Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.29039/2413-1873-2024-32-85-91
Ключевые слова: galvanocoagulation, wastewater, heavy metal ions, electroplating, гальванокоагуляция, сточные воды, ионы тяжелых металлов, гальванопара
Аннотация: Одной из важнейших проблем экологии является очистка промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов. При решении этой проблемы используются различные методы: химические, физико-химические, сорбционные, но наиболее перспективным методом для очистки промышленных сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, а именно меди, никеля и цинка является гальванокоагуляционный метод. Однако в литературе не достаточно освещены процессы цементации тяжелых металлов на катодной загрузке. Физико-химический подход к этому процессу необходим для подтверждения процесса выделения из сточной воды ионов тяжелых металлов в виде осадка и создания новых схем очистки промышленных сточных вод. Существенное значение в гальванокоагуляционном обезвреживании имеет состав загрузки, поэтому с целью определения влияния вида активной загрузки был использован углеродминеральный сорбент (СГН), полученный из руд скрытокристаллического графита (Ногинского месторождения Красноярского края). Исследования проводились в гальванокоагуляционном модуле путем пропускания сточной воды через загрузку, состоящую из смеси железной стружки и гранул углеродминерального сорбента на основе руд скрытокристаллического графита (СГН). Одновременно через загрузку барботировали диспергируемый в нижней части устройства воздух. В результате работы короткозамкнутого гальванического элемента Fe-СГН происходило растворение железного скрапа и его интенсивное окисление до Fe3+ кислородом воздуха. В статье рассмотрен механизм гальванокоагуляционного обезвреживания сточных вод на основе термодинамического анализа окислительно - восстановительных реакций, протекающих при гальванокоагуляционной очистке стоков. Предмет исследования: служили как модельные, так и реальные сточные воды производства гальванических покрытий, содержащие ионы меди, цинка и никеля со следующими концентрациями: =60 мг/дм3; =15 мг/дм3; =20 мг/дм3 Материалы и методы: гальванокоагуляционное обезвреживание с использованием короткозамкнутого гальванического элемента Fe-СГН (углеродминеральный сорбент) Результаты: изучены физико-химические закономерности гальванокоагуляционного процесса очистки сточных вод и определены термодинамические параметры реакций восстановления ионов тяжелых металлов Выводы. Экспериментально установлена возможность интенсифицировать процесс гальванокоагуляции сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов путем применения в качестве катодной загрузки углеродминерального сорбента, что позволяет сократить время обработки при высоком эффекте очистки и образуется труднорастворимый осадок. One of the most important environmental problems is the purification of industrial wastewater from heavy metal ions. Various methods are used to solve this problem: chemical, physico-chemical, sorption, but the most promising method for cleaning industrial wastewater containing heavy metal ions, namely copper, nickel and zinc, is the galvanocoagulation method. However, the literature does not sufficiently cover the processes of cementation of heavy metals on cathode loading. A physico-chemical approach to this process is necessary to confirm the process of separation of heavy metal ions from wastewater in the form of sediment and the creation of new industrial wastewater treatment schemes. The composition of the loading is essential in galvanocoagulation neutralization, therefore, in order to determine the effect of the type of active loading, a carbon mineral sorbent (SGN) obtained from ores of cryptocrystalline graphite (Noginsky deposit of the Krasnoyarsk Territory) was used. The studies were carried out in a galvanocoagulation module by passing wastewater through a loading consisting of a mixture of iron shavings and granules of carbon mineral sorbent based on ores of cryptocrystalline graphite (SGN). At the same time, the air dispersed in the lower part of the device was bubbled through the loading. As a result of the operation of the Fe-SGN short-circuited galvanic cell, iron scrap was dissolved and its intensive oxidation to Fe3+ by air oxygen. The article considers the mechanism of galvanocoagulation neutralization of wastewater based on thermodynamic analysis of redox reactions occurring during galvanocoagulation wastewater treatment. Subject of the study: both model and real wastewater from the production of electroplating coatings containing copper, zinc and nickel ions with the following concentrations were used: =60 mg/dm3; =15 mg/dm3; =20 mg/dm3 Materials and methods: galvanocoagulation neutralization using a short-circuited Fe-SGN galvanic cell (carbon mineral sorbent) Results: the physico-chemical patterns of the galvanocoagulation process of wastewater treatment have been studied and the thermodynamic parameters of heavy metal ion reduction reactions have been determined Conclusions. It has been experimentally established that it is possible to intensify the process of galvanocoagulation of wastewater containing heavy metal ions by using a carbon mineral sorbent as a cathode loading, which reduces the processing time with a high purification effect and a difficult-to-dissolve precipitate is formed.
Журнал: Строительство и техногенная безопасность
Выпуск журнала: №32
Номера страниц: 85-91
ISSN журнала: 24131873
Место издания: Симферополь
Издатель: Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского