ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة عملية التخثير الكهربائي باستخدام أقطاب الحديد الكهربائية ذات الوصل الثنائي لإزالة الكروم الثلاثي من مياه الصرف التركيبية

Electrocoagulation with bipolar iron electrodes for trivalent chromium removal from synthetic wastewater

2541   3   106   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2013
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

هدف هذه الدراسة هو اختبار فعالية عملية التخثير الكهربائي الدفقي باستخدام أقطاب الحديد الكهربائية ذات الوصل الثنائي في إزالة الكروم ثلاثي التكافؤ Cr+ 3 من مياه الصرف التركيبية. اخُْتِبر تأثير كل من كثافة التيارالكهربائي (ضمن المجال من 2 و حتى 25 ميلي أمبير/سم 2)، و تركيز الكروم الأولي (ضمن المجال من 100 و حتى 250 مغ/ل)، و تركيز الالكتروليت الداعم (ضمن المجال من 0 و حتى 12 ميلي مول /ل Na2SO4)في كفاءة إزالة الكروم في خلية دفقية تحت التحريك؛ و ذلك بهدف تحديد أفضل الشروط التجريبية لهذه العملية. تشير النتائج إلى أن عملية التخثير الكهربائي هي عملية فعالة جدًا في إزالة الكروم Cr+ 3 من مياه الصرف التركيبية الحاوية على تركيز أولي من الكروم يصل حتى 250 مغ/ل؛ و ذلك عند اختيار أفضل الشروط التجريبية لهذه العملية. جرى الحصول على إزالة للكروم تفوق % 98.7 لدى استخدام كثافة تيار كهربائي قدرها 15 ميلي أمبير/ سم 2 حيث كان استهلاك الطاقة الكلي نحو 18.5 كيلو واط ساعي/م 3؛ و ذلك بعد 20 دقيقة من المعالجة. واخُْتِبر زمن 20 دقيقة من المعالجة بهدف جعل تركيز الحديد في المياه بعد المعالجة أقل من 4 مغ/ل. أجريت التجارب خلال مهمة البحث العلمي إلى تركيا في قسم الهندسة البيئية بجامعة الأناضول في المدة من نيسان إلى آب 2010.


ملخص البحث
تقدم هذه الدراسة بحثًا حول فعالية عملية التخثير الكهربائي باستخدام أقطاب الحديد الثنائية القطب لإزالة الكروم الثلاثي من مياه الصرف الصناعية الاصطناعية. تم استكشاف تأثير كثافة التيار (من 2 إلى 25 مللي أمبير/سم²)، تركيز المعدن الأولي (من 100 إلى 250 ملغ/لتر) والإلكتروليت الداعم (0-12 ملمول/لتر Na2SO4) على كفاءة الإزالة في خلية مقلوبة لتحديد أفضل الظروف التجريبية. أظهرت النتائج أن التخثير الكهربائي كان فعالًا للغاية في إزالة الكروم الثلاثي من مياه الصرف الصناعية الاصطناعية بتركيز أولي يبلغ 250 ملغ/لتر من الكروم الثلاثي تحت أفضل الظروف التجريبية. عند كثافة تيار 15 مللي أمبير/سم² ومع استهلاك إجمالي للطاقة يبلغ حوالي 18.5 كيلوواط ساعة/م³، تم تحقيق نسبة إزالة تزيد عن 98.7% للكروم الثلاثي بعد 20 دقيقة من المعالجة بالتخثير الكهربائي. تم اختيار وقت 20 دقيقة كوقت أمثل للحصول على أقل من 4 ملغ/لتر من الحديد في الماء المعالج.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة مهمة في مجال معالجة مياه الصرف الصناعي، حيث تقدم حلاً فعالًا لإزالة الكروم الثلاثي باستخدام تقنية التخثير الكهربائي. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، لم يتم تناول تكاليف الصيانة واستهلاك الأقطاب بشكل مفصل، وهو ما يمكن أن يؤثر على الجدوى الاقتصادية للعملية. ثانيًا، الدراسة تركز على مياه الصرف الاصطناعية، مما يثير التساؤلات حول فعالية هذه التقنية في معالجة مياه الصرف الحقيقية التي تحتوي على ملوثات متنوعة. أخيرًا، يمكن أن تكون هناك حاجة لمزيد من الدراسات حول تأثيرات طويلة الأمد لاستخدام هذه التقنية على البيئة والصحة العامة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي كثافة التيار المثلى لإزالة الكروم الثلاثي باستخدام التخثير الكهربائي؟

    كثافة التيار المثلى لإزالة الكروم الثلاثي هي 15 مللي أمبير/سم².

