چکیده

بعد از چندین دهه، وجود مشکلات محیطی بسیاري، باعث تخلیه فلزات سنگین آلودهکننده آب و خاك از کارخانههاي صنعتی شیمیایی، الکترونیک، استخراج فلزات و خودروسازي شده است. در میان مشکلات محیطی، آلودگی آب به وسیله فلزات سنگین یک شکل محیطی جدي میباشد. با بررسی هاي انجام شده هزینه هاي انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب تا حدود یک سوم فرآیند انعقاد شیمیایی کاهش می یابد و براي سیستم هاي کوچک مقرون به سرفه نیست، این روش حجم لجن تولیدي کمتري دارد.

واژه هاي کلیدي

فلزات سنگین، لخته سازي الکتریکی

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی هاي محیط زیست با محوریت زمین پاك

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

مقدمه

یکی از مهمترین مسائل دنیاي امروز، آلودگی محیط زیست به فلزات سمی و خطرناك می باشد.[۱]اسـتخراج فلـزات از معـادن و کاربرد گسترده فلزات سنگین در صنایع باعث شده است که غلظت این فلزات در آب، فاضلاب، هوا و خاك بیشتر از مقادیر زمینـه اي افزایش پیدا کند .مکانیزم اثر سمیت فلزات سنگین، ناشی از تمایل شدید کاتیونهاي این فلزات به گوگرد و بدین طریق مختـل کـردن فعالیت آنزیمهاي حیاتی در موجودات زنده می باشد .[۲] بنابراین حذف فلزات سنگین از محیط آبی، موضوع مهمی در بهداشت عمومی جامعه محسوب می شود که از دو جنبه اهمیت دارد:

الف) جداسازي فلزات سنگین سمی از پسابهاي صنعتی، زهاب کشاورزي، معادن و خنثنی کردن اثرات سمی آنها ب) احیا و بازیافت فلزات که با کاهش تدریجی منابع معدنی امري ضروري است

فلزات سنگین در پساب بسیاري از صنایع مانند صنایع استخراج روي و سایر فلزات سنگین از سـنگ معـدن، صـنایع پتروشـیمی، صنایع پالایش نفت، صنایع کاغذسازي، صنایع دارویی، صنایع رنگسازي، صنایع فرآورده هاي پلاستیکی و … وجود دارند و در صورت راهیابی به سیستمهاي تصفیه فاضلاب روي میکروارگانیسمها و سینتیک واکنشهاي تصفیه فاضلاب به علت ویژگی سمیت خـود تـأثیر گذاشته، باعث کاهش راندمان سیستم می شوند. این امر سبب می شود که غلظت ترکیبات در فاضلاب خروجی تصفیه خانه هاي مذکور با استاندارد تعیین شده از سوي مراجع داخلی و بین المللی مطابقت ننماید. از سوي دیگر راهیابی این عناصر سـنگین و ترکیبـات بـه محیط زیست، اثرات جبران ناپذیري را بر محیط زیست و انسان خواهد داشت. با عنایت به موارد ذکر شده تصفیه این ترکیبات و حذف آنها مطابق استانداردهاي داخلی و بین المللی از اهمیت بسیاري برخوردار است .[۳]
فلزات سنگین

حضور فلزاتی چون مس، سرب، جیوه ، و سلنیوم در آب از منابع مختلفی چون صنایع، اگزوز خودروها، آفت کش ها، معادن و حتی از خاك طبیعی نشات میگیرند. فلزات سنگین هم مانند آفت کشها با آب وارد گیاهان شده و از گیاهان به جانوران و همین طور دست به دست انتقال یافته و در پله هاي بالایی هرم غذایی، تمرکز آنها در بدن موجودات باعث ایجاد مسمومیت ناگهانی و یا بیماريهاي مزمنـی مشابه آنچه در مورد آفت کشها ذکر شده میگردد.[۴]

فلزات سنگین از جمله آلاینده هاي زیست محیطی هستند که مواجهه انسان با بعضی از آنان از طریق آب و مـواد غـذایی مـیتوانـد مسمومیتهاي مزمن و بعضاً حاد خطرناکی را ایجاد نمایند که از جمله آنان میتوان به فلزاتی نظیر سرب، کادمیوم، جیوه ، نیکل و روي در انواع نان وسرب ، کادمیوم، جیوه، آلومینیوم، آرسنیک، روي، مس و آهن در انواع نمک اشاره کرد. در دهه گذشته ورود آلایندههـا بـا منشأ انسانی مانند فلزات سنگین به داخل محیطهاي دریایی به مقدار زیادي افزایش یافته است که به عنوان یک خطر جدي براي حیات محیطهاي آبی به شمار میآیند. فلزات سنگین در یک مقیاس وسیع، از منابع طبیعی و انسان ساخت وارد محیط زیست میشوند. میزان ورود این فلزات سنگین به داخل محیط زیست بسیار فراتر از میزانی است که به وسیله ي فرآیندهاي طبیعی برداشت میشوند.

آلایندهها به دو نوع آلاینده هاي قابل تجزیه و غیر قابل تجزیه تقسیم میشوند. آلایندههاي غیر قابل تجزیه نظیر ترکیبات نمکهاي فلزات سنگین، ترکیبات شیمیایی فنولی با زنجیره بلند، آفت کش ها مثل DDT میباشند که در محیط تجمع مییابند و بر زنجیره ي غذایی و بیولوژیکی موجودات در آب اثر میگذارند. اولین عامل اثرات آلودگی فلزات در یک اکوسیستم ، وجود فلزات سنگین در بیـومس یک منطقه آلوده است که سلامت انسان را به مخاطره میاندازد. تجمع فلزات سنگین در آب، هوا و خاك، یک مشـکل زیسـت محیطـی بسیار مهم میباشد. فلزات سنگین ابتدا توسط فیتو پلانکتون ، باکتري ها، قارچها و ارگانیسمهاي کوچک دیگر جذب میشوند، سپس به ترتیب، توسط موجودات بزرگتر خورده شده و عاقبت وارد بدن انسان می شوند. فلزات سنگین زمـانی کـه بـه وسـیله ي انسـان مصـرف می شوند اغلب اثرات قوي و زیان آوري را دارند. مواد سمی تجمع یافته، به طور پیوسته غلظت شان زیاد میشود و ممکن است بیشترین فراوانی را در یک بافت ویژه داشته باشند. تجمع مواد سمی در زنجیره ي غذایی ممکن است باعث افزایش غلظتها در جـانوران سـطوح بالاي زنجیره غذایی شود.[۵]

روشهاي حذف فلزات سنگین

روش هاي مختلفی براي حذف فلزات سنگین و خارج نمودن آنها از محیط از جمله پسابهاي صنعتی وجود دارد که به طور عمده شامل روشهاي شیمیایی و بیولوژیکی میگردد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی هاي محیط زیست با محوریت زمین پاك

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

براي از بین بردن فلزات سنگین فاضلابها روشهاي زیادي ارائه شده است که شامل روشهاي حذف شیمیایی، روش تبادل یون، روشهاي الکترولیتی، روش جذب سطحی، روش اسمز معکوس، روش الکترو دیالیز، تبخیر غلظتی، حذف زیستی، استخراج حلال، لخته سازي و غیره میباشد. به هر حال مشروط به دلایل اقتصادي و فنی این روشها بکار گرفته میشود. این تکنیک ها باعث کاهش فلزات سنگین می شود. با وجود آلودگی جدي محیط توسط فلزات سنگین، تعداد زیادي از آنها مثل سرب و مس گرانبها هستند و میتوانند براي کارهاي وسیع، بازیابی و مجدداً مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین حذف و بازیافت فلزات سنگین از فاضلاب مورد توجه بیشتري

هستند و توجه بیشتري را براي فوائد اقتصادي و بوم شناختی میطلبد در بحث روشهاي بیولوژیک نیز مدلهاي مختلفی ارائه شده است. یکی از مدلها روش احیاي باکتریایی سولفات میباشد به این

ترتیب که باکتريهاي احیا کننده سولفات ترکیبات آلی مانند متانول و اتانول را با استفاده از سولفات اکسید نموده و بی کربنات و سولفید هیدروژن ایجاد مینماید. در مرحله ي بعد سولفید هیدروژن با یونهاي فلزات سنگین ترکیب و سولفیدهاي نا محلول به شکل لجن متراکم رسوب مینماید .[۶]
روشهاي دیگري نیز براي حذف فلزات سنگین وجود دارند که عبارتند از: [۶ ]
– حذف فلزات سنگین با استفاده از ذرات نانو
– حذف فلزات سنگین به روش جذب بیولوژیکی از محلولهاي آبی

