Examining the efficiency of electrochemical purification of storm wastewater at machine-building enterprises

Abstract

The composition of contaminated stormwater from the territory of an engineering enterprise is investigated. It was found that the territory is unevenly polluted, and among the pollution of surface runoff water from the territory adjacent to the production workshops, copper ions prevail up to 1.1 mg/dm3, zinc up to 2.0 mg/dm3, nickel up to 1.6 mg/dm3, chromium 0.93 mg/dm3 and lead up to 5.0 mg/dm3. It has been proved that the following factors significantly affect the removal of metal ions during electrocoagulation treatment: flow rate of wastewater entering the treatment for purification; the time of settling of wastewater after and the current density during electrolysis. On the basis of experimental studies, graphical dependences of the purification efficiency on the current density and water settling time were constructed. The optimal parameters of the wastewater treatment process have been determined, which ensure a sufficiently high efficiency of water purification from heavy metal ions. ions (up to the values of the discharge standards) at an acceptable power consumption. It was found that the best conditions for nickel and lead precipitation are a current density of 50 A/m3 and a settling time after electrocoagulation for 9 hours. Optimal conditions for copper and zinc precipitation are 12 hours, and reducing the chromium concentration to safe concentrations is possible at a current density of 10 A/m3 and a settling time of 4 hours. It was found that the efficiency of of metal ions purification significantly increases with the increase in current and settling time, in addition, the efficiency of settling is 1.4-3 times higher than the increase in current densityДослiджено склад забруднених зливових вод територiї машинобудiвного пiдприємства. Виявлено, що територiя забруднена нерiвномiрно, а серед забруднень поверхневих стiчних вод з прилеглою до виробничих цехiв територiї переважають iони мiдi до 1,1 мг/дм3, цинку до 2,0 мг/дм3, нiкелю до 1,6 мг/дм3, хрому 0,93 мг/дм3 i свинцю до 5,0 мг/дм3. Дослiджено, що на вилучення iонiв металiв пiд час електрокоагуляцiйного очищення суттєво впливають наступнi фактори: витрата стiчної води, що поступає на очищення; час вiдстоювання стiчної води пiсля електрокоагуляцiї та густина струму пiд час електролiзу. На пiдставi експериментальних дослiджень побудовано графiчнi залежностi ефективностi очищення вiд густини струму та часу вiдстоювання води. Визначенi оптимальнi параметри процесу очищення стiчної води, якi забезпечують достатньо високу ефективнiсть очищення водi вiд iонiв важких металiв (до значень нормативiв на скид) при прийнятнiй витратi електроенергiї. Встановлено, що найкращими умовами осадження нiкелю та свинцю є густина струму 50 А/м3 та час вiдстоювання пiсля електрокоагуляцiї протягом 9 годин. Оптимальнi умови осадження мiдi та цинку – 12 годин, а знизити концентрацiю хрому до безпечних концентрацiй можливо при густинi струму 10 А/м3 та часу вiдстоювання 4 години. Виявлено, що ефективнiсть очищення вiд iонiв металiв значно зростає з пiдвищенням величини струму та часу вiдстоювання, крiм того ефективнiсть вiдстоювання в 1,4–3 рази вище нiж збiльшення густини струму. Показано, що збiльшення часу вiдстоювання не завжди може компенсувати зменшення густини струму при електрокоагуляцiї, що потребує пiдбору оптимального спiввiдношення всiх факторiв. Отриманi нами експериментальнi данi необхiднi для розрахунку технологiчних параметрiв процесу очищення.