W miarę postępu badań technologia oczyszczania ścieków przemysłowych za pomocą mikroelektrolizy żelazowo-węglowej staje się coraz bardziej dojrzała. Technologia mikroelektrolizy zyskuje na znaczeniu w oczyszczaniu opornych ścieków przemysłowych i znalazła szerokie zastosowanie w praktyce inżynierskiej.
Zasada mikroelektrolizy jest stosunkowo prosta; wykorzystuje korozję metali do tworzenia ogniw elektrochemicznych do oczyszczania ścieków. Metoda ta wykorzystuje jako surowiec odpady żelaza, nie wymagając zużycia zasobów elektrycznych, a tym samym ucieleśnia koncepcję „traktowania odpadów odpadami”. W szczególności w wewnętrznej kolumnie elektrolitycznej procesu mikroelektrolizy jako wypełniacze często stosuje się takie materiały, jak odpady żelaza i węgiel aktywny. W wyniku reakcji chemicznych powstają silnie redukujące jony Fe2+, które mogą redukować w ściekach niektóre składniki posiadające właściwości utleniające.
Dodatkowo Fe(OH)2 można stosować do koagulacji w uzdatnianiu wody, a węgiel aktywny ma właściwości adsorpcyjne, skutecznie usuwając związki organiczne i mikroorganizmy. Dlatego mikroelektroliza polega na wytwarzaniu słabego prądu elektrycznego przez ogniwo elektrochemiczne żelazo-węgiel, co stymuluje wzrost i metabolizm mikroorganizmów. Kluczową zaletą metody uzdatniania wody metodą elektrolizy wewnętrznej jest to, że nie zużywa ona energii, a jednocześnie może usuwać ze ścieków różne zanieczyszczenia i zabarwienia, poprawiając jednocześnie biodegradowalność substancji opornych. Technologia uzdatniania wody metodą mikroelektrolizy jest powszechnie stosowana jako metoda obróbki wstępnej lub metoda uzupełniająca w połączeniu z innymi technikami uzdatniania wody w celu poprawy możliwości uzdatniania i biodegradowalności ścieków. Jednakże ma to również wady, z których główną są stosunkowo wolne szybkości reakcji, blokowanie reaktora i wyzwania związane z oczyszczaniem ścieków o wysokim stężeniu.
Początkowo do oczyszczania ścieków farbiarskich i drukarskich stosowano technologię mikroelektrolizy żelazowo-węglowej, uzyskując pozytywne wyniki. Ponadto przeprowadzono szeroko zakrojone badania i zastosowania w oczyszczaniu ścieków bogatych w substancje organiczne z przemysłu papierniczego, farmaceutycznego, koksowniczego, ścieków organicznych o wysokim zasoleniu, galwanizacji, produktów petrochemicznych, ścieków zawierających pestycydy, a także ścieków zawierających arsen i cyjanek. W oczyszczaniu ścieków organicznych mikroelektroliza nie tylko usuwa związki organiczne, ale także zmniejsza ChZT i zwiększa biodegradowalność. Ułatwia usuwanie grup utleniających w związkach organicznych poprzez adsorpcję, koagulację, chelatację i elektroosadzanie, stwarzając dogodne warunki do dalszej obróbki.
W praktycznych zastosowaniach mikroelektroliza żelaza i węgla wykazała znaczące zalety i obiecujące perspektywy. Jednakże problemy takie jak zatykanie i regulacja pH ograniczają dalszy rozwój tego procesu. Specjaliści ds. ochrony środowiska muszą przeprowadzić dalsze badania, aby stworzyć korzystniejsze warunki dla zastosowania technologii mikroelektrolizy żelazowo-węglowej w oczyszczaniu ścieków przemysłowych na dużą skalę.
Czas publikacji: 7 września 2023 r
