عنوان اختراع: ساخت الكترودهای ضدخورندگی و ضد رسوب جهت كاربرد در زمینه تصفیه فاضلاب

خلاصه اختراع

استفاده از زمین دفن جهت دفع نهایی مواد زاید جامد به صورت وسیعی در دنیا كاربرد دارد. در واقع، دفن در زمین متداولترین ‏الگوی دفع مواد زا ئد جامد شهری در اغلب كشورها حتی كشورهای توسعه یافته است. یكی از مشكلات عمده دفن زائدات ‏شهری در زمین تولید شیرابه است‏‎.‎‏ آب باران در اثر نفوذ درون زمین دفن زائدات، مواد آلی و غیرآلی مختلف موجود در زائدات ‏جامد را در خود حل كرده و با خود منتقل می كند. اگر محتوای رطوبت زائدات جامد از ظرفیت جذب رطوبت آن بیشتر باشد مابقی ‏آن به صورت شیرابه خارج می شود. میزان تولید شیرابه كم است ولی غلظت مواد سمی خطرناك و پاتوژنهای بیماریزا در آن ‏بالاست. شیرابه تولیدی از زائدات جامد جداشده و در اثر نفوذ در زمین و رسیدن به سفره های آب زیرزمینی باعث آلودگی آبهای ‏زیرزمینی و به مخاطره افتادن حیات انسان و آبزیان گردد. شیرابه زمین دفن حاوی غلظت بالایی مواد آلی دیر تجزیه پذیر ‏نظیر مواد هیومیكی، مواد آلی كلردار، بنزن، تولوئن، زایلن، مواد غیر آلی، فلزات سنگین و نیتروژن آمونیاكی است. ‏بسیاری از این تركیبات دیر تجزیه پذیر موجود در زائدات زمین دفن نظیر 4-كلروفنول و بنزیل سوكسینیك اسید در لیست آلاینده ‏های مقدم با خاصیت سرطانزایی هستند، بنابراین پایش و تصفیه شیرابه تولیدی در مركز دفن مواد زاید جامد جهت حذف ‏تركیبات دیر تجزیه پذیر سمی و خطرناك یكی از ضرورتهای زیست محیطی است. جهت حذف مواد موجود در شیرابه روشهایی ‏نظیر فرآیندهای بیولوژیك، اكسیداسیون پیشرفته،اكسیداسیون الكتروشیمیایی، ازن زنی، كوآگولاسیون/ فلوكولاسیون، جذب بر ‏روی كربن فعال، شناور سازی، فیلتراسیون، تكنولوژی غشایی و اسمز معكوس به كار برده شده است. كه در بین روشهای بكار رفته جهت تصفیه، بعضها تاثیر كم و بعضی دیگر اثر مثیت داشته ولی از خورندگی بالایی برخوردار هستند. بعنوان مثال : روش كوآگولاسیون/ ‏فلوكولاسیون جهت تصفیه شیرابه كاربرد زیادی دارد ولی تولید لجن زیادی را در پی دارد. استفاده از كربن فعال جهت حذف مواد ‏آلی شیرابه كاربرد زیادی دارد ولی هزینه تهیه كربن فعال بالاست و تصفیه و بازیافت آن گران است. علاوه بر این الگوهای حذفی نظیر كربن فعال و اسمز معكوس تنها آلاینده را از یك فاز به فاز دیگر منتقل می كنند. از میان ‏روشهای موجود‎ ‎تصفیه بیولوژیك باصرفه ترین گزینه تصفیه شیرابه در قیاس با دیگر روشهاست، با این حال حضور تركیبات دیر ‏تجزیه پذیر و مواد سمی در شیرابه خصوصاً شیرابه رسیده تجزیه بیولوژیك آنرا دشوار می سازد. بنابراین اضافه كردن ‏فرآیندهای فیزیكوشیمیایی جهت پیش تصفیه شیرابه پیش از تصفیه بیولوژیك ضرورتی اجتناب ناپذیر است‏. یكی از فرآیندهای اكسیداسیون پیشرفته مورد استفاده جهت اكسیداسیون تركیبات دیر تجزیه پذیر فرآیند اكسیداسیون ‏فتوكاتالیستی می باشد. با این حال كاربرد فرآیند فتوكاتالیستی به تنهایی جهت پیش تصفیه شیرابه با توجه به محتوای آلی و غیر ‏الی پیچیده آن با محدودیت هایی از جمله كارایی كم روبروست. یكی از مشكلات آن تركیب مجدد الكترون با حفره و راندمان پایین ‏فتوكاتالیست و تولید كم رادیكال هیدروكسیل است‎ ‎كه كاهش فعالیت فتوكاتالیستی را در پی دارد. اگرچه تمامی دستگاه های پیشنهادی و ساخته شده برای تصفیه فاضلاب و پس آبهای صنعتی كارایی های خاص خود را دارا میباشند ولی یكی از عمده ترین نقص هایی كه میتوان به آنها گرفت این است كه الكترونهای بكار رفته در تمامی دستگاه ها و فرآیندهای الكتروشیمیایی، مصرف آند و كاتد و نیاز تعویض آنها و تشكیل یك لایه ممانعت كننده برسطح الكترود است كه از انحلال فلز و انتقال الكترود جلوگیری كرده و موجب كاهش بازدهی فرآیند می شوند، كه خود این موضوع یكی از عاملهای اصلی نقص در طرح های پیشنهای بوده است. از این رو با بكارگیری دانش علمی، و پژوهش های فراوان موفق به طراحی و ساخت روكشی برای الكترود ها مصرفی در تصفیه خانه ها شده ام كه برای مدتهای خیلی طولانی بازدهی و كاركرد، بدون هیچ گونه خوردگی و یا رسوبی، داشته است و دیگر نیازی به تعویض های مكرر و پیاپی آند و كاتد ها نیست. 1- افزایش مدت بازدهی برای فرآیند تصفیه 2- افزایش سرعت تجزیه فوتوكاتالیزور 3- كاهش خوردگی و از بین رفتن الكترودها 4- قابلیت بكارگیری برای تصفیه انواع پسابهای صنعتی 5- عدم واكنش وتركیب شدن درحین انجام فرآیند 6- قدرت از بین بردن ذرات ریز 7- راندمان بالا 8- كمتر شدن وابستگی به مواد فتوكاتالیستی 9- كوتاه تر كردن مدت زمان تصفیه 10- سهولت استفاده و قراردهی در دستگاه 11- مدیریت زمان 12- قیمت مناسب ابتداء دو سایز مشخص از هردو الكترود را تراش داده و سپس برروی آنها حفرات فتوكاتالیستی ایجاد شده و برای مدت زمان مشخص تحت تابش اشعه UV قرار داده، بعد از چند دقیقه استراحت و اطمینان از جذب، هردو الكترود درون دستگاه قرار گرفتن و فرآیند تصفیه با اطمینان از عدم خوردگی الكترون ها شروع میشود.