อิเล็กโทรโคแอกกูเลชันและอิเล็กโทร-ออกซิเดชัน บำบัดน้ำเสีย | Water Treatment Asia

การบำบัดน้ำเสียแบบเดิมพึ่งพาสารเคมีอย่างมาก ทั้งสารโคแอกกูแลนท์ สารช่วยตกตะกอน (flocculant) สารปรับ pH สารออกซิไดซ์ และสารฆ่าเชื้อ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายทุกเดือน ต้องจัดเก็บและจัดการ และเพิ่มตะกอนที่ต้องกำจัด การบำบัดด้วยไฟฟ้าเคมีแทนที่สารเคมีส่วนใหญ่เหล่านั้นด้วยไฟฟ้า

คู่มือนี้อธิบายสองเทคโนโลยีไฟฟ้าเคมีหลัก คือ อิเล็กโทรโคแอกกูเลชัน (EC) และ อิเล็กโทร-ออกซิเดชัน (EO) หลักการทำงาน สิ่งที่กำจัดได้ และที่ที่เหมาะกับโรงงานอุตสาหกรรมในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

ประเด็นสำคัญ

• อิเล็กโทรโคแอกกูเลชัน ใช้ขั้วไฟฟ้าโลหะและกระแสไฟตรงปล่อยไอออนที่ทำให้ตกตะกอนลงในน้ำ ทำให้ของแข็งแขวนลอย น้ำมัน สี และโลหะหนักจับตัวเป็นก้อนและแยกออก
• อิเล็กโทร-ออกซิเดชัน ใช้แอโนดที่ไม่ละลายเพื่อสร้างสารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังในน้ำโดยตรง ทำลายสารอินทรีย์ที่เป็นมลพิษ แอมโมเนีย และเชื้อโรค
• ทั้งสองไม่ใช้สารเคมีหรือใช้น้อยมาก: ไม่มีโพลิเมอร์ สารโคแอกกูแลนท์ หรือสารฆ่าเชื้อที่ต้องซื้อ จัดเก็บ หรือจ่าย
• ประโยชน์ทั่วไป: ต้นทุนการดำเนินงานต่ำลง ตะกอนน้อยลง ใช้พื้นที่น้อย และเป็นระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

อิเล็กโทรโคแอกกูเลชันคืออะไร

อิเล็กโทรโคแอกกูเลชัน (EC) เป็นกระบวนการไฟฟ้าเคมีที่ทำให้สิ่งปนเปื้อนเสียสมดุลและกำจัดออก โดยผ่านกระแสไฟตรง (DC) ผ่านขั้วไฟฟ้าโลหะ ซึ่งมักเป็นเหล็กหรืออะลูมิเนียม ที่จุ่มอยู่ในน้ำ

อิเล็กโทรโคแอกกูเลชันทำงานอย่างไร

1. กระแสไฟฟ้า: กระแสไฟตรงไหลระหว่างแอโนดและแคโทดในเครื่องปฏิกรณ์
2. ปล่อยไอออนโลหะ: แอโนดแบบยอมสึกหรอ (sacrificial) ละลายอย่างช้าๆ ปล่อยไอออนเหล็กหรืออะลูมิเนียมลงในน้ำ
3. การสะเทินประจุ: ไอออนเหล่านี้สะเทินประจุไฟฟ้าที่ทำให้อนุภาคละเอียด คอลลอยด์ และน้ำมันอิมัลชันลอยอยู่ในน้ำ
4. การก่อตัวเป็นฟล็อก: ไอออนก่อตัวเป็นโลหะไฮดรอกไซด์ที่จับสิ่งสกปรก น้ำมัน และโลหะหนักเป็นฟล็อกขนาดใหญ่ขึ้น
5. การแยก: ฟองไฮโดรเจนจากแคโทดยกฟล็อกบางส่วนลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ขณะที่ตะกอนหนักกว่าตกลงด้านล่าง ทั้งสองอย่างกำจัดออกได้ง่ายด้วยการลอยตะกอน การตกตะกอน หรือการกรอง

เนื่องจากสารโคแอกกูแลนท์ถูกสร้างขึ้นในที่ จึงไม่ต้องจ่ายโพลิเมอร์หรือสารโคแอกกูแลนท์อย่าง PAC หรือ PAM และตะกอนที่เกิดขึ้นมักกะทัดรัดและรีดน้ำออกได้ง่ายกว่าตะกอนจากสารเคมี

