تصفیه فاضلاب نفتی توسط فرایند انعقاد الکتریکی با استفاده از آلومینیوم بازیافتی به عنوان الکترود: بهینه سازی و ارزیابی اقتصادی فرایند

هدف این پژوهش ارزیابی اقتصادی و بهینه سازی فرایند انعقاد الکتریکی برای تصفیه یک نمونه فاضلاب واقعی حاصل از پالایش نفت با COD اولیه ۴۰۶ میلی گرم در لیتر با استفاده از آلومینیوم ضایعاتی به عنوان الکترود سوراخ دار (آند و کاتد) و انرژی خورشیدی دریافت شده توسط صفحه خورشیدی به منظور تامین برق موردنیاز فرایند بود. پارامترهای زمان الکترولیز (صفر تا ۶۰ دقیقه)، چگالی جریان (۹۸/۶ تا ۹/۳۴ آمپر بر مترمربع) و فواصل الکترود (۱ تا ۵ سانتی متر) به روش پاسخ سطحی و طراحی مربعات مرکزی (با سه پارامتر اصلی در پنج سطح برای هر پارامتر) برای تعیین شرایط بهینه آزمایش ها، بررسی شد. نتایج آزمایش ها نشان دهنده اهمیت بیشتر فواصل الکترود در کنار چگالی جریان بود که به صورت مستقیم به تعداد و اندازه سوراخ های ایجاد شده بر روی الکترود وابسته بود. ارزیابی های اقتصادی نشان دهنده قابلیت استفاده از ضایعات آلومینیوم به عنوان جایگزینی برای آلومینیوم عادی بود که منجر به صرفه جویی در هزینه های عملیاتی شد. درنهایت شرایط بهینه برای انجام آزمایش ها در زمان الکترولیز ۴۸ دقیقه، چگالی جریان ۹۲/۲۷ آمپر بر مترمربع و فاصله الکترود ۲ سانتی متر به دست آمد. در این شرایط، درصد حذف COD و TDS به ترتیب معادل ۷۰ و ۳/۱۵ درصد حاصل شد که نسبتا مطابق پیش بینی مدل طراحی شده (به ترتیب معادل ۷/۶۸ و ۱/۱۵ درصد) بود. طبق محاسبات انجام شده در این پژوهش و در نظر گرفتن هزینه های موردنیاز به منظور تامین انرژی خورشیدی، با قیمت فعلی انرژی در ایران (شهر تهران)، استفاده از انرژی خورشیدی به منظور تامین انرژی موردنیاز فرایند انعقاد الکتریکی در مقیاس کوچک توصیه نمی شود. از دلایل اصلی بهینه نبودن استفاده از انرژی خورشیدی در مقیاس های کوچک تر ارزانی برق صنعتی در کشور است.

کلیدواژه ها:

تصفیه الکتروشیمیایی ، انعقاد الکتریکی ، فاضلاب نفتی ، انرژی خورشیدی ، ضایعات فلزی ، الکترود سوراخ دار