Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.3/2025(4))

В лабораторном эксперименте эффективность очистки сточных вод от ВВ методом ЭК была выше при использовании Fe/Fe электродного блока. При силе тока 6 А и взаимодействии в течение 4 мин концентрацию ВВ удалось снизить до 7,3 мг/л, то есть эффективность очистки составила 98,2 % (рис. 2). При использовании Al/Al и Al/Fe блоков для значительного снижения концентрации ВВ ток приходилось повышать до 9 А, что позволяло снизить концентрацию ВВ до 10 мг/л (табл. 1). Для всех блоков электродов увеличение продолжительности процесса до 5 мин не приводило к росту эффективности очистки. Вероятно, при увеличении продолжительности электролиза происходит пассивация поверхности электродов и эффективность очистки сточных вод снижается. Таблица 1 Изменение химического состава сточных вод после обработки электродами (ток — 9 A, время обработки — 5 мин) Variation in the wastewater chemical composition after electrotreatment (at 9 A current for 5 min) Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2025. Т. 4, № 3. С. 33-44. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2025. Vol. 4, No. 3. P. 33-44. Очистка Компонент Al3+ Feобщ n h ; NO^ NO^ SO 4 - F- PO3; ВВ pH мг/л мгР/л мг/л ед. Исходная вода 0,263 0,011 0,213 0,09 19,47 165 13,90 0,292 396 8,21 Al/Al блок 19,81 <0,008 0,559 0,99 11,45 154 0,353 0,002 48,7 9,34 Al/Fe блок 18,76 0,011 0,557 0,64 12,01 158 0,293 0,001 13,1 9,32 Fe/Fe блок 0,831 0,013 0,084 0,15 16,07 126 11,29 0,002 6,41 10,6 Наряду с ВВ наблюдалось значительное уменьшение концентрации иных загрязняющих компонентов. Образование в процессе ЭК ионов железа и алюминия способствовало формированию мелкокристаллического осадка фосфатов, что позволило снизить концентрацию фосфат-иона более чем на 99 % при использовании всех трёх блоков электродов. Применение Al/Fe и Al/Al блоков обеспечило значительное снижение концентрации фторид-ионов до 0,293 и 0,353 мг/л соответственно от их начальной концентрации 13,9 мг/л, то есть эффективность очистки составила 97,9 и 97,5 % соответственно. Высокая степень очистки объяснялась тем, что хлопья гидроксида алюминия формировали агломераты плохо растворимого фторида, который выпадал в осадок. Стоит отметить значительное увеличение концентрации ионов алюминия в очищенной воде при использовании Al/Fe и Al/Al блоков, а также незначительный рост pH обработанной воды. Использование Fe/Fe блока оказалось оптимальным для очистки загрязнённой воды данного состава, так как он не допускал вторичного загрязнения. Фазовый состав шлама, полученного в процессе после ЭК, оказался схож с составом исходных взвесей по содержанию основных минералов. В исходных образцах были обнаружены следующие компоненты: нефелин Na[AlSiO4], апатит Са 5 [P 0 4 ]з(F,Cl, 0 Н) и титанит CaTi(SiO 4 )O. На рентгеновских дифракционных картинах шлама не были выявлены пики, соответствующие апатиту (рис. 3). Это могло быть связано с образованием рентгеноаморфных алюминиевых и железистых гидроксидов, что привело к снижению относительного содержания апатита. Учитывая инертность минералов шлама и большой объём загрязнённых промышленных вод (при эффективности очистки 98,2 % масса шлама при обработке 1 м3 воды составит 388,9 г), стоит рассмотреть варианты использования шлама после ЭК. Шлам, полученный при использовании стального электрода, представляет собой густую влажную массу коричневатого цвета, которая при высушивании становится светло-коричневой. Основным направлением применения этого шлама, вероятно, является строительная индустрия (создание композитных строительных материалов, использование в качестве пигмента или наполнителя). В табл. 2 представлены показатели воды после обработки ЭК и отстаивании в течение 30 мин и 24 ч. Наиболее эффективно очистка от ВВ и TDS проходила при температуре 5 °С: концентрацию этих загрязнителей удалось снизить до 5,8 мг/л (4 мин взаимодействия) и 181 ppm (5 мин взаимодействия) соответственно. Эффективность очистки составила 95,2 и 14,6 %. После 24 ч отстаивания получилось © Горячев А. А., Светлов А. В., Кудрявцева Л. П., Макаров Д. В., 2025 38