Integrated treatment of chromium-containing wastewater with application of the improved ferritization method

• Autorzy: Pakhomov Dmytro , Kochetov Gennadii , Samchenko Dmytro , Priymak Oleksandr

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2024.4.3

Warianty tytułu

PL

Zintegrowane oczyszczanie ścieków zawierających chrom przy zastosowaniu ulepszonej metody ferrytyzacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Environmental protection problems are substantively associated with treatment of wastewater flows of industrial facilities. Therefore, it is advisable to improve and introduce resource efficient technologies allowing to remove toxic compounds from the wastewater and to utilize wastewater treatment residues. In this research study, ferritization-based wastewater treatment was studied to remove chromium (VI) compounds, that belong to the first hazards class chemicals. Comparative efficiency of application of thermal and electromagnetic pulse activation of the ferritization process was evaluated. Appropriate experimental installations were assembled and the main parameters of the treatment process were identified: the ratio of iron (II) and chromium (VI) ions, the amplitude of the magnetic field, the frequency of electromagnetic pulses, the duration of the ferritization process, the temperature and pH of the reaction mixture. Expediency of using electromagnetic pulse activation of the reaction mixture has been studied and scientifically substantiated. Optimal values of the electromagnetic field amplitude for this activation method have been determined, that reach 0.01-0.09 T, as well as the ratio of concentrations of heavy metal ions Fe²⁺/Cr⁶⁺ = 10/1 for wastewater from the chromium electroplating production line. The treated water was shown to meet requirements for its reuse in production processes. The developed technology ensures introduction of a closed-circuit water supply at industrial facilities. High chemical stability of after-treatment sediments (residues) allows their safe disposal, in particular, their utilization in construction materials and paint coatings. Thus, this study contributes to improvement of environmental conditions at industrial facilities due to introduction of modern methods for processing toxic liquid waste flows, that also ensure rational use of water, reagents and energy at an industrial facility.

PL

Problematyka ochrony środowiska jest merytorycznie związana z oczyszczaniem ścieków z obiektów przemysłowych. Dlatego wskazane jest doskonalenie i wprowadzanie zasobooszczędnych technologii pozwalających na usuwanie toksycznych związków ze ścieków i utylizację pozostałości po oczyszczeniu ścieków. W niniejszym badaniu badano oczyszczanie ścieków metodą ferrytyzacji w celu usunięcia związków chromu (VI), które należą do substancji chemicznych pierwszej klasy zagrożenia. Oceniono porównawczą efektywność zastosowania termicznej i elektromagnetycznej aktywacji impulsowej procesu ferrytyzacji. Zbudowano odpowiednie instalacje doświadczalne i zidentyfikowano główne parametry procesu oczyszczania: stosunek jonów żelaza (Il) i chromu (VI), amplitudę pola magnetycznego, częstotliwość impulsów elektromagnetycznych, czas trwania procesu ferrytyzacji, temperaturę i pH mieszaniny reakcyjnej. Celowość stosowania aktywacji mieszaniny reakcyjnej impulsem elektromagnetycznym została zbadana i potwierdzona naukowo. Wyznaczono optymalne wartości amplitudy pola elektromagnetycznego dla tej metody aktywacji, które sięgają 0,01-0,09 T, a także stosunek stężeń jonów metali ciężkich Fe²⁺/Cr⁶⁺ = 10/1 dla ścieków z linii produkcyjnej galwanizacji chromu. Wykazano, że uzdatniona woda spełnia wymagania dotyczące jej ponownego wykorzystania w procesach produkcyjnych. Opracowana technologia zapewnia wprowadzenie wody o obiegu zamkniętym w obiektach przemysłowych. Wysoka stabilność chemiczna osadów (pozostałości) po oczyszczeniu pozwala na ich bezpieczną utylizację, w szczególności wykorzystanie w materiałach budowlanych i powłokach malarskich. Tym samym niniejsze opracowanie przyczynia się do poprawy warunków środowiskowych w obiektach przemysłowych poprzez wprowadzenie nowoczesnych metod przetwarzania strumieni toksycznych ścieków ciekłych, które zapewniają jednocześnie racjonalne wykorzystanie wody, odczynników i energii w obiekcie przemysłowym.

Słowa kluczowe

EN

ferritization; chromium ions; sediment; wastewater

PL

ferrytyzacja; jony chromu; osad; ścieki

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 4
• Strony: 17--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pakhomov Dmytro

• Kyiv National University of Construction and Architecture

• https://orcid.org/0000-0002-0953-0302

autor

Kochetov Gennadii

• Kyiv National University of Construction and Architecture

• https://orcid.org/0000-0003-0041-7335

autor

Samchenko Dmytro

• Kyiv National University of Construction and Architecture

• https://orcid.org/0000-0003-3305-8180

autor

Priymak Oleksandr

• Kyiv National University of Construction and Architecture

• https://orcid.org/0000-0002-3081-6057

Bibliografia

• [1] Cheremisin, A. V., Valiullin, L. R., Myazin, N. S., Logunov, S. E. 2021. "Efficient treatment of wastewater from galvanic plants". Journal of Physics, 1942(1), 012095.
• [2] Frolova, L., Kushnerov, O., Khmelenko, O. 2020. "Study of the Producing Ferrite-Chromite by Coprecipitation". Springer Proceedings in Physics. (247): 187-194.
• [3] Hsing-Cheng L., Juu-En C., Pai-Haung S., Li-Choung C. 2008. "Stabilization of copper sludge by high-temperature CuFe204 synthesis proces". Journal of Hazardous Materials. 150(3): 504-509.
• [4] Kochetov G, T. Prikhna, O. Kovalchuk, D. Samchenko 2018. "Research of the treatment of depleted nickel-plating electrolytes by the ferritization method". Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 3/6 (93). - P.552 - 60.
• [5] Kolodko A. A., Kochetov G. M., Samchenko D. M., Pasko A. V. 2016. "Study of the stability of industrial wastewater treatment as part of alkaline cements". Problems of water supply, drainage and hydraulics. 28: 180-186.
• [6] Merentsov N. A., Bokhan S. A., Lebedev V. N., Persidskiy A. V., Balashov V. A. 2018. "System for centralized collection, recycling and removal of waste pickling and galvanic solutions and sludge". Materials Science Forum, 927, 183-189.
• [7] Pakhomov D., Kochetov G., Samchenko D. 2021. "Ferritization of wastewater from chromium (VI) compounds using electromagnetic pulse activation // Problems of water supply, drainage and hydraulics: Scientific and technical. Coll., K. - 2021. Issue 37, p. 65-73.
• [8] Tugai A., Kochetov G., Samchenko D. 2012. ”Study of the stability of wastewater treatment wastes that form copper compounds”. Problems of water supply, drainage and hydraulics": Scientific and technical. Coll., K. Issue 20, p. 66-70.
• [9] Yemchura B., Kochetov, G., Samchenko, D., Prikhna T. 2021. "Ferritization-Based Treatment of Zinc-Containing Wastewater Flows: Influence of Aeration Rates". Environmental Science and Engineering. 258519, pp. 171-176.