อะไรมีผลต่อประสิทธิภาพของอิเล็กโทรโคแอกกูเลชัน

• วัสดุขั้วไฟฟ้า: เหล็กและอะลูมิเนียมเป็นมาตรฐาน การเลือกขึ้นอยู่กับสิ่งปนเปื้อนที่ต้องกำจัด
• การจัดวางขั้วไฟฟ้า: แบบโมโนโพลาร์ (ขนาน) เหมาะกับน้ำที่นำไฟฟ้าต่ำ ขณะที่แบบไบโพลาร์ (อนุกรม) เหมาะกับน้ำที่นำไฟฟ้าสูง
• ความหนาแน่นกระแสและเวลาในการบำบัด: กระแสมากขึ้นและเวลาสัมผัสนานขึ้นเพิ่มการกำจัด แต่ก็เพิ่มพลังงานและการสึกหรอของขั้วไฟฟ้า ค่าที่เหมาะสมที่สุดหาได้จากการทดสอบ
• pH และค่าการนำไฟฟ้า: ทั้งสองมีผลต่อการก่อตัวเป็นฟล็อกและความต้องการกำลังไฟ

อิเล็กโทร-ออกซิเดชันคืออะไร

อิเล็กโทร-ออกซิเดชัน (EO) หรือที่เรียกว่าแอโนดิกออกซิเดชัน เป็นกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง แอโนดทำจากวัสดุเคลือบพิเศษที่เสถียรและไม่ละลาย เมื่อกระแสไหล แอโนดจะสร้างสารที่ไวต่อปฏิกิริยาสูงในน้ำโดยตรง ได้แก่ ไฮดรอกซิลเรดิคัล โอโซน และในที่ที่มีคลอไรด์ จะได้คลอรีนแอกทีฟ

• ออกซิเดชันโดยตรง: ไฮดรอกซิลเรดิคัลที่ผิวแอโนดโจมตีโมเลกุลอินทรีย์ แยกสลายทีละขั้นจนในที่สุดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
• ออกซิเดชันผ่านตัวกลาง: สารออกซิไดซ์ เช่น คลอรีนแอกทีฟ กระจายในน้ำและบำบัดต่อไปได้ไกลจากขั้วไฟฟ้า ซึ่งยังฆ่าเชื้อด้วย

อิเล็กโทร-ออกซิเดชันมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษกับมลพิษที่การบำบัดทางชีวภาพจัดการไม่ได้ เช่น สีย้อม ยา สารกำจัดศัตรูพืช ฟีนอล แอมโมเนีย และสารประกอบที่ย่อยสลายยากอื่นๆ

อิเล็กโทรโคแอกกูเลชัน เทียบกับ อิเล็กโทร-ออกซิเดชัน

	อิเล็กโทรโคแอกกูเลชัน (EC)	อิเล็กโทร-ออกซิเดชัน (EO)
ขั้วไฟฟ้า	แบบยอมสึกหรอ (เหล็กหรืออะลูมิเนียม) เปลี่ยนเป็นระยะ	แอโนดเคลือบที่เสถียรและไม่ละลาย
กลไกหลัก	โคแอกกูเลชัน การรวมตะกอน และการลอยตะกอน	ออกซิเดชันด้วยเรดิคัล โอโซน และคลอรีนแอกทีฟ
กำจัดได้ดีที่สุด	ของแข็งแขวนลอย น้ำมันและไขมัน สี โลหะหนัก ฟอสเฟต ซิลิกา	สารอินทรีย์ที่ละลาย (COD) แอมโมเนีย สีย้อม สารประกอบที่ย่อยสลายยาก เชื้อโรค
ผลพลอยได้	ตะกอนโลหะไฮดรอกไซด์แบบกะทัดรัด	ตะกอนน้อยมากหรือไม่มีเลย
ต้นทุนดำเนินงานหลัก	ไฟฟ้าและการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้า	ไฟฟ้า

ทั้งสองกระบวนการทำงานร่วมกันได้ดี EC กำจัดของแข็ง น้ำมัน และโลหะก่อน จากนั้น EO ขัดเกลาสารอินทรีย์ที่ละลายที่เหลือและฆ่าเชื้อ การรวมกันมักได้มาตรฐานการบำบัดที่ต้นทุนพลังงานรวมต่ำกว่าการใช้กระบวนการใดกระบวนการหนึ่งเพียงอย่างเดียว

