Proces elektrokoagulacji polega na usuwaniu metali ze ścieków w drodze wymiany jonowej. Ogólnie rzecz biorąc, ścieki z przemysłu tekstylnego mają pH wyższe niż 8,5, co jest uważane za stan alkaliczny. Takie alkaliczne środowisko jest idealne do wytrącania metali. Proces elektrokoagulacji przypomina koagulację w katodzie, przy czym w katodzie wytwarzany jest wodór (OH), który reaguje z metalami uwalnianymi z anody. Proces elektrokoagulacji sprzyja także neutralizacji związków jonowych w ściekach.
Wpływ elektrokoagulacji na jakość wody
Wpływ elektrokoagulacji na jakość wody może być zarówno korzystny, jak i szkodliwy dla zasobów wodnych. Proces ten jest skuteczną metodą usuwania metali ze ścieków bez użycia środków chemicznych lub zagęszczacza. Może również zmniejszyć ilość wytwarzanego osadu. Jest to proces stosunkowo energochłonny i wymaga zastosowania elektrod, przez które do wody doprowadzany jest prąd o niskim natężeniu. Jednak korzyści płynące z elektrokoagulacji znacznie przewyższają ryzyko.
Wpływ pH na pH ścieków zależy od zawartości metali w elektrolicie. Odczyn pH określa mechanizm koagulacji i hydrolizowane gatunki metali. Ważne jest również pH wody dopływającej, ponieważ decyduje ono o składzie osadu i jego ładunku powierzchniowym. Wraz ze wzrostem pH tworzy się nierozpuszczalny wodorotlenek glinu. Z drugiej strony, przy pH 10 amorficzny wodorotlenek metalu jest nieobecny. W przypadku kwaśnej wody zasilającej pH ścieków wzrasta, podczas gdy zasadowa woda zasilająca obniża pH. Efekt ten przypisuje się buforującemu działaniu EC.
Wpływ elektrokoagulacji na usuwanie fosforanów
Zbadano wpływ elektrokoagulacji na usuwanie fosforanów z wody pitnej. Metoda ta charakteryzuje się wysokim stopniem usuwania fosforanów i jest wysoce skutecznym sposobem usuwania tego składnika z wody. W procesie elektrokoagulacji jako katodę i anodę stosuje się odpowiednio stal miękką lub nierdzewną. Pojemność adsorpcyjną fosforanów zmierzono przy użyciu modeli izoterm Freundlicha i Langmuira. Stwierdzono, że adsorpcja fosforanów przebiega zgodnie z kinetyką drugiego rzędu. Ponadto badania temperaturowe wykazały, że proces adsorpcji fosforanów jest spontaniczny i endotermiczny.
Stwierdzono, że skuteczność usuwania fosforu zależy od początkowej wartości pH. Przy najniższej wartości pH usuwanie fosforu było nieefektywne, natomiast przy najwyższej wartości pH było wysokie. Najskuteczniejsze poziomy pH do usuwania fosforanów mieściły się w przedziale od pH 7 do pH 11 i były najbardziej odpowiednie do tego zabiegu. Atrakcyjność kolumbiczna zwiększała skuteczność adsorpcji fosforanów przy wysokim pH. Początkowe stężenie fosforanu wynosiło 100 mg/L, a skuteczność elektrokoagulacji 96%.
Wpływ elektrokoagulacji na leki terapeutyczne
Elektrokoagulacja może wpływać na degradację leków poprzez zmianę ich składu chemicznego i właściwości fizycznych. Elektrody, częstotliwość prądu i głębokość kontaktu mogą mieć wpływ na stopień koagulacji. W jednym z badań do podawania trzech prądów elektrochirurgicznych do wątroby bydlęcej użyto czterech elektrod cylindrycznych. Elektrody umieszczono w różnych miejscach na powierzchni wątroby. Dostarczana energia była różna, a proces koagulacji rozpoczynał się na obrzeżach obszaru kontaktu elektrody z tkanką. Wyższe poziomy energii powodowały rozszerzenie procesu koagulacji na pozostałą część tkanki wątroby.
W pracy tej badano również warunki pH, w których koagulacja i elektrokoagulacja są najbardziej efektywne. Stwierdzono, że optymalny zakres pH wynosi około 6-9, co odpowiada potencjałowi zeta cząsteczek kwarcu bliskiemu zeru. Elektrokoagulacja wykazała również zdolność buforowania pH. Kinetyka elektrokoagulacji była również szybka, co pozwoliło na modelowanie badania za pomocą równania szybkości drugiego rzędu.
Wpływ elektrokoagulacji na pigmenty
Badanie wpływu elektrokoagulacji na pigmenty roślinne przeprowadzono w roztworze etanolu zawierającym różne ilości wody. Wyniki tego procesu wykazały, że pigmenty chlorofilowe i karotenoidowe były bardziej wrażliwe na działanie etanolu niż taniny, a te ostatnie były mniej wrażliwe na rozpuszczalniki. Ponadto, wpływ elektrokoagulacji na taniny był podobny do wpływu ekstrakcji rozpuszczalnikowej, co sugeruje, że etanol ma podobny wpływ na te związki.
Osad uzyskany w doświadczeniach ma strukturę płatkową. Zaadsorbowane cząsteczki barwnika potwierdzają tę strukturę. Widma EDS wykazały pik przy 4,8 keV, co wskazuje, że za usuwanie cząsteczek barwnika odpowiedzialne są kłaczki cynku. Jednak podobny wzór zaobserwowano w przypadku próbek innych barwników, co wskazuje, że efekty elektrokoagulacji nie są całkowicie korzystne.
Podobne tematy
