เทคโนโลยีการบำบัดน้ำด้วยกระบวนการไมโครอิเล็กโทรไลซิส

เมื่อการวิจัยก้าวหน้าขึ้น เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมโดยใช้ไมโครอิเล็กโทรไลซิสเหล็ก-คาร์บอนก็มีความสมบูรณ์มากขึ้นเรื่อยๆ เทคโนโลยีไมโครอิเล็กโทรไลซิสกำลังได้รับความนิยมในการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมที่ยากต่อการบำบัด และมีการนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในทางวิศวกรรม

หลักการของไมโครอิเล็กโทรไลซิสนั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา คือใช้การกัดกร่อนของโลหะเพื่อสร้างเซลล์ไฟฟ้าเคมีสำหรับการบำบัดน้ำเสีย วิธีนี้ใช้เศษเหล็กเหลือทิ้งเป็นวัตถุดิบ ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า จึงเป็นตัวอย่างที่ดีของแนวคิด “บำบัดของเสียด้วยของเสีย” โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในคอลัมน์อิเล็กโทรไลต์ภายในของกระบวนการไมโครอิเล็กโทรไลซิส มักใช้เศษเหล็กเหลือทิ้งและถ่านกัมมันต์เป็นสารเติมเต็ม ผ่านปฏิกิริยาเคมี จะเกิดไอออน Fe2+ ที่มีฤทธิ์รีดิวซ์สูง ซึ่งสามารถลดส่วนประกอบบางอย่างในน้ำเสียที่มีคุณสมบัติในการออกซิเดชันได้

นอกจากนี้ Fe(OH)2 ยังสามารถใช้ในการตกตะกอนในกระบวนการบำบัดน้ำ และถ่านกัมมันต์มีคุณสมบัติในการดูดซับ สามารถกำจัดสารประกอบอินทรีย์และจุลินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น ไมโครอิเล็กโทรไลซิสจึงเกี่ยวข้องกับการสร้างกระแสไฟฟ้าอ่อนๆ ผ่านเซลล์ไฟฟ้าเคมีเหล็ก-คาร์บอน ซึ่งกระตุ้นการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของจุลินทรีย์ ข้อดีที่สำคัญของวิธีการบำบัดน้ำด้วยอิเล็กโทรไลซิสภายในคือ ไม่สิ้นเปลืองพลังงาน และสามารถกำจัดมลพิษและสีต่างๆ จากน้ำเสียได้พร้อมกัน ในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของสารที่ย่อยสลายยาก เทคโนโลยีการบำบัดน้ำด้วยไมโครอิเล็กโทรไลซิสโดยทั่วไปใช้เป็นวิธีการบำบัดเบื้องต้นหรือวิธีการเสริมร่วมกับเทคนิคการบำบัดน้ำอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดและการย่อยสลายทางชีวภาพของน้ำเสีย อย่างไรก็ตาม ก็มีข้อเสียเช่นกัน โดยข้อเสียหลักคือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาค่อนข้างช้า การอุดตันของเครื่องปฏิกรณ์ และความท้าทายในการบำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง

ในขั้นต้น เทคโนโลยีไมโครอิเล็กโทรไลซิสเหล็ก-คาร์บอนถูกนำมาใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากการย้อมสีและการพิมพ์ ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ดี นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยและประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในการบำบัดน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์สูงจากอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ ยา การผลิตถ่านโค้ก น้ำเสียอินทรีย์ที่มีความเค็มสูง การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า ปิโตรเคมี น้ำเสียที่มีสารกำจัดศัตรูพืช รวมถึงน้ำเสียที่มีสารหนูและไซยาไนด์ ในการบำบัดน้ำเสียอินทรีย์ ไมโครอิเล็กโทรไลซิสไม่เพียงแต่กำจัดสารประกอบอินทรีย์เท่านั้น แต่ยังช่วยลดค่า COD และเพิ่มความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ โดยจะช่วยกำจัดหมู่ออกซิเดชันในสารประกอบอินทรีย์ผ่านกระบวนการดูดซับ การตกตะกอน การคีเลต และการตกตะกอนด้วยไฟฟ้า ทำให้เกิดสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการบำบัดต่อไป

ในทางปฏิบัติ การแยกน้ำเสียด้วยไฟฟ้าขนาดเล็กโดยใช้เหล็กและคาร์บอนได้แสดงให้เห็นถึงข้อดีที่สำคัญและโอกาสที่น่าสนใจ อย่างไรก็ตาม ปัญหาต่างๆ เช่น การอุดตันและการควบคุมค่า pH ยังคงจำกัดการพัฒนาของกระบวนการนี้ต่อไป ผู้เชี่ยวชาญด้านสิ่งแวดล้อมจำเป็นต้องทำการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการแยกน้ำเสียด้วยไฟฟ้าขนาดเล็กโดยใช้เหล็กและคาร์บอนในการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมขนาดใหญ่