روش اکسیداسیون شیمیایی در تصفیه فاضلاب | شرکت شاران صنعت

اکسیداسیون شیمیایی

اکسیداسیون شیمیایی

روش اکسیداسیون شیمیایی به منظور اکسایش آلاینده هایی که در روش های معمول از جمله تصفیه بیولوژیک از بین نمی روند، مورد استفاده قرار می گیرد. اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات خاص را می توان براساس حدود تجزیه محصولات نهایی اکسایش مشخص نمود[۱], [۲]:
تجزیه اولیه: تغییر ساختار ترکیبات اولیه
تجزیه قابل قبول (خنثی سازی): تغییر ساختار ترکیبات تا حد رفع مسمومیت آن ها
تجزیه نهایی (Mineralization): تبدیل کربن آلی به CO2
تجزیه غیرقابل قبول (همجوشی): تغییر ساختار ترکیبات اولیه منجر به افزایش سمیت

 

اکسید کننده های مختلف در روش اکسیداسیون شیمیایی

روش اکسیداسیون شیمیایی در تصفیه فاضلاب استفاده از اکسیدکننده هایی مانند ازن (O3) ، پراکسید هیدروژن (H2O2) ، پرمنگنات (MnO4) ، دی اکسید کلر (ClO2) ، کلر (Cl2 یا HOCl) و اکسیژن (O2) بمنظور تغییر ساختار شیمیایی ترکیب یا گروهی از ترکیبات است. جدول ۱ اکسیدکننده های مختلف مورد استفاده را نشان داده و مقایسه می کند. پتانسیل الکتروشیمیایی اکسایش به عنوان شاخص قدرت اکسیداسیون در روش اکسیداسیون شیمیایی شناخته می شود. بر این اساس ، رادیکال هیدروکسیل یکی از قوی ترین اکسیدکننده ها محسوب می شود که در فرایندهای تصفیه پیشرفته کاربرد دارد.

 

جدول ۱. انواع اکسیدکننده ها مورد استفاده در اکسیداسیون شیمیایی ، اشکال و روش های بکارگیری [۳]

اکسیدکننده شکل کاربرد روش بگارگیری پتانسیل الکتریکی، V
فلوئور _ _ _ ۲/۸۷
رادیکال هیدرواکسیل بدلیل طول عمر کوتاه، راگتورهای خاصی در طول مصرف تولید می­شود. A, B, C, D ازن بصورت گاز در روش های اکسیداسیون شیمیایی آب و فاضلاب بکار گرفته می­شود. انتقال جرم از اهمیت بالایی برخوردار بوده و کنتاکتورهای ازن معمولاً از دیفیوزرهای حباب ریز و عمق آب برای دستیابی به راندمان بالای انتقال استفاده می­کنند. ۲/۸۰
ازن گاز ازن با عبور هوای خشک فشرده ویا اکسیژن خالص از بین الکترودهای ولتاژ بالا در محل تولید می­شود. A, B, C, D _ _
اسید پراستیک محلول پایدار A, D محلول غلیظ آن با آب مخلوط می­شود. _
پراکسید هیدروژن محلول A محلول غلیظ آن با آب مخلوط می­شود. ۱/۷۸
پرمنگنات به صورت فله دانه­ای در دسترس است. A, B به شکل مواد خشک توسط تغذیه کننده ویا محلول غلیظ (با توجه به انحلال پذیری محدود حداکثر ۵ درصد وزنی) اضافه می شود. ۱/۶۷
کلر آزاد گاز کلر، محلول NaOCl A, D تزریق گاز و چت اسپری ۱/۳۶
ترکیبات کلر (کلرآمین­ها) اضافه کردن آمونیاک: گاز آمونیاک فاقد آب، سولفات آمونیوم، آب آمونیاک (محلول ۲۰ تا ۳۰ درصد آمونیاک) A, D تزریق گاز، مواد خشک توسط تغذیه کننده و چت اسپری _
دی اکسید کلر گاز دی اکسید کلر در محل و از محلول ۲۵ درصد کلریت سدیم تولید می شود. سدیم کلریت محلول با گاز کلر، کلر آبی ویا هیدروکلریک اسید وارد سری واکنش اکسیداسیون شیمیایی شده و  تشکیل می دهد. A تزریق گاز ۱/۲۷
اکسیژن مایع و گاز _ اکسیژن خالص یا هوا مشابه گاز اعمال می شود. ۱/۲۳

 