– حذف فلزات سنگین از محیط آبی توسط جذب سطحی بر روي پوست موز اصلاح شده

– استفاده از خاك اره در حذف فلزات صنعتی

– حذف و یا کاهش غلظت فلزات سنگین سمی از محیط آبی به کمک امواج فرا صوتی
– پاکسازي پسابهاي معدنی از کاتیونهاي سنگین با استفاده از زئولیتهاي طبیعی ایران
استفاده از فرآیند انعقاد، لخته سازي و شناورسازي الکتریکی در حذف فلزات سنگین از فاضلاب هاي صنعتی
همراه با افزایش جمعیت و تولید آلاینده هاي مختلف روند تخریب منابع زیست محیطی آهنگ فزآینده اي را به خود گرفته و در همین راستا جوامع بشري همواره با دستیابی به فناوري هاي پیشرفته و نوین سعی در حل معضلات و مشکلات مربوطه داشته اند. در این میان استفاده بی رویه از منابع آب سطحی و زیرزمینی و متعاقب آن تولید و ورود انواع فاضلابهاي صنعتی، شهري و کشاورزي به محیط زیست شرایط را به گونه اي رقم زده است که شاید به سختی بتوان پایداري توسعه را در جامعه کنونی تا اندك زمانی در آینده پیش بینی نمود. در سالهاي اخیر فرآیندهاي مورد استفاده درصـنعت آب و فاضـلاب در زمینـه هـاي مختلـف فیزیکـی، شـیمیایی و بیولوژیکی با پیشرفتهاي قابل ملاحظه اي روبرو بوده است و در این میان سهم فرآیندهاي بیولوژیکی و شیمیایی از فرآیند پیشـرفته بالاتر بوده است. فرآیند انعقاد و لخته سازي در تصفیه آب و فاضلاب امروزه به صورت متداول از طریق شیمیایی و افزودن مواد منعقد کننده آلی، معدنی و … به محیط آب و فاضلاب انجام می پذیرد .روش ترسیب شیمیایی علیرغم سابقهنسبتاً طولانی در صـنعت آب و فاضلاب با توجه به محدودیتهایی از قبیل هزینه هاي بالاي بهره برداري و تبعات نـامطلوب زیسـت محیطـی از مزایـاي قابـل تـوجهی برخوردار نیست، لذا به منظور یافتن راهکارهاي مناسب دیگر در جهت جایگزینی فرآیند ترسیب شیمیایی، روشهاي متعددي در سالهاي اخیر مورد توجه و بررسی قرار گرفته است که از این میان می توان به فرآیند انعقاد و شناور سازي الکتریکی که به عنوان یک نوآوري قابل توجه در صنعت آب و فاضلاب مطرح می باشد، اشاره کرد

انعقاد و شناورسازي الکتریکی
انعقاد الکتریکی عبارت است از تولید مواد منعقد کننده در محل با استفاده از تجزیه الکتریکی الکترودهاي آلومینیوم یا آهـن، تولیـد یونهاي فلزي در آند و گاز هیدروژن در کاتد انجام می گیرد

در این روش با استفاده از جریان الکتریکی و نصب الکترودهاي شیمیایی از جنس آلومینیوم، آهن و …که به صورت آند و کاتد عمل می کنند ذرات کلوئیدي موجود در محیط آب یا فاضلاب از طریق تولید بارهاي مثبت الکتریکی از لحاظ الکتریکی خنثـی شـده و در نتیجه تولید AL3+ ، Fe3+ و … فرآیند لخته سازي فراهم می گردد. این فرآیند درصنایع مختلف از قبیـل آبکـاري، اسـتخراج فلـزات از معادن، چوب و کاغذ، صنایع فلزي، خودروسازي، صنایع شیمیایی، داروسازي و… در مقیاس واقعی طراحی و اجرا گردیـده و از لحـاظ راندمان تصفیه و حذف انواع آلاینده هاي زیست محیطی از بازده بسیار مطلوبی برخوردار بوده است.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی هاي محیط زیست با محوریت زمین پاك

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

این روش اولین بار در سال ۱۸۸۹ جهت تصفیه فاضلاب همراه با اختلاط با آب دریا و فرآیند الکترولیز درتصفیه خانه فاضلاب لندن انجام شد. در سال ۱۹۰۹ و در آمریکا توسط هریس این روش جهت تصفیه فاضلاب با استفاده از انحلال فلزات آلومینیوم و آهن در آند انجام گرفت .[۷]

