Elektrokoagulazioa (EC) hondakin-uren kutsatzaileak kentzeko korronte elektrikoa erabiltzen duen prozesu bat da. Sakrifizio-elektrodoak disolbatzeko korronte zuzeneko elikadura aplikatzean datza, eta ondoren elektrodo horiek kutsatzaileekin koagulatzen diren metal ioiak askatzen dituzte. Metodo hau ospea lortu du bere eraginkortasunagatik, ingurumenarekiko errespetua eta hondakin-uren mota desberdinak tratatzeko duen moldakortasunagatik.
Elektrokoagulazioaren printzipioak
Elektrokoagulazioan, korronte elektrikoa hondakin-uretan murgilduta dauden metalezko elektrodoetatik pasatzen da. Anodoa (elektrodo positiboa) disolbatu egiten da, aluminioa edo burdina bezalako metal katioiak uretara askatuz. Metal ioi hauek uretan dauden kutsatzaileekin erreakzionatzen dute, hidroxido disolbaezinak sortuz, hauek elkartu eta erraz kendu daitezkeenak. Katodoak (elektrodo negatiboa) hidrogeno gasa sortzen du, eta horrek partikula koagulatuak gainazalera flotatzen laguntzen du, gainazaletik kentzeko.
Prozesu orokorra urrats hauetan laburbil daiteke:
Elektrolisia: korronte zuzeneko elikadura aplikatzen zaie elektrodoei, anodoa disolbatu eta metal ioiak askatzea eraginez.
Koagulazioa: Askatutako metal ioiek partikula esekituen eta disolbatutako kutsatzaileen kargak neutralizatzen dituzte, agregatu handiagoak eratuz.
Flotazioa: Katodoan sortutako hidrogeno gas burbuilak agregatuei itsasten zaizkie, eta horrek gainazalera flotatzen uzten ditu.
Bereizketa: Lohi flotatzailea gaingabetuaren bidez kentzen da, eta finkatutako lohia, berriz, hondotik biltzen da.
DC elikatze-iturriaren abantailak elektrokoagulazioan
Eraginkortasuna: korronte zuzeneko elikatze-iturriak aplikatutako korrontearen eta tentsioaren kontrol zehatza ahalbidetzen du, elektrodoen disoluzioa optimizatuz eta kutsatzaileen koagulazio eraginkorra bermatuz.
Sinpletasuna: Korronte zuzeneko elikatze-iturria erabiliz elektrokoagulazioaren konfigurazioa nahiko sinplea da, elikatze-iturri bat, elektrodoak eta erreakzio-ganbera bat barne hartzen baititu.
Ingurumenarekiko errespetua: Koagulazio kimikoaren aldean, elektrokoagulazioak ez du kanpoko produktu kimikorik gehitu behar, bigarren mailako kutsaduraren arriskua murriztuz.
Malgutasuna: EC-k kutsatzaile sorta zabala trata dezake, besteak beste, metal astunak, konposatu organikoak, solido esekiak eta baita patogenoak ere.
Elektrokoagulazioaren aplikazioak hondakin-uren tratamenduan
Industriako hondakin-urak: Elektrokoagulazioa oso eraginkorra da metal astunak, koloratzaileak, olioak eta beste kutsatzaile konplexu batzuk dituzten industriako hondakin-urak tratatzeko. Ehungintza, galvanizazioa eta farmazia bezalako industriek onura ateratzen dute EC-k substantzia toxikoak kentzeko eta oxigeno-eskaria kimikoa (OKE) murrizteko duen gaitasunaz.
Udal hondakin-urak: KEa udal hondakin-urak tratatzeko lehen edo bigarren mailako metodo gisa erabil daiteke, solido esekiak, fosfatoak eta patogenoak kentzen lagunduz. Tratatutako uraren kalitate orokorra hobetzen du, isurketarako edo berrerabiltzeko egokia bihurtuz.
