فناوری تصفیه آب الکترودیالیز

الکترودیالیز (ED) فرآیندی است که از یک غشای نیمه تراوا و یک میدان الکتریکی جریان مستقیم برای انتقال انتخابی ذرات باردار املاح (مانند یون‌ها) از محلول استفاده می‌کند. این فرآیند جداسازی محلول ها را با دور کردن املاح باردار از آب و سایر اجزای غیر باردار، تغلیظ، رقیق، تصفیه و تصفیه می کند. الکترودیالیز به یک عملیات واحد شیمیایی در مقیاس بزرگ تبدیل شده است و نقش مهمی در فناوری جداسازی غشا ایفا می کند. کاربرد گسترده ای در صنایعی مانند نمک زدایی شیمیایی، نمک زدایی آب دریا، مواد غذایی و دارویی و تصفیه فاضلاب دارد. در برخی مناطق به روش اولیه برای تولید آب آشامیدنی تبدیل شده است. مزایایی مانند مصرف انرژی کم، مزایای اقتصادی قابل توجه، پیش تصفیه ساده، تجهیزات بادوام، طراحی سیستم انعطاف پذیر، بهره برداری و نگهداری آسان، فرآیند تمیز، مصرف کم مواد شیمیایی، حداقل آلودگی زیست محیطی، طول عمر طولانی دستگاه و نرخ بازیافت آب بالا (معمولا از 65٪ تا 80٪.

تکنیک‌های رایج الکترودیالیز عبارتند از: الکترودیونیزاسیون (EDI)، معکوس کردن الکترودیالیز (EDR)، الکترودیالیز با غشاهای مایع (EDLM)، الکترودیالیز در دمای بالا، الکترودیالیز از نوع رول، الکترودیالیز غشایی دوقطبی و غیره.

الکترودیالیز را می توان برای تصفیه انواع فاضلاب از جمله فاضلاب آبکاری و فاضلاب آلوده به فلزات سنگین استفاده کرد. می توان از آن برای استخراج یون های فلزی و سایر مواد از فاضلاب استفاده کرد که در عین حال امکان بازیافت و استفاده مجدد از آب و منابع ارزشمند را فراهم می کند و در عین حال آلودگی و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد. مطالعات نشان داده‌اند که الکترودیالیز می‌تواند مس، روی و حتی اکسید Cr3+ را به Cr6+ در طول درمان محلول‌های غیرفعال‌سازی در فرآیند تولید مس بازیابی کند. علاوه بر این، الکترودیالیز با تبادل یونی برای بازیافت فلزات سنگین و اسیدها از فاضلاب اسید ترشی در کاربردهای صنعتی ترکیب شده است. دستگاه های الکترودیالیز با طراحی ویژه، با استفاده از رزین های تبادل آنیون و کاتیون به عنوان پرکننده، برای تصفیه فاضلاب فلزات سنگین، دستیابی به بازیافت حلقه بسته و تخلیه صفر استفاده شده است. همچنین می توان از الکترودیالیز برای تصفیه فاضلاب قلیایی و فاضلاب آلی استفاده کرد.

تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه کلیدی کنترل آلودگی و استفاده مجدد از منابع در چین، تصفیه فاضلاب شستشوی قلیایی حاوی گاز دم کلر زنی پروپان اپوکسی را با استفاده از الکترولیز غشای تبادل یونی مورد مطالعه قرار داد. هنگامی که ولتاژ الکترولیز 5.0 ولت و زمان گردش 3 ساعت بود، نرخ حذف COD فاضلاب به 78٪ رسید و نرخ بازیابی قلیایی به 73.55٪ رسید که به عنوان یک پیش تصفیه مؤثر برای واحدهای بیوشیمیایی بعدی عمل می کند. همچنین از فناوری الکترودیالیز برای تصفیه فاضلاب اسید آلی پیچیده با غلظت بالا با غلظت های بین 3 تا 15 درصد توسط شرکت پتروشیمی شاندونگ لوهوا استفاده شده است. این روش هیچ گونه باقیمانده یا آلودگی ثانویه ایجاد نمی کند و محلول غلیظ به دست آمده حاوی 20% تا 40% اسید است که قابل بازیافت و تصفیه است و میزان اسید در فاضلاب را به 0.05% تا 0.3% کاهش می دهد. علاوه بر این، شرکت پتروشیمی سینوپک سیچوان از دستگاه الکترودیالیز تخصصی برای تصفیه فاضلاب میعانات استفاده کرد که حداکثر ظرفیت تصفیه 36 تن در ساعت را به دست آورد و میزان نیترات آمونیوم در آب غلیظ شده به بالای 20 درصد رسید و نرخ بازیافت بیش از 96 را به دست آورد. ٪. آب شیرین تیمار شده دارای کسر جرمی نیتروژن آمونیوم ≤40mg/L بود که مطابق با استانداردهای زیست محیطی بود.