تصفيه الكتروشيميايي فاضلاب نساجي حاوي اسيد قرمز 14 با الكترودهاي آلومينيومي

Electrochemical Treatment of Textile Wastewater Containing Acid Red 14 by Aluminium Electrodes

با توجه به احتمال آلودگي آب‌هاي سطحي و زيرزميني در نزديكي صنايع مصرف‌كننده رنگزا، حذف مواد رنگي از اين فاضلاب‌ها اولويت زيست‌محيطي است. روش انعقاد الكتريكي و شناورسازي الكتريكي براي تصفيه فاضلاب صنايع حاوي رنگزا مناسب است. با اعمال جريان الكتريكي به الكترود كاتد و آند در يك محلول رسانا، با حل‌شدن آند آلومينيومي مواد منعقدكننده در محل توليد و موجب ايجاد لخته‌هايي مي‌شوند كه همراه حباب‌‌هاي گاز هيدروژن توليدي در كاتد شناور مي‌شوند. در اين تحقيق عوامل موثر‌‌ در عملكرد سيستم انعقاد و شناورسازي الكتريكي شامل سطح الكترودها، فاصله بين الكترودها، هدايت الكتريكي محلول و دانسيته جريان الكتريكي بررسي شد و تاثير هر يك از اين پارامترها در بازده حذف رنگزا اسيد قرمز 14 از فاضلاب مصنوعي، مصرف انرژي و آلومينيوم تعيين و مقادير آن‌‌ها بهينه شد. سطح الكترود برابر cm2 86/24، فاصله بين الكترود cm 1، هدايت الكتريكي µS/cm 1600 و دانسيته جريان الكتريكي mA/cm2 60 به‌منزله مقادير بهينه انتخاب شدند. تحت شرايط بهينه در مدت زمان كمتر از 90 دقيقه، بازده حذف 90 درصد رنگزا با غلظت اوليه mg/L 65 حاصل شد و ميزان مصرف انرژي مخصوص kWh/kg Dye Removed 130، مصرف آند kg Al/kg Dye Removed 615/2 و TSS لجن mg/L 15050 به دست آمد. از مزاياي اين روش مي‌‌توان به مصرف كم مواد و انرژي در كنار لجن توليدي كم كه به كاهش هزينه‌‌هاي تصفيه و دفع لجن و مشكلات مربوط به آن منجر مي‌‌شود، اشاره كرد. در نتيجه، استفاده از اين روش به‌منزله گزينه مناسب جايگزين روش‌‌هاي معمول تصفيه مطرح است.

Due to the possibility of contamination of surface and groundwater in the vicinity of dye consuming industries, decolorization of wastewater of these industries is an environmental priority. Electro-coagulation and electro-floatation methods are appropriate for treatment of dye containing wastewater. In a conductive solution, when electricity is supplied to the electrodes, of which one is the positive anode and the other one is the negative cathode, the coagulant is dissolved in-situ from the anode with simultaneous formation of hydroxyl ions and hydrogen gas generation at the cathode. In this study, four parameters of electrode surface area, inter-electrode distance, electrical conductivity and current density were examined. Optimum values of these parameters are determined based on amount of electrical energy and aluminium consumption and best performance of coagulation and bubble generation. With initial dye concentration of 65 mg/l after 90 min of electrolysis, 90% dye removal was achieved under optimum condition of electrode surface area=24.86 cm2, inter-electrode distance=1 cm, electrical conductivity=1600 µS/cm and current density=60 mA/cm2 with specific energy consumption=130 kWh/kg dye removed, anode dissolution=2.615 kg Al/kg dye removed and sludge TSS=15050 mg/L. The advantages of this method are the low material and energy consumption. The amount of produced sludge is low and as a consequence sludge disposal and management costs will be reduced.