از ابتداي دهه ۱۹۷۰ به بعد این روش بخصوصدر اروپا و روسیه جهت تصفیه اولیه آب مورد نیاز صنایع آبکاري و تکمیـل فلـزات و همچنین تصفیه آب مورد استفاده قرار گرفت .[۸]

در سال ۱۹۹۵ ماتسون و همکاران طرحی را که در دهه ۱۹۴۰ ارائه شده بود و منعقد کننده الکتریکی نام داشت را تشریح کردند. بر اساس این طرح آلومینیوم به صورت الکتروشیمیایی حل می شد و با یون هاي هیدروکسیل آزاد شده از کاتد ترکیب شده و هیدروکسید آلومینیوم جهت فرآیند انعقاد به کار می رفت. فرآیندي مشابه نیز در سال ۱۹۵۶ در انگلستان جهت تصفیه آب به کار گرفته شـد. در آمریکاي شمالی بیشتر از این روش در تصفیه پساب صنایع چوب و کاغذ، معادن و تکمیل فلزات استفاده می شود .[۸] در پنج سـال گذشته به خصوص از زمانی که مقررات سخت گیرانه اي ازسوي سازمان هاي حفاظت محیط زیست وضع گردیده است، استفاده از این روش به میزان بسیار زیادي رو به افزایش می باشد. با طراحی درست می توان این سیستم هـا را بـه صـورت وسـیع در تصـفیه انـواع فاضلاب ها، آبهاي زیرزمینی و سطحی به کار برد. شناور سازي الکتریکی فرآیند ساده اي است که در آن آلاینده ها از طریق حبابهاي اکسیژن و هیدروژن تولید شده از الکترولیز آب بر روي سطح آب شناور می مانند .به صورت کلی در این فرآیند در کاتد گاز هیدروژن و در آند گاز اکسیژن آزاد می گردد .[۹]

لازم به یادآوري است که علاوه بر آلومینیوم می توان از فلزات دیگري که خواصمشابه آلومینیوم دارند استفاده نمود . لختـه هـاي تشکیل شده در این فرآیند شبیه روش انعقاد شیمیایی است با این تفاوت که اندازه لخته ها بزرگتر بوده و در نتیجه ته نشـینی آنهـا آسانتر و سریعتر صورت می گیرد .همچنین لجن تولید شده توسط این فرآینـد ۲ الـی ۳ برابـر کمتـر از روش انعقـاد شـیمیایی اسـت . مطالعات انجام شده نشان داده اند که یونهاي آلومینیومی که به صورت الکتریکی بـه آب اضـافه مـی شـوند بسـیار فعـالتر از یـون هـاي آلومینیومی است که به صورت شیمیایی اضافه می گردند. به همین دلیل در روش انعقاد الکتریکی آلومینیوم کمتري در لجن تـه نشـین شده موجود است.
-۱ فاکتورهاي موثر بر انعقاد الکتریکی
.۱ دانسیته جریان یا میزان ورود جریان الکتریکی : میزان تولید یونهاي AL3+، Fe2+ بستگی بـه میـزان بـار الکتریکـی وارد بـر الکترودها دارد. میزان بار الکتریکی بایستی بر اساس روابط موجود و یا ساخت پـایلوت تعیـین گـردد. در صـورت کـم بـودن جریـان الکتریکی یونهاي فلزي تولید نمی گردند و در صورتیکه میزان بار الکتریکی بیش از حد مجاز باشد سبب از بین رفتن جریان بـرق و همچنین افزایش دماي محلول می گردد.
.۲وجود :NaCl با افزایش غلظت کلرید سدیم در محلول به واسطه افزایش خاصیت هادي محلول میزان تولید لخته هاي فلزي و در نتیجه راندمان حذف آلاینده ها افزایشمی یابد.

.۳اثر:pH بسته به هدف تصفیه اي(تولید لخته از الکترودهاي آلومینیوم یا آهن، حذف کدام آلاینـده و غیـره) میـزان مطلـوب PH تغییر می کند .

.۴دما: بر اساس گزارشات مختلف با افزایش دما هدایت الکتریکی افزایش می یابد در نتیجه راندمان فرآیند انعقـاد الکتریکـی نیـز افزایش می یابد.
-۲ فاکتورهاي موثر در شناور سازي الکتریکی

: pH.1 ابعاد و اندازه حبابهاي تولید شده در شناور سازي الکتریکی بستگی شدیدي به میزان pH دارد . در pH خنثی حبابهـاي ریزي از هیدروژن تشکیل می گردد .در شناور سازي الکتریکی با افزایش pH قطر حبابهاي اکسیژن تولیدي در آن آند افزایشمی یابد.