  2. كم كانت نسبة إزالة الكروم الثلاثي بعد 20 دقيقة من المعالجة بالتخثير الكهربائي؟

    تم تحقيق نسبة إزالة تزيد عن 98.7% للكروم الثلاثي بعد 20 دقيقة من المعالجة بالتخثير الكهربائي.

  3. ما هو استهلاك الطاقة الإجمالي لتحقيق نسبة إزالة الكروم الثلاثي المذكورة؟

    استهلاك الطاقة الإجمالي كان حوالي 18.5 كيلوواط ساعة/م³.

  4. لماذا تم اختيار وقت 20 دقيقة كوقت أمثل للمعالجة بالتخثير الكهربائي؟

    تم اختيار وقت 20 دقيقة كوقت أمثل للحصول على أقل من 4 ملغ/لتر من الحديد في الماء المعالج.


المراجع المستخدمة
D. Bagchi, S.J. Stohs, B.W. Downs, M. Bagchi, H.G. Preuss, Cytotoxicity and oxidative mechanism of different form of chromium, Toxicology 180 (2002) 5–22
F. Gode, E. Pehlivan, Removal of chromium (III) from aqueous solutions using Lewatit S 100: The effect of pH, time, metal concentration and temperature. J. Hazard. Mater. 136(2006) 330–337
Y.X. Liu, D.X. Yuan, J.M. Yan, Q.L. Li, T.Ouyang, Electrochemical removal of chromium from aqueous solutions using electrodes of stainless steel nets coated with single wall carbon nanotubes, J. Hazard. Mater. 186 (2011) 473–480
قيم البحث

