
  • Ŝlimo formita de EC emas esti vole settable kaj facile al de-akvo, komparita al tradicia alum aŭ ferric hydroxide ŝlimoj, ĉar la plejparte metalaj oksidoj/hydroxides havas ne restan akuzon.
  • Flocs formita de EC estas simila al kemia floc, esceptas ke EC floc emas esti multe da pli granda, enhavas malpli malliberan akvon, estas acida-hardita kaj pli stabila kaj sekve, povas esti apartigita pli rapidan de filtration.[8]
  • EC povas produkti effluent kun malpli TDSa enhavo kiel komparita kun kemiaj traktoj, precipe se ili povas esti ekigita kiel hydroxides. Se ĉi tiu akvo estas reused, la malalta TDSa nivelo kontribuas al reduktita akvan retrovon kosto.
  • La ECa procezo havas la avantaĝon forigi la plej malgrandan colloidal partetoj, ĉar la aplikata elektra kampo sendanĝerigas ajnan restan akuzon, tiel faciliganta la koaguliĝon.[9]
  • La ECa procezo ĝenerale evitas troan uzon de kemiaĵoj kaj sekve estas reduktita postulon sendanĝerigi ekscesajn kemiaĵojn kaj malpli ebleco de duaranga polucio kaŭzita de kemiaj substancoj aldonita ĉe alta koncentriĝo kiel kiam kemia koaguliĝo de wastewater estas uzita.
  • La gaso eferveskas produktita dum elektrolizo povas conveniently porti la malpurigaĵajn erojn al la supro de la solvo kie ĝi povas esti pli facile koncentrita, kolektita kaj forigita de motorised senŝaumigilo.
  • La elektrolizaj procezoj en la ECa ĉelo estas kontrolita elektre kaj kun neniuj emociaj partoj, kaj tiel postulanta malpli daŭrigadon.
  • Dozanta alvenantan malŝparan akvon kun natrio hypochlorite helpas redukton de biokemia oksigena postulo (BOD) kaj sekva kemia oksigeno postula (MORUO) kvankam tio ĉi devus esti evitita por wastewater enhavanta altajn nivelojn de solvita amoniakon (NH4+) pro formado de trihalogenated metanoj aŭ THMs. Natrio hypochlorite povas esti produktita uzanta electrochlorinators.[10]
  • Pro la bonega ECa forigo de interrompitaj solidoj kaj la simpleco de la ECa operacio, elprovas farita por la Usona Oficejo de Maramea Esploro konkludis ke la plej promesplena apliko de EC en tavoleta sistemo estis trovita esti kiel pretreatment al multi-tavoleta sistemo de UFa/RO aŭ microfiltration/inversa osmosis (MFa/RO). En ĉi tiu funkcio la EC provizas protekton de la malalta-prema tavoleto kiu estas pli ĝenerala ol ke provizita de kemia koaguliĝo kaj pli efika. EC estas tre efika ĉe foriganta nombron de tavoleto implikanta specion (kiel silica, alkaline tera metalo hydroxides kaj transira grupo metaloj) tiel kiel foriganta multajn speciojn ke kemia koaguliĝo sole ne povas forigi. (Vidas Obstinan Organics) [citaĵo devis]

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

  • Industria wastewater trakto
  • Koaguliĝa (akvo trakto)

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. OilTrap Environmental Products, Tumwater, WA.
  2. Noling, Calvin (2004-07-01).
  3. Rodriguez J, Stopić S, Krause G, Friedrich B (2007).
  4. Lai, C. L., Lin, S. H. 2003.
  5. Al-Shannag, Mohammad; Al-Qodah, Zakaria; Bani-Melhem, Khalid; Qtaishat, Mohammed Rasool; Alkasrawi, Malek (January 2015).
  6. Benefield, Larry D.; Judkins, Joseph F.; Weand, Barron L. (1982).
  7. Woytowich, David L.; Dalrymple, C.W.; Britton, M.G. (Spring 1993).
  8. Al-Shannag, Mohammad; Bani-Melhem, Khalid; Al-Anber, Zaid; Al-Qodah, Zakaria (January 2013).
  9. Al-Shannag, Mohammad; Bani-Melhem, Khalid; Al-Anber, Zaid; Al-Qodah, Zakaria.
  10. United States Bureau of Reclamation.