การใช้งานทั่วไป

การบำบัดด้วยไฟฟ้าเคมีได้รับการทดสอบและใช้งานกับน้ำและน้ำเสียหลากหลายประเภท รวมถึง:

• น้ำเสียจากสิ่งทอและโรงย้อม ซึ่ง EC เป็นหนึ่งในวิธีกำจัดสีที่มีประสิทธิภาพที่สุด
• น้ำเสียที่มีน้ำมัน น้ำมันตัดโลหะ และอิมัลชัน
• น้ำเสียจากอาหาร เครื่องดื่ม น้ำมันพืช และร้านอาหาร
• น้ำเสียจากโรงกลั่นน้ำมันและน้ำที่ผลิตจากแหล่งน้ำมัน
• น้ำทิ้งจากงานตกแต่งผิวโลหะและงานชุบด้วยไฟฟ้าที่มีโลหะหนัก
• น้ำเสียจากซักรีด ชุมชน และอุตสาหกรรมกระดาษ
• น้ำผิวดินและน้ำบาดาลที่มีสารหนู ซิลิกา ความกระด้าง หรือสารอินทรีย์ธรรมชาติ
• น้ำหล่อเย็น ที่ระบบ EST ของ Elgressy ใช้อิเล็กโทรไลซิสป้องกันตะกรัน การเกาะของสิ่งมีชีวิต และการกัดกร่อนโดยไม่ใช้สารยับยั้งทางเคมี

ประโยชน์สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม

• ไม่ใช้สารเคมี: ไม่มีสารโคแอกกูแลนท์ โพลิเมอร์ หรือสารฆ่าเชื้อที่ต้องซื้อ จัดเก็บ หรือจัดการ
• ตะกอนน้อยลง: ปริมาณตะกอนต่ำกว่าการตกตะกอนด้วยสารเคมีแบบเดิม
• ต้นทุนดำเนินงานต่ำ: ต้นทุนหลักคือไฟฟ้า และสำหรับ EC คือค่าเปลี่ยนขั้วไฟฟ้า
• กะทัดรัดและเรียบง่าย: ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวในเครื่องปฏิกรณ์ ใช้พื้นที่น้อย และติดตั้งเพิ่มในโรงงานเดิมได้ง่าย
• อัตโนมัติ: ต้องการการแทรกแซงจากผู้ปฏิบัติงานน้อยที่สุดหลังเริ่มใช้งาน
• รอยเท้าคาร์บอนต่ำลง: การจัดส่งสารเคมีน้อยลง และการขนส่งและกำจัดตะกอนน้อยลง

เริ่มต้นด้วยการทดสอบความสามารถในการบำบัด

น้ำเสียแต่ละแห่งต่างกัน วิธีที่เชื่อถือได้ที่สุดในการกำหนดขนาดระบบไฟฟ้าเคมีและยืนยันอัตราการกำจัด การใช้พลังงาน และต้นทุนการดำเนินงาน คือการทดสอบความสามารถในการบำบัดกับน้ำจริงของคุณ ตามด้วยการทดสอบนำร่องหน้างานเมื่อจำเป็น Elgressy จัดหาอุปกรณ์ทดสอบระดับห้องปฏิบัติการและนำร่องสำหรับวัตถุประสงค์นี้โดยเฉพาะ

บทความที่เกี่ยวข้อง

• ตะกรันแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
• Legionella ในคูลลิ่งทาวเวอร์: ความเสี่ยง สัญญาณเตือน และวิธีป้องกัน
• เหล็กกล้าคาร์บอนในระบบทำความเย็น: ประเภท คุณสมบัติ และการควบคุมการกัดกร่อน

คุยกับเราเรื่องน้ำเสียของคุณ

Water Treatment Asia เป็นผู้จัดจำหน่ายระบบบำบัดน้ำด้วยไฟฟ้าเคมี Elgressy แต่เพียงผู้เดียวในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ รวมถึงอิเล็กโทรโคแอกกูเลชัน (EEC) อิเล็กโทร-ออกซิเดชัน (EEO) และ Electrolysis Scale Treatment (EST) ติดต่อทีมงานของเราเพื่อหารือการใช้งานของคุณและนัดทดสอบความสามารถในการบำบัด