Погружной электрохимический модуль (ПЭМ) практически устраняет (снижает в 50-200 раз) вынос тяжелых металлов в сточные воды — путем их извлечения из ванн улавливания, установленных после ванн химической или электрохимической (гальванической) обработки деталей. Это позволяет вернуть ионы металлов в рабочие ванны, снизить в десятки раз расход воды на промывку и объем образующихся стоков.

ПЭМ ликвидирует периодический сброс растворов травления, пассивирования, осветления, снятия покрытий и травильного шлама — путем их регенерации непосредственно в рабочей ванне.

Утилизирует отработанные растворы — растворы химического никелирования, электролиты хромирования, непригодные для дальнейшей эксплуатации из-за высокого содержания ионов железа и др. примесей. В ходе утилизации извлекаются все ценные и токсичные компоненты (никель, хромовая кислота и т. п.).

Также ПЭМ позволяет эксплуатировать гальванический цех (участок) без очистных сооружений. В условиях крупномасштабного производства необходимость очистных сооружений не устраняется, однако, благодаря наличию ПЭМ нагрузка на них снижается в десятки раз, пропорционально снижается их стоимость, водопотребление, объем сточных вод и расход химикатов на их обезвреживание.

Принцип работы ПЭМ — мембранный электролиз.

ПЭМ представляет собой ящик из полипропилена или ПВХ 440 х 100 х 570, 170 х 100 х 650 или 230 х 100 х 300 мм, передняя стенка которого имеет окна, к которым на фланцевом соединении примыкает катионитовая или анионитовая мембрана. Внутри ПЭМ — раствор, а в нем — внутренний электрод. Параллельно мембране на расстоянии 20-30 мм от нее висит внешний электрод (см.рис). При пропускании постоянного тока ионы переходят через мембрану в соответствии с ее типом и полярностью электродов. Параллельно на электродах идут электрохимические реакции. В итоге либо происходит очистка раствора в ванне, в которой находится ПЭМ, от любых ионов (ванна улавливания), либо изменение его химического состава в желаемом направлении (регенерация технологических растворов).

Регенерация хроматных растворов. В процессе эксплуатации в растворе накапливаются ионы стравленного металла (цинка, кадмия и т. п.), снижается кислотность и содержание хромата. В ходе регенерации на внешнем аноде трехвалентный хром превращается в хромовую кислоту, а ионы металла под действием тока переходят через мембрану внутрь ПЭМ, где разряжаются на внутреннем электроде (катоде) с образованием металлического осадка. Благодаря регенерации хроматные растворы можно эксплуатировать без замены и практически без корректировки длительное время.

Ванны улавливания на участке хромирования и других видов обработки в хромат-содержащих растворах. Хромовая кислота под действием тока переходит из ванны улавливания через мембрану в ПЭМ, концентрируется в нем и оттуда периодически возвращается в ванну хромирования. При этом она полностью очищается от ионов железа и других металлов, попадающих в ванну улавливания вместе с хромовой кислотой. При большой производственной программе участка устанавливают последовательно две ванны улавливания с ПЭМ. Снижение выноса ионов хромата — на 98-99%. Аналогично работает ПЭМ в ваннах улавливания после операций электрополирования, анодирования и химической обработки в растворах на основе хромовой кислоты и ее солей.

Ванны улавливания на участке никелирования, цинкования и кадмирования в хлоридно-аммонийных электролитах. Металл осаждается на внешнем катоде. Для предотвращения выделения хлора внутренний анод защищен от доступа ионов хлорида катионитовой мембраной. Вынос ионов металла в стоки снижается на 98-99%.

Ванны улавливания после цианидных и щелочных электролитов. Металл (кадмий, цинк, медь, серебро, золото) осаждается на внешнем катоде, цианид обезвреживается (окисляется в карбонат) на аноде, щелочь накапливается внутри ПЭМ и оттуда доливается в рабочую ванну. Катод периодически завешивают на анодную штангу в ванну покрытия. Вынос ионов металла в стоки снижается на 98-99,5% . Для полного обезвреживания цианида устанавливают 2 ванны улавливания с ПЭМ.

Ванны улавливания после сульфатных электролитов меднения, кадмирования, оловянирования. Металл осаждается на внешнем катоде и периодически возвращается в ванну покрытия. Серная кислота накапливается в ПЭМ и оттуда возвращается в рабочую ванну. Вынос ионов металла снижается на 99-99,5%.

Химико-гальванические процессы в производстве печатных плат и металлизации пластмасс. Извлечение ионов меди, олова, свинца и борфторида из ванн улавливания, установленных после ванн с кислыми и щелочными (аммиачными) растворами. Извлечение меди из кислых, хлоридных и щелочных аммиачных травильных растворов и из персульфатного раствора подтрава (регенерация растворов). Регенерация хромовой кислоты из отработанного травильного раствора и последующей ванны улавливания. Утилизация отработанных растворов химического меднения.

Утилизация отработанных растворов химического никелирования. Извлечение никеля в виде металла с помощью ПЭМ с целью обезвреживания растворов перед сбросом и рекуперации никеля.