電気凝固における金属電極の主な機能は、アルミニウムや鉄などの金属陽イオンの犠牲的な供給源として機能することです。陽極溶解と呼ばれるプロセスを通じて、電極はこれらの正イオンを水中に放出し、マイクロプラスチック粒子の負電荷を中和し、それらを凝集させます。
電極は単に電気を伝導するだけでなく、マイクロプラスチックを不安定化させるために必要な化学物質を供給するために積極的に溶解し、それらを微細な懸濁物質から管理可能な集合体に変換します。
浄化のメカニズム
活性剤の生成
中核となる操作は陽極溶解から始まります。
電界が印加されると、金属電極（陽極）は原子レベルで物理的に分解されます。これにより、金属陽イオン、特にアルミニウムや鉄などの正に帯電したイオンが廃水中に直接放出されます。
電荷の中和
マイクロプラスチックは通常、負の電荷を帯びており、互いに反発し、水中に浮遊したままになります。
電極から放出された金属陽イオンは正に帯電しています。これらは負に帯電したマイクロプラスチックと相互作用し、粒子を安定させ分離したままにする斥力を効果的に打ち消します。
懸濁状態から除去へ
フロックの形成
電気的斥力が中和されると、マイクロプラスチックはもはや分離されなくなります。
これにより、それらは凝集または塊になり、フロックとして知られるより大きな塊を形成します。この物理的な変換は、目に見えない汚染と目に見える廃棄物の間の重要な架け橋です。
分離の促進
フロックの作成は最終ステップではありませんが、除去を可能にするものです。
これらの集合体は個々のマイクロプラスチックよりも大幅に大きく重いため、水から容易に分離できます。参照では、これにより標準的なろ過または沈降プロセスによる効果的な除去が可能になると強調されています。
プロセスの依存関係の理解
電気凝固は前駆体である
電極自体がプラスチックを水から抽出するのではなく、プラスチックを除去のために準備するということを理解することが重要です。
このプロセスは、後続の物理的分離ステップの効率に大きく依存します。電気凝固ユニットに続くろ過または沈降システムが不十分な場合、新しく形成されたフロックは水流中に残ります。
目標に合わせた適切な選択
マイクロプラスチック除去を最適化するには、電極を独立したツールとしてではなく、2段階システムの開始者として見なす必要があります。
- 凝集の最大化が主な焦点の場合：陽イオンのどちらがターゲットマイクロプラスチックの特定の電荷を最も効果的に中和するかを基準に、電極材料（鉄対アルミニウム）を選択してください。
- システム効率が主な焦点の場合：フロックが形成されると電極の仕事は完了します。その後、焦点は、増加した粒子質量を処理するろ過または沈降ユニットの能力にすぐに移行する必要があります。
電極の役割は、マイクロプラスチック懸濁液の安定性を破壊し、物理的な除去に対して脆弱にすることです。
概要表：
| プロセス段階 | 金属電極/システムの作用 | 除去における目的 |
|---|---|---|
| 陽極溶解 | 金属陽イオン（Al³⁺またはFe²⁺/³⁺）の放出 | 活性剤の犠牲的な供給源として機能する |
| 電荷の中和 | 正イオンと負粒子の相互作用 | マイクロプラスチックの反発を停止させるために不安定化させる |
| フロック形成 | 大きな粒子集合体（フロック）の形成 | 微細な廃棄物を管理可能な塊に変換する |
| 分離 | 沈降またはろ過 | マイクロプラスチックフロックを水から物理的に除去する |
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