.۲دانسیته جریان : قطر حبابهاي تولیدي در این فرآیند به جریان الکتریکی ورودي به الکترودها نیز بستگی دارد و با افزایش این پارامتر قطر حبابهاي تولیدي افزایشمی یابد. قابل ذکر است که میزان جریان کاربردي بایستی بر اساس روابط موجود و یـا مطالعـات پایلوتی انجام بگیرد.
.۳چیدمان الکترودها: محل و موقعیت الکترودهاي آند و کاتد بر روي میزان تولید گاز اثر دارد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی هاي محیط زیست با محوریت زمین پاك

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

-۳ کاربردهاي فرآیند انعقاد الکتریکی

الف) استفاده از فرآیند انعقاد الکتریکی در تصفیه آب از این فرآیند می توان در تصفیه آب زیرزمینی، آب آشامیدنی، پساب هاي حاصل از شستشو، آب برج هاي خنک کننده، تصـفیه
اولیه آب جهت فرآیندهاي اسمز معکوس، اولترا فیلتراسیون و غیره استفاده نمود .

در این روش آب ابتدا به داخل مخزن پمپ می شود. سپس الکترودها با استفاده از جریان برق فعال شده و درنتیجه عوامل منعقد کننده در آند و گاز هیدروژن در کاتد متصاعد می شود. عوامل منعقد کننده به مواد آلاینده چسبیده و باعث تشکیل لخته می شود و سپس گاز هیدروژن در حین بالا آمدن آنها را به سطح می آورد و پس از شناور شدن درسطح به حوض ته نشینی منتقل مـی شـوند. معمولاً مقدار جریان خروجی همراه با مواد آلاینده از سطح، ۵% حجم کل جریان موجود در مخزن مـی باشـد .در نهایـت آب تمیـز از سیستم به تانک ذخیره پمپ می شود .مدت زمان فرآیند به طبیعت مواد آلاینده و همچنین آهنگ مورد نیاز حذف مواد آلاینده بستگی

دارد، ولی به طور معمول این زمان تماس بین ۱تا ۳ ساعت می باشد. در این فرآیند با اضافه کردن آلومینیوم به آب و تولید رادیکـال هاي هیدروکسیل pH آب افزایش پیدا می کند .[۱۱]
ب) کاربرد فرآیند انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب این روش می تواند براي تصفیه انواع فاضلاب هاي صنعتی، شهري و کشاورزي مورد استفاده قرار گیرد. در اغلب موارد و بخصوصدر

مورد فاضلاب هاي شهري، کیفیت پساب خروجی از این فرآیند داراي کیفیتی حتی بهتر از منابع آب خام را دارا خواهـد بـود .از ایـن فرآیند تاکنون در تصفیه فاضلاب هاي حاوي چربی، روغن و گریس استفاده شده است .به طور کلی یکی از مزایاي این روش کارایی آن در تصفیه فاضلاب هاي مختلف با مشخصات مختلف می باشد .کاربرد جریان برق در آب حاوي امولسیونهاي روغن -چربـی و گـریس باعث آزاد شدن حبابهاي گاز در کاتد و شناور شدن امولسیونها می شود .[۱۲]

میزان حذف مواد آلاینده با این روش در فرآیند تک مرحله اي تا بیش از % ۹۹ و در فرآیندهاي ۲مرحله اي و تصفیه فاضلاب هاي تـا دبی۱۰ m3/ d به ۹۵/۹۹ درصد رسیده است.
-۴ قابلیتهاي سیستم : [۱۲]
.۱کاهش فلزات سنگین مثل آرسنیک، کادمیوم، کرم، سرب، نیکل و روي تا میزان ۹۵-۹۹ درصد .۲کاهش سیلیس هاي محلول، ذرات رس و سایر مواد معلق تا ۹۸ درصد .۳کاهش باکتري ها از ۱۱۰ میلیون عدد در میلی لیتر به ۲۷۰۰ عدد در میلی متر
۴٫ کاهش آلودگی هاي روغنی ناشی از فاضلاب پالایشگاه ها، صنایع غذایی و غیره تا میزان ۹۵-۹۹ درصد
۵٫ حذف ایزوتوپ هاي رادیواکتیو