Nekazaritzako isurketa: EC gai da pestizidak, ongarriak eta materia organikoa dituen nekazaritzako isurketa tratatzeko. Aplikazio honek nekazaritza-jarduerek inguruko ur-masetan duten eragina murrizten laguntzen du.
Ekaitz-uren tratamendua: EK ekaitz-uren isurketan aplika daiteke sedimentuak, metal astunak eta beste kutsatzaile batzuk kentzeko, ur-masa naturaletara sartzea eragotziz.
Funtzionamendu-parametroak eta optimizazioa
Elektrokoagulazioaren eraginkortasuna hainbat funtzionamendu-parametroren araberakoa da, besteak beste:
Korronte-dentsitatea: Elektrodoaren azalera-unitateko aplikatzen den korronte-kantitateak metal-ioien askapen-tasan eta prozesuaren eraginkortasun orokorrean eragiten du. Korronte-dentsitate handiagoek tratamenduaren eraginkortasuna handitu dezakete, baina energia-kontsumo handiagoa eta elektrodoen higadura ere ekar ditzakete.
Elektrodoaren materiala: Elektrodoaren materialaren aukeraketak (normalean aluminioa edo burdina) koagulazioaren mota eta eraginkortasunean eragina du. Material desberdinak hautatzen dira hondakin-uretan dauden kutsatzaile espezifikoen arabera.
pHa: Hondakin-uren pHak metal hidroxidoen disolbagarritasunean eta eraketan eragina du. pH maila optimoek sortutako agregatuen koagulazio-eraginkortasun handiena eta egonkortasuna bermatzen dituzte.
Elektrodoen konfigurazioa: Elektrodoen antolamenduak eta tarteak eragina dute eremu elektrikoaren banaketan eta tratamendu-prozesuaren uniformetasunean. Konfigurazio egokiak metal ioien eta kutsatzaileen arteko kontaktua hobetzen du.
Erreakzio-denbora: Elektrokoagulazioaren iraupenak kutsatzaileak kentzeko neurrian eragiten du. Erreakzio-denbora egokiak kutsatzaileen koagulazio eta bereizketa osoa bermatzen du.
Erronkak eta etorkizuneko norabideak
Bere abantailak gorabehera, elektrokoagulazioak zenbait erronka ditu:
Elektrodoen kontsumoa: Anodoaren izaera sakrifikatuak pixkanaka kontsumitzea dakar, eta aldian-aldian ordezkatu edo birsortu egin behar da.
Energia-kontsumoa: Korronte zuzeneko elikatze-iturriak kontrol zehatza ahalbidetzen duen arren, energia-kontsumo handia izan daiteke, batez ere eskala handiko eragiketetarako.
Lohien kudeaketa: Prozesuak behar bezala kudeatu eta bota behar diren lohiak sortzen ditu, eta horrek funtzionamendu-kostuak handitzen ditu.
Etorkizuneko ikerketa eta garapenek erronka hauei aurre egitea dute helburu:
Elektrodoen materialak hobetzea: Kontsumoa murrizteko eta errendimendua hobetzeko elektrodoen material iraunkor eta eraginkorragoak garatzea.
Energia-hornidura optimizatzea: Energia-kontsumoa murrizteko eta tratamendu-eraginkortasuna hobetzeko, energia-hornidurarako teknika aurreratuak erabiltzea, hala nola pultsatutako korrontea.
Lohien kudeaketa hobetzea: Lohiak murrizteko eta balorizatzeko metodoak berritzea, hala nola lohiak azpiproduktu erabilgarri bihurtzea.
Ondorioz, korronte zuzeneko elikatze-iturriak funtsezko zeregina du hondakin-uren tratamendurako elektrokoagulazioan, hainbat kutsatzaile kentzeko irtenbide eraginkorra, ingurumena errespetatzen duena eta moldakorra eskainiz. Aurrerapen eta optimizazio jarraituekin, elektrokoagulazioa hondakin-uren tratamendu globaleko erronkei aurre egiteko metodo are bideragarriagoa eta iraunkorragoa bihurtzeko bidean dago.
Argitaratze data: 2024ko uztailaren 12a
