Studying nitrogen influence on efficiency of vibrocavitation treatment of dairy factory wastewater

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24814

Keywords:

cavitation, vibration electromagnetic cavitator, wastewater, chemical oxygen demand, microorganisms, decontamination

Abstract

Creating highly efficient methods of wastewater decontamination and destruction of present organic compounds is one of the promising trends for solving problems in technology of water treatment.

The technology for wastewater treatment of organic and biological contaminants, based on the cavitation water treatment is proposed in the paper. Theoretical knowledge and experimental researches in the field of cavitation has given ground to a method of vibro-resonance cavitation processing of liquids, which specific feature is organic combination of high-intensity of the formed cavitation field with significant treatment capacity. For its implementation, a low vibration electromagnetic resonance cavitator, which is of a simple structural design, energy saving and convenient in operation and maintenance was developed.

The studies of vibrocavitation treatment efficiency, carried out on the dairy factory wastewater in the presence of nitrogen, indicate synergism of vibrocavitation action in the presence of gas that is confirmed by the calculated values of effective rate constants of microbial decontamination and destruction of organic compounds. The obtained results show high efficiency of wastewater treatment, conditioned by shock-dynamic, cavitation effects of sterilization and side phenomena of physical and electromagnetic nature, enhancing its effectiveness. Such integrated approach provides greater efficiency of the process on the whole process and opens the prospect of practical application in technologies of wastewater treatment at food enterprises.

Author Biographies

Лілія Іванівна Шевчук, Lviv Polytechnic National University Sq. St. George's 3/4, Lviv, Ukraine, 79013

Ph.D., Associate Professor

Department of Technology of Organic Products

Institute of Chemistry and Chemical Technology

Іван Семенович Афтаназів, Lviv Polytechnic National University st. St.Banderu 12, Lviv, Ukraine, 79013

Professor

Department of Descriptive Geometry and Graphics

Institute of Mathematics and Basic Sciences

Орися Іванівна Строган, Lviv Polytechnic National University Str. 12 Bandera , Lviv, Ukraine , 79013

Engineer І category

Department of Descriptive Geometry and Graphics

Institute of Mathematics and Basic Sciences

Леся Михайлівна Предзимірська, Lviv Polytechnic National University Sq. St. George's 3/4, Lviv, Ukraine, 79013

Postgraduate

Department of Technology of Organic Products

Institute of Chemistry and Chemical Technology

References

  1. Кульский, Л. А. Химия воды: Физико-химические процессы обработки природных и сточных вод [Текст] / Л. А. Кульский, В. Ф. Накорчевекая. – К.: Вища школа. Головное изд-во, 1983. – 240 с.
  2. Федоткин, И. М. Кавитация. Кавитационная техника и технология, их использование в промышленности [Текст] / И. М. Федоткин, И. С. Гулый. – К.: Полиграфкнига, 1997. – Ч. 1. – 839 с.
  3. Сиротюк, М. Г. Акустическая кавитация [Текст]: монография / М. Г. Сиротюк; отв. ред.: В. А. Акуличев, Л. Р. Гаврилов. – М.: Наука, 2008. – 271 с.
  4. Хмелев, В. Н. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности [Текст] / В. Н. Хмелев, А. Н. Сливин, Р. В. Барсуков, С. Н. Цыганок, А. В. Шалунов. – Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. – 203 c.
  5. Evora, V. F. Ultrasonic Disinfection of Water Suspensions of Escherichia Coli and Legionella Pneumophila [Теxt] / V. F. Evora, G. J. Kavarnos // NUWC-NPT Technical Report 11,086, 1999. – 18 р.
  6. Коваль, І. З. Ефективна дія ультразвуку на бактерії групи кишкової палички [Текст] : зб. наук. пр. / І. З. Коваль, Л. І. Шев¬чук, В. Л. Старчевський // Хімія, технологія речовин та їх застосування. Видавництво Національного університету «Львів¬ська політехніка». – 2010. – № 667 – С. 234–237.
  7. Евстигнеев, В. В. Кавитация в технологиях очистки сточных вод [Текст] / В. В. Евстигнеев, В. А. Кулагин // В мире научных открытий. –2010. – № 5 (11), Ч. I. – С. 87–90.
  8. Центер, И. М. Обеззараживание поверхности стекла высокочастотным ультразвуком [Текст] / И. М. Центер // Вестник ВСГУТУ. – 2013. – № 4 (43). – С. 174–177.
  9. Joyce, E. The development and evaluation of ultrasound for the treatment of bacterial suspensions. A study of frequency, power and sonication time on cultured bacillus us species [Теxt] / E. Joyce, S. S. Phull, J. P. Lorimer, T. J. Mason // Ultrasonics Sonochemistry. – 2003. – № 10. – P. 315–318.
  10. Василяк, Л. М. Применение ультразвука для обеззараживания воды [Текст] / Л. М. Василяк и др. // Водоснабжение и са¬нитарная техника. – 2007. – № 8. – С. 6–9.
  11. Некоз, О. І. Кавітаційна технологія очищення стічних вод від токсичних речовин [Текст] / О. І. Некоз, О. А. Литвиненко, Р. В. Логвінський // Вібрації в техніці та технологіях. – 2012. – № 2. – С. 112–115.
  12. Kulskyi, L. A., Nakorchevekaya, V. F. (1983). Khimiya vody: Fiziko-khimicheskie processy obrabotki prirodnykh i stochnykh vod. Kiev, Vishcha shkola, Golovnoe izdatelstvo, 240.
  13. Fedotkin, I. M., Gulyiy, I. S. (1997). Kavitatsiya. Kavitatsionnaya tehnika i tehnologiya, ih ispolzovanie v promyishlennosti. Kiev, Poligrafkniga, Part 1. 839.
  14. Sirotyuk, M. G., Gavrilov, L. R. (2008). Akusticheskaya kavitatsiya: monografiya. Moskva, Nauka, 271.
  15. Hmelev, V. N., Slivin, A. N., Barsukov, R. V., Tsyiganok, S. N., Shalu¬nov, A. V. (2010). Primenenie ultrazvuka vyisokoy intensivnosti v promyishlennosti Biysk: Izdatelstvo altayskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 203.
  16. Evora, V. F., Kavarnos, G. J. (1999). Ultrasonic Disinfection of Water Suspensions of Escherichia Coli and Legionella Pneumophila. NUWC-NPT Technical Report, 11, 086, 18.
  17. Koval, I. Z., Shevchuk, L. I., Starchevskyi, V. L. (2010). Efektyvna diia ultrazvuku na bakterii hrupy kyshkovoi palychky. Khimiia, tekhnolohiia rechovyn ta yikh zastosuvannia. Vydavnytstvo Natsionalnoho universytetu “Lvivska politekhnika”, 667, 234–237.
  18. Evstigneev, V. V., Kulagin, V. A. (2010). Kavitatsiya v tehnologiyah ochistki stochnyih vod. V mire nauchnyih otkryitiy, 5 (11), Part I, 87–90.
  19. Tsenter, I. M. (2013). Obezzarazhivanie poverhnosti stekla vyisokochastotnyim ultrazvukom. Vestnik VSGUTU, 4 (43), 174–177.
  20. Joyce, E., Phull, S. S., Lorimer, J. P., Mason, T. J. (2003). The development and evaluation of ultrasound for the treatment of bacterial suspensions. A study of frequency, power and sonication time on cul¬tured bacillus us species. Ultrasonics Sonochemistry, 10, 315–318.
  21. Vasilyak, L. M. (2007). Primenenie ultrazvuka dlya obezzarazhivani¬ya vodyi. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tehnika, 8, 6–9.
  22. Nekoz, O. I., Litvinenko, O. A., Logvinskiy, R. V. (2012). Kavitatsiyna tehnologiya ochischennya stichnih vod vid toksichnih rechovin. Vibratsiyi v tehnitsi ta tehnologiyah, 2, 112–115.

Published

2014-06-19

How to Cite

Шевчук, Л. І., Афтаназів, І. С., Строган, О. І., & Предзимірська, Л. М. (2014). Studying nitrogen influence on efficiency of vibrocavitation treatment of dairy factory wastewater. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6(69), 42–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24814

Issue

Section

Technology organic and inorganic substances