اقرأ أيضاً

اختُبرتْ في هذا البحث فعالية عملية التخثير الكهربائي الدفقي، باستخدام أقطاب الحديد الكهربائية ذات الوصل الفردي، بهدف إزالة الكروم ثلاثي التكافؤ +3 Cr من مياه الصرف التركيبية. جرت دراسة تأثير كل من كثافة التيار الكهربائي (ضمن المجال من 2 و حتى 25 م يلي أمبير/سم 2) و تركيز الكروم الابتدائي (ضمن المجال من 50 و حتى 250 مغ/ل) في كفاءة إزالة الكروم في خلية دفقية مضطربة؛ و ذلك بهدف تحديد أفضل البارامترات التجريبية لهذه العملية.
تم في هذا البحث اختبار أداء عملية التخثير الكهربائي الدفقي باستخدام أقطاب الحديد الكهربائية ذات الوصل الفردي و المزدوج، بهدف إزالة الكروم ثلاثي التكافؤ Cr (III) من مياه الصرف التركيبية. كان استخدام كل من الوصل الفردي و المزدوج لعملية التخثير الكهربائ ي من أجل إزالة الكروم الثلاثي عمليةً ملائمةً. جرت دراسة تأثير كل من كثافة التيار الكهربائي (ضمن المجال من 2 و حتى 25 ميلي أمبير/سم2) و تركيز الكروم الابتدائي (ضمن المجال من 100 و حتى 250 مغ/ل) على كفاءة إزالة الكروم في خلية دفقية مضطربة من أجل كل من الوصلين الفردي و المزدوج. لوحظت إزالة شبه كاملة للكروم الثلاثي % 99.88 من مياه الصرف الحاوية على تركيز أولي للمعدن قدره 250 مغ/ل بعد 20 دقيقة من عمل المخثر الكهربائي في حالة الوصل المزدوج لدى استخدام كثافة تيار كهربائي قدرها 25 ميلي أمبير/ سم2 عند إضافة 4.5 ميلي مول /ل من داعم الالكتروليت مقابل إزالة قدرها % 89.58 لدى استخدام الوصل المفرد. و كان مصروف الطاقة خلال هذه العملية لنفس الشروط السابقة حوالي 47 كيلو واط ساعي/م3 للوصل المزدوج و حوالي 15.3 كيلو واط ساعي/م3 للوصل المفرد من أجل الحصول على نفس الفعالية السابقة.
أجريت سلسلة من تجارب التخثير الكهربائي لتقييم عملية إزالـة الفحـوم الهيدروجينيـة العطريـة المتعددة الحلقات (PAHs) من المياه باستخدام مسارٍ من الألمنيوم. درس تأثير كلٍ من درجة الحموضـة الابتدائية و كثافة التيار الكهربائي و زمن التحلل الكهربائي و الت ركيز الأولي الكلـي لمركبـات الــ PAH و نوع الكهرليت و تركيزه في هذه المعالجة، للوصول إلى كفاءة الإزالة المثلى. أشارت النتائج إلى فعاليـة استخدام التخثير الكهربائي بوجود مصعد و مهبط من الألمنيوم في نزع هذه الملوثـات. وجـد أن عمليـة المعالجة تتأثر بشدةٍ بكثافة التيار الكهربائي و بتركيز الملوثات، و لوحظ حدوث ازديادٍ كبير في معدل الإزالة عند استخدام كلوريد الصوديوم ككهرليت نتيجة حدوث عمليات أكسدة غير مباشرة بواسطة الهيبوكلوريت المتشكل لاحقاً خلال عملية المعالجة. بينت النتائج الجدوى العملية من استخدام التخثير الكهربائي بوصفها تقنية واعدة لمعالجة تلوث المياه بالفحوم الهيدروجينية العطرية المتعددة الحلقات.
يهدف هذا البحث إلى: تحديد قيم الpH المثلى للوصول إلى أعلى كفاءة لإزالة معدن الكروم الموجود في مياه الصرف الصناعية الناتجة عن المدابغ و ذلك بالترسيب الكيميائي. الوصول إلى تركيز قريب للتركيز المسموح به للكروم في مياه صرف المدابغ المعالجة حسب المواصفة القياسية السورية رقم ( 2580 )\2002 جدول ( 1 ).
تم استخدام أعمدة امتزاز بوسط ثابت من الزيوليت الطبيعي لدراسة حركية إزالة المعادن الثقيلة من محاليل أحادية المكون للفاناديوم و النيكل و الزنك و الرصاص. تتضمن بارامترات النظام المدروسة معدل تدفق المحلول و ارتفاع الوسط. تم أيضاً دراسة تأثير الشوارد المن افسة ذلك لتقرير كفاءة الزيوليت الطبيعي في معالجة المياه الصناعية تحت ظروف مستمرة باستخدام أعمدة الوسط الثابت. كما تم تجديد الزيوليت الطبيعي المحمل بالمعدن باستخدام ملح كلور الصوديوم. أظهرت النتائج أن معدلات التدفق الأبطأ أعطت كفاءات إزالة أفضل بالمقارنة مع المعدلات الأسرع، ارتفاعات الوسط الأطول أدت أيضاً لكفاءات امتزاز أكبر. تم استخدام نموذج مدة خدمة عمق الوسط (BDST) بنجاح لمحاكاة النتائج التجريبية عند اختراق مقداره 30%. للحصول على البارامترات الضرورية التي نحتاجها لتصميم عمود الوسط الثابت. تراوحت قيم R2 بين0.91 و 0.95. تم تعريض الزيوليت الطبيعي لثلاث دورات من الامتزاز و الاستخلاص، بينت النتائج أن كفاءات الاستخلاص لإزالة المعدن الثقيل كانت عالية مما يدل أنه يمكن إعادة إنتاج الزيوليت و إعادة استخدامه لإزالة المعادن الثقيلة من المحلول.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا