Καθώς η έρευνα προχωρά, η τεχνολογία για την επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων με τη χρήση μικροηλεκτρόλυσης σιδήρου-άνθρακα έχει γίνει ολοένα και πιο ώριμη. Η τεχνολογία μικροηλεκτρόλυσης κερδίζει έδαφος στην επεξεργασία ανθεκτικών βιομηχανικών λυμάτων και έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην πρακτική της μηχανικής.
Η αρχή της μικροηλεκτρόλυσης είναι σχετικά απλή. Χρησιμοποιεί τη διάβρωση μετάλλων για τη δημιουργία ηλεκτροχημικών κυψελών για την επεξεργασία λυμάτων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί απορρίμματα σιδήρου ως πρώτες ύλες, χωρίς να απαιτεί κατανάλωση ηλεκτρικών πόρων και, ως εκ τούτου, ενσωματώνει την έννοια της «επεξεργασίας αποβλήτων με απορρίμματα». Συγκεκριμένα, στην εσωτερική ηλεκτρολυτική στήλη της διαδικασίας μικροηλεκτρόλυσης, υλικά όπως απορρίμματα σιδήρου και ενεργός άνθρακας χρησιμοποιούνται συχνά ως πληρωτικά. Μέσω χημικών αντιδράσεων, παράγονται ισχυρά αναγωγικά ιόντα Fe2+, τα οποία μπορούν να μειώσουν ορισμένα συστατικά των λυμάτων που διαθέτουν οξειδωτικές ιδιότητες.
Επιπλέον, το Fe(OH)2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πήξη στην επεξεργασία νερού, και ο ενεργός άνθρακας έχει δυνατότητες προσρόφησης, απομακρύνοντας αποτελεσματικά οργανικές ενώσεις και μικροοργανισμούς. Επομένως, η μικροηλεκτρόλυση περιλαμβάνει την παραγωγή ενός ασθενούς ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ενός ηλεκτροχημικού κελιού σιδήρου-άνθρακα, το οποίο διεγείρει την ανάπτυξη και τον μεταβολισμό των μικροοργανισμών. Το βασικό πλεονέκτημα της μεθόδου εσωτερικής ηλεκτρόλυσης επεξεργασίας νερού είναι ότι δεν καταναλώνει ενέργεια και μπορεί ταυτόχρονα να απομακρύνει διάφορους ρύπους και χρωστικές ουσίες από τα λύματα, βελτιώνοντας παράλληλα τη βιοδιασπασιμότητα των ανθεκτικών ουσιών. Η τεχνολογία επεξεργασίας νερού μικροηλεκτρόλυσης χρησιμοποιείται γενικά ως προεπεξεργασία ή συμπληρωματική μέθοδος σε συνδυασμό με άλλες τεχνικές επεξεργασίας νερού για την ενίσχυση της κατεργασιμότητας και της βιοδιασπασιμότητας των λυμάτων. Ωστόσο, έχει και μειονεκτήματα, με κύριο μειονέκτημα τους σχετικά αργούς ρυθμούς αντίδρασης, το μπλοκάρισμα του αντιδραστήρα και τις προκλήσεις στην επεξεργασία λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης.
Αρχικά, η τεχνολογία μικροηλεκτρόλυσης σιδήρου-άνθρακα εφαρμόστηκε στην επεξεργασία λυμάτων βαφής και εκτύπωσης, αποδίδοντας θετικά αποτελέσματα. Επιπλέον, έχει διεξαχθεί εκτεταμένη έρευνα και εφαρμογή στην επεξεργασία λυμάτων πλούσιων σε οργανικές ουσίες από την χαρτοποιία, τα φαρμακευτικά προϊόντα, την οπτανθρακοποίηση, τα οργανικά λύματα υψηλής αλατότητας, την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, τα πετροχημικά, τα λύματα που περιέχουν φυτοφάρμακα, καθώς και τα λύματα που περιέχουν αρσενικό και κυάνιο. Στην επεξεργασία οργανικών λυμάτων, η μικροηλεκτρόλυση όχι μόνο απομακρύνει τις οργανικές ενώσεις, αλλά μειώνει επίσης το COD και ενισχύει τη βιοδιασπασιμότητα. Διευκολύνει την απομάκρυνση οξειδωτικών ομάδων στις οργανικές ενώσεις μέσω προσρόφησης, πήξης, χηλίωσης και ηλεκτροαπόθεσης, δημιουργώντας ευνοϊκές συνθήκες για περαιτέρω επεξεργασία.
Σε πρακτικές εφαρμογές, η μικροηλεκτρόλυση σιδήρου-άνθρακα έχει επιδείξει σημαντικά πλεονεκτήματα και πολλά υποσχόμενες προοπτικές. Ωστόσο, ζητήματα όπως η απόφραξη και η ρύθμιση του pH περιορίζουν την περαιτέρω ανάπτυξη αυτής της διαδικασίας. Οι επαγγελματίες του περιβάλλοντος πρέπει να διεξάγουν περαιτέρω έρευνα για να δημιουργήσουν ευνοϊκότερες συνθήκες για την εφαρμογή της τεχνολογίας μικροηλεκτρόλυσης σιδήρου-άνθρακα στην επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων μεγάλης κλίμακας.
Ώρα δημοσίευσης: 07 Σεπτεμβρίου 2023
