کاربرد فرایند انعقاد الکتریکی برای حذف فلز سنگین باریم از فاضلاب صنعتی

در دهه‌های اخیر، آلودگی فاضلاب‌های صنعتی با فلزات سنگین یکی از مهم‌ترین چالش‌های محیط‌زیستی در جهان به شمار می‌آید. باریم به عنوان یکی از این فلزات، به دلیل پایداری و تحرک بالا در محیط آبی، تهدیدی جدی برای سلامت انسان و اکوسیستم‌ها محسوب می‌شود. در این پژوهش، فرایند انعقاد الکتریکی به عنوان روشی نوین، کارآمد و دوستدار محیط‌زیست برای حذف یون‌های باریم از فاضلاب صنعتی قرار است که بررسی شود. این روش با استفاده از الکترودهای فداشونده آهنی و آلومینیومی و اعمال جریان مستقیم، گونه‌های منعقدکننده را به‌صورت درجا تولید کرده و باعث ناپایدارسازی و رسوب‌دهی یون‌های باریم می‌شود. آزمایش‌ها در مقیاس آزمایشگاهی و در رآکتور ناپیوسته طراحی شده‌اند. پارامترهای موثر شامل ph اولیه، چگالی جریان، زمان واکنش، فاصله بین الکترودها، نوع الکترود و تعداد الکترودها بررسی می‌گردد. غلظت باریم باقی‌مانده با استفاده از طیف‌سنجی نوری اندازه‌گیری خواهد شد و داده‌ها با نرم‌افزار design expert تحلیل می‌شوند تا شرایط بهینه حذف تعیین گردد. نتایج اولیه نشان داد که در شرایط بهینه ph خنثی و چگالی جریان متوسط، راندمان حذف بیش از 95 درصد قابل دستیابی است. همچنین بررسی مشخصه‌های لجن تولیدشده با روش‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی ، پراش اشعه ایکس ، طیف‌سنجی فتوالکترون ایکس و طیف‌سنجی مادون قرمز تبذیل فوریه نشان داد که مکانیسم اصلی حذف شامل ترکیب فرآیندهای جذب سطحی، رسوب‌سازی و تشکیل کمپلکس‌های نامحلول باریم است. مقایسه این روش با سایر فناوری‌های متداول نظیر رسوب‌گذاری شیمیایی یا جذب سطحی بیانگر مزیت‌هایی چون کاهش مصرف مواد شیمیایی، تولید لجن کمتر و سهولت بهره‌برداری است. یافته‌های این پژوهش، کاربرد صنعتی انعقاد الکتریکی را در تصفیه فاضلاب‌های حاوی فلزات سنگین به خصوص باریم را تایید کرده و زمینه‌ساز توسعه سامانه‌های پایلوت و نیمه‌صنعتی برای تصفیه و بازیافت آب در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و متالورژی می‌باشد.