بررسي فرآيند انعقاد الكتريكي با استفاده از الكترودهاي آهن و فولاد ضد زنگ جهت تصفيه فاضلاب خمير مايه

Investigation electrocoagulation process by using iron and stainless steel electrodes for baker\ʹs yeast wastewater treatment

زمينه و هدف: فاضلاب صنعت خمير مايه يكی از انواع فاضلاب های صنايع غذايی می باشد كه حاوی مواد آلاينده آلی و رنگ بالا می باشد. اين تحقيق با هدف بررسی فرآيند الكتروكوآگولاسيون (Electrocoagulation) با استفاده از الكترودهای آهن و فولاد ضد زنگ به عنوان روشی كارآمد برای تصفيه تكميلی فاضلاب خمير مايه انجام شده است. روش بررسی: در اين مطالعه تجربی كه از نوع پايلوت آزمايشگاهی بود، اثر متغيرهای بهره برداری مانند دانسيته جريان الكتريكی (80، 100، 120 و 140 آمپر بر متر مربع)، زمان (15،30، 45 و 60 دقيقه) و جنس الكترود (آهن و فولاد ضد زنگ) بر راندمان حذف اكسيژن مورد نياز شيميايی (COD)، كدورت و رنگ در فاضلاب خمير مايه مورد بررسی قرار گرفتند و شرايط بهينه بهره برداری برای هر يك از متغيرها با استفاده از روش آماری تاگوچی (Taguchi) تعيين شد. يافته ها: بر اساس نتايج، راندمان حذف COD، كدورت و رنگ با افزايش دانسيته جريان الكتريكی و زمان بهره برداری افزايش يافت و راندمان الكترود فولاد ضد زنگ بيشتر از الكترود آهن بود. شرايط بهره برداری بهينه فرآيند الكتروكوآگولاسيون برای تصفيه تكميلی فاضلاب خمير مايه در دانسيته جريان الكتريكی 120 آمپر بر متر مربع و زمان ماند 45 دقيقه و با استفاده از الكترود فولاد ضد زنگ به دست آمد. در اين شرايط راندمان حذف COD، كدورت و رنگ به ترتيب برابر 84/54، 98/44 و 26/40 درصد بوده و ميزان خوردگی الكترود و انرژی الكتريكی مصرف شده به ترتيب 086/0 گرم در ليتر و 226/3 وات در ليتر بود. نتيجه گيری: با در نظر گرفتن اولويت های زيست محيطی و اقتصادی می توان فرآيند الكتروكوآگولاسيون در شرايط بهينه بهره برداری را به عنوان يك فرآيند تصفيه تكميلی فاضلاب های با بار آلودگی بالا و رنگ زياد پيشنهاد نمود.

Background and aims: Bakerʹs yeast wastewater is one of the types of food industry wastewaters that contain high organic pollution and color. In this study, the electrocoagulation process using iron and stainless steel electrodes were investigated as an efficient method for supplementary treatment of Bakerʹs yeast wastewater. Methods: In this experimental study of laboratory pilot, the effects of operating parameters such as current density (i.e. 80,100, 120 and 140 A/m2), time (i.e. 15, 30, 45 and 60 min) and electrode material types (i.e. iron and stainless steel) on the removal efficiency of COD (chemical oxygen demand), turbidity and color from Bakerʹs yeast wastewater were investigated and the optimum operation conditions were determined for each of these parameters by using Taguchi statistical method. Results: Based on the results, the removal efficiency of COD, turbidity and color increased with increasing of current density and operation time and the efficiency of stainless steel electrodes were more than iron electrodes. The optimal operation conditions of electrocoagulation process for supplementary bakerʹs yeast wastewater treatment were: the current density of 120 A/m2, with retention time of 45 min and the use of stainless steel electrodes. The results showed that in these conditions the removal efficiency of COD, turbidity and color were 54.84, 44.98 and 40.26% and the corrosion rate of electrodes and the electrical energy consumed were 0.086 g/lit and 3.226 Watt/lit, respectively. Conclusion: Considering environmental and economical priorities, this process can be suggested as a supplementary treatment process for wastewaters with high organic pollution and color.