טכנולוגיית טיפול במים במיקרואלקטרוליזה

עם התקדמות המחקר, הטכנולוגיה לטיפול בשפכים תעשייתיים באמצעות מיקרו-אלקטרוליזה של ברזל-פחמן הולכת ומתבגרת. טכנולוגיית המיקרו-אלקטרוליזה צוברת מקום מרכזי בטיפול בשפכים תעשייתיים עקשניים ומצאה יישום נרחב בפרקטיקה ההנדסית.

עקרון המיקרו-אלקטרוליזה הוא פשוט יחסית; הוא מנצל את קורוזיה של מתכות כדי ליצור תאים אלקטרוכימיים לטיפול בשפכים. שיטה זו משתמשת בשאריות ברזל כחומרי גלם, אינה דורשת צריכת משאבים חשמליים, וכך היא מגלמת את הקונספט של "טיפול בפסולת באמצעות פסולת". באופן ספציפי, בעמודה האלקטרוליטית הפנימית של תהליך המיקרו-אלקטרוליזה, חומרים כגון שאריות ברזל ופחם פעיל משמשים לעתים קרובות כחומרי מילוי. באמצעות תגובות כימיות, נוצרים יוני Fe2+ מחזרים חזקים, אשר יכולים להפחית רכיבים מסוימים בשפכים בעלי תכונות חמצוניות.

בנוסף, ניתן להשתמש ב-Fe(OH)2 לקרישה בטיפול במים, ולפחם פעיל יכולות ספיחה, המסיר ביעילות תרכובות אורגניות ומיקרואורגניזמים. לכן, מיקרו-אלקטרוליזה כרוכה ביצירת זרם חשמלי חלש דרך תא אלקטרוכימי ברזל-פחמן, אשר מגרה את הצמיחה והמטבוליזם של מיקרואורגניזמים. היתרון העיקרי של שיטת טיפול במים באמצעות אלקטרוליזה פנימית הוא שהיא אינה צורכת אנרגיה ויכולה להסיר בו זמנית מזהמים וצבע שונים ממי שפכים תוך שיפור הפירוק הביולוגי של חומרים עקשנים. טכנולוגיית טיפול במים באמצעות מיקרו-אלקטרוליזה משמשת בדרך כלל כשיטת טיפול מקדים או משלימה בשילוב עם טכניקות טיפול במים אחרות כדי לשפר את יכולת הטיפול והפירוק הביולוגי של שפכים. עם זאת, יש לה גם חסרונות, כאשר החיסרון העיקרי הוא קצב תגובה איטי יחסית, חסימה בכור ואתגרים בטיפול בשפכים בריכוז גבוה.

בתחילה, טכנולוגיית המיקרו-אלקטרוליזה של ברזל-פחמן יושמה לטיפול בשפכי צביעה והדפסה, והניבה תוצאות חיוביות. בנוסף, נערכו מחקרים ויישומים נרחבים בטיפול בשפכים עשירים באורגניים מייצור נייר, תרופות, קוק, שפכים אורגניים בעלי מליחות גבוהה, ציפוי אלקטרוליטי, פטרוכימיקלים, שפכים המכילים חומרי הדברה, וכן שפכים המכילים ארסן וציאניד. בטיפול בשפכים אורגניים, המיקרו-אלקטרוליזה לא רק מסירה תרכובות אורגניות אלא גם מפחיתה את ה-COD ומשפרת את יכולת ההתכלות הביולוגית. היא מקלה על הסרת קבוצות חמצון בתרכובות אורגניות באמצעות ספיחה, קרישה, קלאציה ושקיעה אלקטרוליטית, ויוצרת תנאים נוחים לטיפול נוסף.

ביישומים מעשיים, מיקרו-אלקטרוליזה של ברזל-פחמן הוכיחה יתרונות משמעותיים וסיכויים מבטיחים. עם זאת, בעיות כגון סתימה וויסות pH מגבילות את המשך הפיתוח של תהליך זה. אנשי מקצוע בתחום הסביבה צריכים לערוך מחקר נוסף כדי ליצור תנאים נוחים יותר ליישום טכנולוגיית המיקרו-אלקטרוליזה של ברזל-פחמן בטיפול בשפכים תעשייתיים בקנה מידה גדול.