۶٫ کاهش FOG,TDS,TSS.BOD و غیره

۷٫ کاهش مواد آلی پیچیده و…
-۵ مزایاي سیستم :[۱۲]

.۱بهره برداريکاملاً خودکار و پیوسته .۲کاهش تعداد واحدهاي فرآیندي تصفیه خانه و در نتیجه کاهش شدید سطح زمین مورد نیاز تصفیه خانه و کاهش هزینـه هـاي

بهره برداري سیستم تصفیه .۳عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی

در این روش مقدار مواد زائدتقریباً برابر همان مقدار مواد ته نشین شده در قسمت جداسازي است و هیچ افزایشی به وسیله مواد شیمیایی صورت نمی گیرد .به همین دلیل مقدار لجن ناشی از این فرآیند نیز بسیار کمتر از روش هاي دیگر می باشد.

.۴بازیافت و استفاده مجدد فاضلاب در این روش چون از مواد شیمیایی در سیستم استفاده نمی شود بنابراین بهره وري کامل از بازیافت فاضلاب امکان پذیر است. .۵هزینه پائین بهره برداري .۶راهبري و نگهداري آسان

.۷به غیر از پمپ هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی هاي محیط زیست با محوریت زمین پاك

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

.۸محدودیتی در مورد نوسانات جریان، غلظت و نوع ترکیبات وجود ندارد. سیستم قابلیت بسیار بالایی درمقابل شـوك مـواد آلـی، هیدرولیکی و کلیه مواد سمی و سنتتیک دارد.
مقایسه فنی روش انعقاد و لخته سازي شیمیایی براي تصفیه فاضلاب با روش انعقاد لخته سازي الکتریکی:
مقایسه مستقیم بین انعقاد الکتریکی و انعقاد شیمیایی امکان پذیر نیست. زیرا هر دو سیستم در یکحالت و یک فاز راهبري نمـی گردند. در انعقاد شیمیایی، اضافه کردن مواد شیمیایی مستقل از تجزیه آلومینیوم و pH می باشد ولی درانعقاد الکتریکی میزان لختـه فلزي که تشکیل می گردد تابعی از جریان الکتریکی مصرفی و میزان pH محیط می باشد. در انعقاد الکتریکـی، گرادیـان غلظـت بـه صورت مستمر بر اساس میزان تجزیه شدن الکترودها تغییر می کند. تا جائیکه pH در گستره ۸/۳ ۸/۸ تثبیت گردد (بسته بـه میـزان جریان الکتریکی).

از نظر نوع ته نشینی آلاینده ها نیز این دو سیستم با هم تفاوت عمده اي دارند. در انعقاد شیمیایی تنهـا راه جداسـازي لجـن تـه نشینی است، در صورتیکه در انعقاد الکتریکی می توان از شناور سازي نیز استفاده نمود، بنابراین کاهش میزان کدورت در این واحدها بیشتر می باشد.

لجن تولیدي از فرآیند انعقاد الکتریکی داراي pH حدود ۶-۷ می باشد که در این حالت استانداردهاي زیست محیطی نیز رعایـت می شود. ولی در روش انعقاد شیمیایی به علت اینکه لجن ته نشین شده داراي pH بالاي ۱۰ می باشد، فلزات در این pH بـه صـورت هیدروکسید رسوب می کنند که مخاطرات زیست محیطی زیادي را به همراه دارد . در روش انعقاد الکتریکی هیچ نوع ماده شـیمیایی بجز مواد اسیدي و قلیایی که براي تنظیم pH در ورودي سیستم اضافه می شود هیچ نوع ماده اي به کار برده نمی شود. بنابراین لجن جدا شده اغلب فقط شامل آلودگی هاي تغلیظ شده آب بوده و شامل مواد شیمیایی دیگر نمی باشد. در مقایسه با روش هاي متعارف مثل جداسازي با آب آهک داراي مقدار لجن کمتر از % ۱۰ است و نکته قابل توجه و مهم امکان بازیابی و استفاده مجدد در این روش می باشد که در روش هاي متعارف غیر ممکن و بسیار پر هزینه است.

