Removal of cadmium (II) from saturated kaolinite by the application of electrical current

Abstract

The fundamentals of electrokinetic remediation (the removal of contaminants from soils by the application of electrical current across electrodes inserted in a soil mass) are presented and the findings of recent studies are reviewed. An improved theoretical formalism is presented for conduction phenomena under electrical currents. Predictions of effluent pH using this model compared excellently with the results of one-dimensional experimental studies. The results of four one-dimensional tests conducted to assess the removal of 99-114 pg/g of Cd(II) loaded on kaolinite specimens are presented. The flow conditions, chemistry, efficiency of removal and energy expenditure in these tests are evaluated. Cd(II) was removed from the kaolinite specimens by 90-95%. It was deposited close to the cathode and on the cathode due to the basic environment and electrodeposition. The energy expenditure in these tests was 50-106 kW h/m3 of soil processed. The test results also showed that when the initial pH in the specimen is low, high removal rates are achieved by electrical migration rather than electro-osmotic flow. L'article présente les principes du traitement électrocinétique qui permet d'éliminer les contaminants du sol par application d'un courant électrique dans deux électrodes plantées dans le sol. Il présente également les résultats des études les plus récentes ainsi que le formalisme théorique amélioré permettant de décrire les phénomènes de conduction sous courants électriques. Les résultats de pH des effluents obtenus à l'aide de ce modèle sont en très bon accord avec ceux des études expérimentales unidimensionnelles. On présente également les résultats de quatre essais unidimensionnels qui ont permis d'éliminer de 99-114 pg/g de Cd(II) sur des échantillons de kaolinite. Les conditions d'écoulement, la chimie, l'efficacité de l'élimination et les besoins en énergie des essais ont été évalués. 90-95% du Cd(II) a été éliminé des échantillons de kaolinite. A cause de l'environnement basique et du dépôt électronique, le Cd(II) s'est déposé à proximité de, voire sur la cathode. La consommation d'énergie lors des essais varie entre 50 et 106 kW h/m3 de sol traité. Les résultats des essais montrent également que si le pH initial de l'échantillon est faible, les vitesses d'élimination sont fortes et sont plus dues à une migration électrique qu'à un écoulement électro-osmotique.