تصفیه فاضلاب صنعتی به روش اکسیداسیون شیمیایی پیشرفته (AOP)
یکی دیگر از فرایندهای تصفیه فاضلاب، استفاده از سیستمهای اکسیداسیون پیشرفته میباشد. در این روش از گونههایی از ترکیبات اکسیژن برای حذف آلودگی فاضلاب استفاده میگردد. روشهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)، ازجمله پیشرفتهترین روشهای موردبررسی جهت تصفیه آب و فاضلاب بشمار میروند. در این روش اکسیژن خالص و ازن در مقاطع مختلف در فاضلاب تزریقشده و با خاصیت اکسیدکنندگی قوی سبب تصفیه فاضلاب میگردد. روش (AOP) اکسیداسیون فاضلاب برای فاضلابهای قوی با بار آلودگی بالا بهعنوان یکی از مکملهای فرایند تصفیه بشمار میرود.
اکسیداسیون فاضلاب (AOP) میتواند بهصورت تزریق مستقیم ازن و اکسیژن باشد و هم میتواند بهصورت الکترودها ( پیل شیمیایی ) استفادهشده و عمل نماید.
اکثر تأسیسات تصفیه فاضلاب شهری نیاز به کارآمدی فرآیندی بالا، قابلیت کاربرد تحت شرایط اقلیمی مختلف و همچنین نیاز به فضای کمتر به روش لجن فعال میباشند. یکی از مهمترین مشکلات راهبری سامانههای متفاوت لجن فعال، حجیم شدن لجن و فرار ذرات جامد درنتیجهی عدم عملکرد صحیح مرحلهی دوم تصفیه شامل حوضهای هوادهی و تهنشینی ثانویه میباشد. نظر به اهمیت ویژهی این موضوع، راهکارهای بسیاری در خصوص مقابله با اینگونه مشکلات موردتوجه قرارگرفتهاند که ازجملهی این راهکارها میتوان به روش فرد- فنتون برای کاهش بار آلی فاضلاب اشاره نمود. روش فرد- فنتون جزء روشهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) بوده و روشی قدرتمند و دوستدار محیطزیست است. در روشهای اکسیداسیون پیشرفته، رادیکال هیدروکسیل تولید میشود که عامل اصلی اکسیداسیون است. رادیکال هیدروکسیل عامل اصلی تخریب مواد آلی میباشد زیرا در گرفتن الکترون فعال است، سریع واکنش میدهد، غیرانتخابی است و قادر است از تمام مواد آلی مرکب الکترون بگیرد.
انواع روشهای اکسیداسیون پیشرفته
1. ازن زنی در pH>8
2. ترکیب ازن (O3) و پراکسیدهیدروژن (H2O2)
3. ازن به همراه یک کاتالیست
4. واکنش فنتون
5. الکتروفنتون
6. ترکیب پراکسیدهیدروژن و UV
7. ترکیب UV/H2O2/O3
8. فتوفنتون
9. TiO2/UV
پیشرفتهای اخیر در زمینهی تصفیه شیمیایی آب و فاضلاب منجر به بهبود روشهای تجزیه ترکیبات آلی، محلول و پراکنده در محیطهای آبی گردیده است. بهطورکلی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته بر واکنشهای تخریب (Degradation) اکسیداتیو متکی هستند.
رادیکالهای هیدروکسیل ذرات تشکیلدهنده غیرمعمولی هستند که بیشتر ملکولهای آلی را مورد حمله قرار میدهد. طیف گستردهای از مواد آلی در فاضلابهای شهری و صنعتی شناسایی شده است و حذف این ترکیبات ممکن است پرهزینه باشد بخصوص اگر در نظر باشد، مقدار این مواد را به غلظتهای خیلی کم کاهش داد. برخی از این ترکیبات به علت مقاومت در برابر تجزیه بیولوژیکی و یا سمیت، سبب اختلال در سیستمهای تصفیه بیولوژیکی میگردند. در اواسط دهه معلوم شد که تابش UV بهتنهایی قادر به اکسیداسیون مواد آلی در آب دریا میباشد. به همین دلیل، تکنیکهای مختلف تصفیه جهت تبدیل اینگونه مواد آلی به مواد غیرآلی و یا مواد آلی تجزیهپذیر، مطرح میباشد. یکی از انواع تکنیکها فرآیند اکسیداسیون پیشرفته است. در حال حاضر از این تکنیک جهت تصفیه ترکیبات آلی تجزیهناپذیر، مانند آفتکشها، مواد رنگآمیزی، مواد دارویی و ترکیبات شیمیایی آلی استفاده میشود. همچنین از این روش جهت پیشتصفیه مواد آلی سمی استفادهشده است و بدین ترتیب اثرات منفی مواد آلی سمی بر سیستمهای تصفیهی بیولوژیک کاهش یافته است. مکانیزم اصلی در فرآیند اکسیداسیون پیشرفته، تولید رادیکالهای آزاد واکنشپذیر است. رادیکالهای هیدروکسیل (OHo) در تخریب ترکیبات آلی شیمیایی مؤثر هستند. این رادیکالها الکتروندوست هستند و بهسرعت با نزدیکترین ترکیب آلی الکتروندار وارد واکنش میشوند. پتانسیل اکسیداسیون رادیکال هیدروکسیل مقدار 2.78 میباشد.
اکسیداسیون شیمیایی کلاسیک در تصفیه فاضلاب صنعتی
معمولا تصفیههای شیمیایی کلاسیک شامل افزودن عامل اکسیدکننده به آب حاوی آلودگی برای اکسید کردن آن میباشد. اکسیداسیون شیمیایی به طور وسیع در تصفیه مواد آلی خطرناک مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه با استفاده از تکنولوژی میتوان با پایش پارامترهای فرآیند به طور موثر و بی خطر فرآیند اکسیداسیون را در مقیاس پروژههای بزرگ به کار گرفت. این امر عمدتا به دلیل سهولت دسترسی و مسائل اقتصادی است. لذا بطور مختصر به شرح عملکرد عوامل اکسیدکننده مورد استفاده در تصفیه آب و فاضلاب اشاره میشود.
