Access to freshwater resources has been dwindling in recent years, owing in part to
the rising population, industrial expansion, and the uncontrolled discharge of various
contaminants into waterways. Chromium-containing wastewater, in particular, is one
of the major environmental contaminants; it is an exceedingly hazardous metal in the
form of Cr(VI) that causes serious environmental and health issues. As a result, the
goal of this study was to remove chromium ions from an aqueous solution utilizing
cost-effective and environmentally friendly electrocoagulation technology with iron
and aluminium electrodes, as well as to assess its treatment capacities under a variety
of parametric conditions.
Under identical conditions, the chromium removal efficiency of iron and aluminium
electrodes were evaluated. First, the results shows that removal efficiency improves
with increasing agitation in the reaction tank and at an optimum electrode distance of
2 cm under both acidic and basic conditions. At optimum conditions (chromium
concentration of 25 mg/L, electrode distance of 2 cm, 1.5 g electrolyte (NaCl), 9 V,
and stirring speed of 400 rpm); an iron electrode removed 95% of the chromium ion
at pH 8, while an aluminium electrode removed ~100% of the chromium ion at pH 3
in 60 minutes. To treat 200 mL of the aqueous solution containing 25 mg/L of
chromium ions, the Fe and Al electrodes demonstrated 81.5% and 92.4% Faraday
electrode efficiencies and consumed 7.2 kWh and 13.5 kWh electrical energy,
respectively. The operating costs to treat an aqueous solution containing 200 mL of
chromium ion were $ 1.26 per m3
for Al and $ 0.68 per m3
for Fe electrode, when
considering the electrical energy consumed and the cost of electrodes.
When the removal efficiencies, treatment duration, and treatment cost are considered,
it can be stated that the electrocoagulation approach used here is efficient, cost effective, and simple to manage and maintain. In addition, using the adsorption
approach, the sludge produced can be reconditioned and utilized as an adsorbent for
water treatment.
ÖZ:
Kısmen artan nüfus, endüstriyel genişleme ve çeşitli kirleticilerin su yollarına
kontrolsüz deşarjı nedeniyle tatlı su kaynaklarına erişim son yıllarda azalmaktadır.
Özellikle krom içeren atık su, başlıca çevresel kirleticilerden biridir; ciddi çevre ve
sağlık sorunlarına neden olan Cr(VI) formundaki son derece tehlikeli bir metaldir.
Sonuç olarak, bu çalışmanın amacı, demir ve alüminyum elektrotlarla uygun maliyetli
ve çevre dostu elektrokoagülasyon teknolojisini kullanarak sulu bir çözeltiden krom
iyonlarını uzaklaştırmak ve ayrıca çeşitli parametrik koşullar altında arıtma
kapasitelerini değerlendirmektir.
Aynı koşullar altında, demir ve alüminyum elektrotların krom giderme verimliliği
değerlendirildi. İlk olarak, sonuçlar, hem asidik hem de bazik koşullar altında,
reaksiyon tankında artan çalkalama ile ve 2 cm'lik bir optimum elektrot mesafesinde
çıkarma verimliliğinin arttığını göstermektedir. Optimum koşullarda (25 mg/L krom
konsantrasyonu, 2 cm elektrot mesafesi, 1.5 g elektrolit (NaCl), 9 V ve 400 rpm
karıştırma hızı); bir demir elektrot pH 8'de krom iyonunun %95'ini çıkarırken, bir
alüminyum elektrot pH 3'te krom iyonunun ~%100'ünü 60 dakikada uzaklaştırdı. 25
mg/L krom iyonu içeren 200 mL sulu çözeltideki krom giderimi için Fe ve Al
elektrotları sırasıyla %81.5 ve %92.4 Faraday elektrot verimliliği gösterdi ve yine
sırasıyla 7,2 kWh ve 13,5 kWh elektrik enerjisi tüketti. 200 mL krom iyonu içeren sulu
bir çözeltiyi işlemek için işletme maliyetleri, tüketilen elektrik enerjisi ve elektrotların
maliyeti göz önüne alındığında, Al için m3
başına 1,26 $ (dolar) ve Fe elektrot için m3
başına 0,68 $ (dolar) olarak hesaplanmıştır.
Giderim etkinliği, giderim süresi ve giderim maliyeti göz önüne alındığında, burada
kullanılan elektrokoagülasyon yaklaşımının verimli, uygun maliyetli, yönetimi ve
bakımı basit olduğu ifade edilebilir. Ek olarak, adsorpsiyon yaklaşımı kullanılarak
üretilen kalıntı, yenilenebilir ve su arıtımı için bir adsorban olarak kullanılabilir.
