The object of research is the technology of electrochemical purification of wastewater from heavy metal ions. The work, in particular, is devoted to the purification of effluents with a low concentration of the Nickel ion. The main task of the experimental research was to select the material of the electrodes and the mode of electrochemical dissolution of the anodes, under which the efficiency of wastewater purification will be maximum, as well as to confirm the practical possibility of deep purification of the specified wastewater to the standards that correspond to the maximum permissible concentrations (MPCNi=0.5 mg/dm3). It was established that in the process of electrocoagulation wastewater purification there is an induction period (10 min), during which the coagulant accumulates in the electrolyzer and the degree of purification increases sharply. As a result of an increase in the current density from 10 A/m2 to 20 A/m2, the degree of purification on iron electrodes increased from 60 to 84% for a process duration of 20 minutes. This is explained by the intensification of the anodic dissolution of the metal and the increase in the concentration of Fe(OH)3. Increasing the current density to 30 A/m2 practically does not affect the degree of purification, which is explained by the phenomenon of polarization of the anodes and is confirmed by the increase in the process voltage from 2.40 V (10 A/m2) to 12.59 V (30 A/m2). Therefore, it is impractical to increase the current density in the future. For iron anodes, it was not possible to achieve the required degree of purification (≥98.3 %), the maximum degree of purification did not exceed 85 %, and the content of Ni2+ ions in purified water exceeds the MPC by an order of magnitude. It was experimentally established that it is advisable to use aluminum electrodes for the process of electrocoagulation purification of wastewater from Nickel ions. At a current density of 20 A/m 2 and process duration of 40 minutes, the concentration of Ni2+ ions did not exceed the MPC of Ni. When using aluminum electrodes, an increase in the current density from 15 A/m2 to 20 A/m2 does not lead to polarization of the electrodes, and the process in both cases takes place at a steady state at a voltage of ~6.7 V. The technologically appropriate operating mode of the electrolyzer is chosen: aluminum electrodes at an anodic current density 20 A/m2 and the duration of the purification process – ≥40 min. The obtained results can find practical use in the design of waste water purification systems of galvanic industries.
Об’єктом дослідження є технології електрохімічного очищення стоків від іонів важких металів. Робота зокрема присвячена очищенню стоків від низькоконцентрованих за іоном Ніколу. Головним завданням експериментальних досліджень було підібрати матеріал електродів та режим електрохімічного розчинення анодів, за якого ефективність очищення стоків буде максимальною, також підтвердити практичну можливість глибокого очищення зазначених стоків до норм, які відповідають гранично допустимим концентраціям (ГДКNi=0,5 мг/дм3). Встановлено, що в процесі електрокоагуляційного очищення стічних вод існує індукційний період часу (10 хв), протягом якого в електролізері відбувається накопичення коагулянта та різке зростання ступеня очищення. В результаті збільшення густини струму від 10 А/м2 до 20 А/м2 ступінь очищення на залізних електродах за тривалості процесу 20 хв зріс від 60 до 84 %. Це пояснюється інтенсифікацією анодного розчинення металу та зростанням концентрації Fe(OH)3. Збільшення густини струму до 30 А/м2 практично не впливає на ступінь очищення, що пояснюється явищем поляризації анодів та підтверджується зростанням напруги процесу від 2,40 В (10 А/м2) до 12,59 В (30 А/м2). Тому надалі підвищувати густину струму недоцільно. Для залізних анодів не вдалось досягти необхідного ступеня очищення (≥98,3 %), максимальний ступінь очищення не перевищував 85 %, а вміст іонів Ni2+ в очищеній воді перевищує ГДК на порядок. Експериментально встановлено, що для процесу електрокоагуляційного очищення стічних вод від іонів Ніколу доцільно використовувати алюмінієві електроди. За густини струму 20 А/м2 та тривалості процесу 40 хв концентрація іонів Ni2+ не перевищувала ГДКNi. При використанні алюмінієвих електродів, зростання густини струму з 15 до 20 А/м2 не призводить до поляризації електродів, а процес в обидвох випадках проходить стаціонарно за напруги ~ 6,7 В. Обрано технологічно доцільний режим роботи електролізера: алюмінієві електроди за анодної густини струму 20 А/м2 та тривалості процесу очищення – ≥40 хв. Отримані результати можуть знайти практичне використання у проєктуванні систем очищення стічних вод гальванічних виробництв.