ارتقای عملکردی سامانۀ ترکیبی فنتون و الکتروشیمیایی (فرد- فنتون) برای تثبیت بهینۀ لجن مازاد بیولوژیکی و مصرف بهینۀ انرژی

Abstract

در این تحقیق به ‌منظور بهینه‌سازی و ارتقای عملکردی سامانۀ فرد- فنتون برای تثبیت لجن مازاد بیولوژیکی (بررسی موردی: لجن تصفیه‌خانۀ فاضلاب شهید محلاتی)، عوامل مؤثر شامل جنس الکترودهای قابل استفاده در سامانه (استیل، گرافیت و آهن)، غلظت بار آلی ورودی، فاصلۀ بین الکترودها، تزریق مرحله‌ای مواد شیمیایی، غلظت سولفات سدیم و نسبت سطح الکترودها به حجم سامانه بررسی شد. همچنین، با توجه به اهمیت مصرف انرژی الکتریکی در سامانه‌های الکتروشیمیایی و تلاش برای کمینه‌کردن آن، تحلیل و تخمین انرژی الکتریکی مصرفی در سامانۀ مذکور انجام شد. مطابق نتایج بررسی‌ها، بهترین جنس الکترود گرافیت، فاصلۀ بهینۀ بین الکترودها 5/1 سانتی‌متر، تعداد مراحل بهینۀ معرف فنتون برابر 5 مرحله، غلظت بهینۀ سولفات سدیم برای ایجاد هدایت الکتریکی برابر 111/0 مول بر لیتر و نسبت بهینۀ سطح الکترودها به حجم رآکتور برابر 100 سانتی‌متر مربع بر لیتر است. تحت شرایط بهینۀ تعیین‌شده، بازده حذف مواد جامد معلق فرار (VSS) برابر 86 درصد با مصرف انرژی الکتریکی برابر با 6/1 کیلووات ساعت به ازای حذف هر کیلوگرم VSS است که در مقایسه با فرایند هضم هوازی لجن (یکی از فرایندهای متعارف تثبیت لجن) از بازدهی تقریباً دو برابر و مصرف انرژی الکتریکی تقریباً نصف برخوردار است.