Fulltext

Removal of Manganese Ions (Mn2+) from a Simulated Wastewater by Electrocoagulation/ Electroflotation Technologies with Stainless Steel Mesh Electrodes: Process Optimization Based on Taguchi Approach

إزالة أيونات المنغنيز (Mn2+) من مياه الصرف المصنعة بواسطة تقنيات التخثر/ التعويم الكهربائية باستخدام أقطاب الفولاذ المشبكية: أيجاد الظروف المثلى بواسطة طريقة تاكوشي

Rasha H. Salman

Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering المجلة العراقية للهندسة الكيمياوية وهندسة النفط
ISSN: 19974884/E26180707 Year: 2019 Volume: 20 Issue: 1 Pages: 39-48
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

This study depicts the removal of Manganese ions (Mn2+) from simulated wastewater by combined electrocoagulation/ electroflotation technologies. The effects of initial Mn concentration, current density (C.D.), electrolysis time, and different mesh numbers of stainless steel screen electrodes were investigated in a batch cell by adopting Taguchi experimental design to explore the optimum conditions for maximum removal efficiency of Mn. The results of multiple regression and signal to noise ratio (S/N) showed that the optimum conditions were Mn initial concentration of 100 ppm, C.D. of 4 mA/cm2, time of 120 min, and mesh no. of 30 (wire/inch). Also, the relative significance of each factor was attained by the analysis of variance (ANOVA) which indicates that the percentage of contribution followed the order: time (47.42%), C.D. (37.13%), Mesh number (5.73%), and Mn initial Conc. (0.05%). The electrolysis time and C.D. were the most effective operating parameters and mesh no. had a fair influence on Mn removal efficiency, while the initial conc. of Mn. had no significant effect in the studied ranges of control factors. Regression analysis (R2= 90.16%) showed an acceptable agreement between the experimental and the predicted values, and confirmation test results revealed that the removal efficiency of Mn at optimum conditions was higher than 99%.

في هذه الدراسة ، تم التحقق في كفاءة إزالة أيونات المنغنيز من مياه الصرف الصحي بواسطة تقنيات التخثر/ التعويم الكهربائية. تمت دراسة تأثير تركيز المنغنيز الأبتدائي ، كثافة التيار (C.D.) ، زمن التحليل الكهربائي ، وحجم المشبك لأقطاب الفولاذ المشبكية في خلية دفعية من خلال تطبيق تصميم تاكوشي لايجاد الظروف المثلى لأقصى كفاءة إزالة للمنغنيز. أظهرت نتائج (S/N) أن الظروف المثلى كانت, التركيزالأبتدائي للمنغنيز هو 100جزء في المليون ، C.D.هو 4 مللي أمبير / سم 2 ، ووقت 120 دقيقة ، وشبكة ذات حجم 30 واير/أنج. أيضا ، تم بحث الأهمية النسبية لكل عامل عن طريق تحليل التباين (ANOVA) الذي يشير إلى أن النسبة المئوية للمساهمة تتبع الترتيب: الوقت (%47.42) ، C.D. (% 37.13) ، حجم المشبك (%5.73) ، و التركيزالأبتدائي للمنغنيز هو (%0.05). وقت التحليل الكهربائي و C.D. كانت هي العوامل الأكثر تأثيراً وحجم الشبكة له تأثير مقبول على كفاءة إزالة أيونات المنغنيز ، في حين أن التركيزالأبتدائي للمنغنيز لم يكن له تأثير مذكور في المدى المدروس. أظهر تحليل الانحدار (R2% = 90.16) اتفاقا جيدا بين القيم التجريبية والقيم المتوقعة ، وأظهرت النتائج تأكيد أن كفاءة إزالة المنغنيز في الظروف المثلى كانت أعلى من %99.

Keywords

Mn removal --- Electrocoagulation --- electroflotation --- stainless steel electrodes --- screens electrodes --- wastewater --- Taguchi method --- أزالة المنغنيز --- التخثرالكهربائي --- التعويم الكهربائي --- أقطاب الفولاذ --- الأقطاب المشبكية --- مياه الصرف --- طريقة تاكوشي