نتیجه گیري و جمع بندي

فرآیند انعقاد و شناور سازي الکتریکی با در نظر گرفتن مزایایی از قبیل حجم لجن تولیدي کمتر، هزینه هاي بهره برداري پائین تر، جنبه هاي بهداشتی و زیست محیطی مطلوبتر و بازده بسیار بالاتر نسبت به فرآیند ترسیب شیمیایی در حـذف مـواد آلاینـده از آب و فاضلاب چشم انداز بسیار مطلوب تري در صنعت آب و فاضلاب کشور دارد.

از جمله معایب کنونی این روش هزینه هاي بالاي سرمایه گذاري این سیستم است که در صورت فراهم آوردن شرایط لازم جهت ساخت و تولید قسمتی از تجهیزات سیستم مورد بحث در داخل کشور، هزینه هاي سرمایه گذاري مربوط تا حدود زیادي کاسته خواهد شد .کاهش چشمگیر غلظت انواع آلاینده هاي شیمیایی، سنتتیک و سمی از قبیل فلزات سنگین که داراي اثر بازدارنـدگی بـر فعالیـت بیولوژیکی میکروارگانیزم ها می باشند، کاربرد این سیستم در فاضلابهاي صنعتی و کشاورزي بسیار زیاد بوده عملاًو کاربرد فرآیندهاي تصفیه بیولوژیکی به لحاظ وجود اینگونه مواد آلاینده ها با محدودیتهاي زیادي روبروست و به همین خاطر کاربرد رهیافتهاي مناسب در جهت حذف اینگونه مواد آلاینده از درجه اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

فرآیند انعقاد الکتریکی براي سیستم هاي تصفیه کوچک مقرون به صرفه نیست .با استفاده از شمش هاي آلومینیوم می توان هزینه ها را در این روش کاهش داد . با بهره برداري مناسب می توان مدت زمان زیادي از این روش استفاده نمود .در مقایسه اي که در یک کارخانه در ایران انجام شده مشخص شده در صورتی که از الکترود آهن در فرآیند انعقاد الکتریکی استفاده شود، با توجه به هزینه برق مصرفینسبتاً پائین در ایران، هزینه هاي این سیستم در تصفیه فاضلاب تا حدود یک سوم فرآیند انعقاد شیمیایی کاهش می یابد.

NCEP www.iauep.ir

اولین کنفرانس ملی آلودگی هاي محیط زیست با محوریت زمین پاك

۲۳ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی استان اردبیل

مراجع

[۱]. MARHOL, M, 1982., “Ion Exchangers in analytical chemistry. Their properties and use in Inorganic

chemistry”. [۲]. A, Dabrowski, Z, Hubicki,2004., “Selective removal of the heavymetal Ions from waters And Industrial
waste waters by Ion-exchange method”, chemospHere , pp.91-106.

.[۳] شهودي م ، .۱۳۸۲ بررسی امکان حذف مس و نیکل از فاضلاب صنعتی آبکاري و بازیافت آن به صورت املاح با اسـتفاده از رزیـن سنتیک معدنی نوع T.M.A ، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.
.[۴] صدقی، م، .۱۳۹۰ آلودگی آبها توسط فلزات سنگین و راهکارهاي حذف آن,دانشگاه علم و صنعت,خانه شیمی.

.[۵] فروتن ع، .۱۳۹۰ سنتز نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی براي حذف فلزات سنگین از محلول آبی شبیه سازي شده,دانشگاه تربیت مدرس, پایان نامه کارشناسی ارشد.
[۶]. H, yong, R, xu, X, xue, F, li, G, li, 2008., “Hybrid surfactant-templatedmesoporous silica formed in

ethanoland its application for heavy metal removal” J.Hazardous materials , pp.690-698. [7]. Guohua , Chen, 2004., “Electrochemical technologies in wastewater treatment, Separation and purification

technology 38” , pp.11-41. [8]. Paul, A, 1996,. “Electrolycal treatment of turbid water in pakage plant” , ۲۲nd WEDC conference new dehli [9]. Http: //www.powellwater.com, “powell Electrocoagulation “, ۲۰۰۵٫, [۱۰]. Vivian, R, “Electrocoagulation in the treatment of polluted water “electropure Australia Ltd, Victoria

Austria. [11]. Http: //www.fbodaily.com, “Electrocoagulation sistem“,۲۰۰۳٫, [۱۲]. Mahmut , bayramoglo, 2004., operatingcost analysis Electrocoagulation of textile dye wastewater,

sepation and purification technology 37, pp.117-125.