A: اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات غیرآلی مانند فلزات محلول، ترکیبات پیچیده فلزی و تخریب ترکیبات منشاء بو
B: اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات آلی مانند ترکیبات آلی سمی، رنگها و کاهش TOC و NOM
C: بهبود انعقاد
D: استفاده به عنوان پادزیست جهت کنترل جلبکها در مخازن و حوضچه ها، گندزدایی و کنترل رشد میکروبی در سیستم توزیع

روش اکسیداسیون شیمیایی در کنترل بو ، کنترل سولفید هیدروژن ، کنترل رنگ ، حذف آهن و منگنز ، گندزدایی ، کنترل رشد بیولوژیک و گرفتگی واحدهای تصفیه و سیستم توزیع و اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات آلی خاص بکار می رود. جدول ۲ کاربردهای معمول و حائز اهمیت روش های اکسیداسیون شیمیایی در تصفیه فاضلاب را نشان می دهد. بعلاوه، در سال های اخیر روش اکسیداسیون شیمیایی جهت بهبود تصفیه مواد آلی غیرقابل تجزیه بیولوژیکی ، حذف اثرات بازدارندگی برخی ترکیبات آلی و غیرآلی بر رشد میکروبی و کاهش یا حذف مسمویت برخی ترکیبات آلی و غیرآلی بر رشد میکروبی و گیاهان آبزی نیز مورد استفاده قرار گرفته است[۳].

 

جدول ۲. کاربردهای معمول روش اکسیداسیون شیمیایی در جمع آوری ، تصفیه و دفع فاضلاب[۳]

کاربرد ماده شیمیایی مورد استفاده ملاحظات
جمع ­آوری
کنترل رشد لجن Cl2 ، H2O2 کنترل جلبک و باکتری های لجن ساز
کنترل خوردگی Cl2 ، H2O2 ، O3 اکسیداسیون شیمیایی
کنترل بو Cl2 ، H2O2 ، O3 بویژه در ایستگاه های پمپاژ و مناطق مسطح و فاصله حمل فاضلاب طولانی
تصفیه
حذف چربی Cl2 پیش از هوادهی اضافه می شود
کاهش BOD  Cl2 ، O3 اکسیداسیون شیمیایی مواد آلی
اکسیداسیون شیمیایی سولفات فرو Cl2 تولید سولفات فریک و کلرید فریک
کنترل برکه­ ای شدن فیلتر Cl2 حفظ رسوبات بر نازل­های فیلتر
کنترل حشرات و پشه در فیلتر Cl2  حفظ رسوبات بر نازل­های فیلتر در فصل گرم
بالازدگی لجن Cl2 ، H2O2 ، O3 اقدامات کنترل موقت
کنترل میکروارگانیسم های رشته ­ای Cl2 اسپری محلول رقیق کلر بر فوم ایجاد شده توسط ارگانیسم های رشته ای
اکسیداسیون شیمیایی سوپرناتانت هاضم Cl2
کنترل ایجاد کف در هاضم Cl2
اکسیداسیون شیمیایی آمونیوم Cl2 تبدیل آمونیاک به گاز نیتروژن
کنترل بو Cl2 ، H2O2 ، O3 ، MnO4
اکسیداسیون شیمیایی مواد آلی مقاوم O3
دفع/ استفاده مجدد
کاهش باکتری Cl2 ، H2O2 ، O3 ، ClO2 پساب تصفیه خانه، سرریز و سیلاب
کنترل بو Cl2 ، H2O2 ، O3 ، MnO4
حذف رنگ Cl2 ، H2O2 ، O3 ، MnO4

 

در روش اکسیداسیون شیمیایی پیشرفته از روش های گوناگون جهت تولید رادیکال هیدروکسیل استفاده می شود که قادر به اکسید کردن کامل اغلب ترکیبات آلی به دی اکسید کربن و آب و اسیدهای معدنی است. بعلاوه ، رادیکال هیدروکسیل بدون محدودیتی در گروه یا نوع مواد، قادر به اکسید کردن اغلب مواد کاهش یافته است. اما بدلیل طول عمر کم رادیکال آزاد هیدرواکسیل ، دستیابی به غلظت بالای آن غیرممکن است.

 

مراجع

W. W. Eckenfelder, D. L. Ford, and A. J. Englande, Industrial Water Quality, Fourth. The McGraw-Hill Companies, 2009.
G. Tchobanoglous, F. L. Burton, and H. D. Stensel, Wastewater engineering: treatment and reuse, Fourth. New York: McGraw-Hill Education, 2003.
G. Tchobanoglous et al., Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery, Fifth. New York: McGraw-Hill Education, 2014.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *