Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 136 -163.

The thesis investigates the removal of chromium (Cr), a hazardous pollutant commonly found in industrial wastewater, including textile effluents, through electrocoagulation (EC) using aluminum electrodes. This research addresses a critical environmental and health challenge by evaluating key operational factors such as current density (CD) and voltage, alongside configurational parameters, including the electrode surface area to solution volume ratio (A/V) and electrode interspacing to reactor diameter ratio (S/D). Using synthetic wastewater with 50 ppm Cr, the highest removal efficiencies of 59% and 57% were observed at 12 V and 8 mA/cm², respectively, under specific configurational conditions (A/V = 7 m²/m³ and S/D = 0.25). Optimization, conducted using Minitab response optimizer, was validated with real textile wastewater containing 50 ppm Cr, demonstrating the practical applicability of the process. For comparison, chemical coagulation (CC) was performed on real textile wastewater. The coagulant dosage was calculated using Faraday's law to match the aluminum ion release in EC. The results from CC were compared with those of the EC process, and their relative performances were discussed. Innovations included investigating various waveforms—direct current (DC), pulsed direct current (PDC), and alternating pulsed direct current (APDC)—with PDC achieving the highest Cr removal efficiency of 66.3% in synthetic wastewater. The effectiveness of these waveforms was subsequently validated with real wastewater. Complementary studies examined reaction kinetics, electrode surface morphology via SEM, and sludge characteristics through zeta potential, particle size distribution, and XRD analysis. The findings emphasize EC as a sustainable and effective alternative for Cr removal, offering significant potential for industrial wastewater treatment applications

تتناول الرسالة بعنوان "تحسين المعايير التشغيلية والتكوينية في الترويب الكهربي لإزالة الكروم من مياه الصرف باستخدام أقطاب الألمنيوم" دراسة حول إزالة الكروم، وهو ملوث سام شائع في مياه الصرف الصناعي، بما في ذلك مياه الصرف الناتجة عن صناعة النسيج، من خلال عملية الترويب الكهربي. يُعتبر الكروم، الموجود في مياه الصرف لمصانع المنسوجات، معدنًا ثقيلًا خطيرًا يشكل مخاطر كبيرة على البيئة والصحة العامة حيث إن التعرض للكروم يمكن أن يسبب تهيج الجلد والأغشية المخاطية وتلف الكبد والكلى، مما يستدعي إزالته قبل التخلص من مياه الصرف. تركز هذه الدراسة على تحديد مدى كفاءة كثافة التيار مقارنة بالجهد الكهربائي كمعايير تشغيلية رئيسية في تحسين أداء الترويب الكهربي لإزالة الكروم من مياه الصرف. علاوة على ذلك، تمت أيضًا دراسة تأثير العديد من العوامل التكوينية مثل نسبة مساحة سطح القطب الفعلي إلى حجم مياه الصرف ونسبة المسافة بين الأقطاب الكهربائية إلى قطر المفاعل، على أداء عملية الترويب الكهربي. أجريت دراسات تجريبية على مياه الصرف المُخلقة التي تحتوي على 50 مجم/لتر من الكروم. تم تحقيق أعلى كفاءة إزالة بنسبة 59% و57% عند جهد 12 فولت وكثافة تيار 8 مللي أمبير/سم² على التوالي، وذلك ضمن ظروف تكوينية محددة (مساحة سطح القطب إلى حجم مياه الصرف = 7 م²/م³ والمسافة بين الأقطاب إلى قطر المفاعل تبلغ 0.25 م/م). ومن ثم، تم إجراء تحليل للمعايير التشغيلية والتكوينية باستخدام أداة تحسين الاستجابة ببرنامج Minitab، لتحديد التركيبة المثلى من المعايير التشغيلية والتكوينية التي تحقق أقصى كفاءة لإزالة الكروم، بما في ذلك نسبة مساحة سطح القطب إلى حجم مياه الصرف ونسبة المسافة بين الأقطاب إلى قطر المفاعل، وتم التحقق من النتائج باستخدام مياه صرف طبيعية ناتجة من صناعة المنسوجات تحتوي على 50 جزءًا في المليون من الكروم، مما يبرز التطبيق العملي للعملية. للمقارنة، تم تنفيذ عملية الترويب الكيميائي على مياه الصرف الطبيعية الناتجة من صناعة المنسوجات. تم حساب جرعة المادة المروّبة باستخدام قانون فاراداي لمطابقة كمية أيونات الألمنيوم الناتجة في الترويب الكهربي. تم مقارنة نتائج الترويب الكيميائي مع نتائج عملية الترويب الكهربي، ومناقشة أدائهما النسبي. كما وتناولت الدراسة التحقيق في تأثير أشكال موجية مختلفة، بما في ذلك التيار المباشر والتيار المباشر النبضي والتيار المباشر النبضي المتناوب، حيث حقق التيار المباشر النبضي أعلى كفاءة إزالة للكروم بنسبة 66.3% باستخدام المياه المُخلقة. وتم التحقق من فعالية هذه الموجات لاحقًا باستخدام مياه الصرف الطبيعية الناتجة من صناعة المنسوجات. شملت الدراسات المكملة فحص حركيات التفاعل للتحقق من النموذج الحركي الذي يحكم عملية الإزالة، وتحليل مورفولوجيا سطح الأقطاب باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح لتحليل شكل وسلوك تآكل الأقطاب، ودراسة خصائص الحمأة من خلال تحليل للجهد السطحي وتوزيع حجم الجسيمات وتحليل الحيود بالأشعة السينية لتوفير رؤى حول خصائصها وبنيتها البلورية. تؤكد النتائج أن الترويب الكهربي باستخدام أقطاب الألمنيوم يُعد بديلاً مستدامًا وفعّالًا لإزالة الكروم، مما يوفر إمكانات كبيرة لتطبيقات معالجة مياه الصرف الصناعية.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.