Дослідження ефективності кавітаційного очищення стічних вод жиркомбінату від органічних та біологічних забруднень в присутності різних газів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.131953Ключові слова:
стічні води, кавітація, очищення, природа газів, органічні сполуки, мікробіологічні забрудненняАнотація
Використання кавітаційних технологій для процесів очищення стічних вод жиркомбінату один із перспективних методів для покращення показників якості води. Було запропоновано подачу в кавітаційну зону газів різної природи, а саме: азоту, кисню, повітря, суміші азоту та кисню у співвідношенні 1:1.
Досліджено вплив природи барботованих газів, як в умовах дії УЗ так і без нього, на зміну хімічного споживання кисню та мікробного числа. Розраховано ефективні константи швидкості руйнування органічних сполук та біологічних забруднень. Встановлено, що найвищого значення ефективної константи швидкості знезараження води від МО (5,13∙10–4 с–1) було досягнуто при барботуванні азоту. Найвищого значення ступеня знезараження води в кавітаційних умовах (99,9 %) було досягнуто в атмосфері азоту, а ступеня руйнування органічних сполук – 64,3 % при одночасній дії повітря та УЗ.
Визначено, що процес руйнування органічних домішок та знезараження стічних вод жиркомбінату можна описати застосувавши кінетичне рівняння першого порядку. Встановлено відносні ряди впливу природи досліджуваних газів на кавітаційне очищення води.
Показано, що очищення стічних вод жиркомбінату при одночасному барботуванні газів у кавітаційне поле при руйнуванні органічних сполук на 5–35,7 %, при знезараженні води від МО на 1–90,5 % ефективніше, ніж дія самого УЗ.
Використання запропонованої кавітаційної технології для очищення стічних вод жиркомбінату дозволяє повністю знезаразити воду від шкідливих МО та одночасного руйнування органічних речовин. Це дозволяє усунути негативний вплив шкідливих речовин, які містяться у стічних водах для збереження навколишнього середовища та водного басейну УкраїниПосилання
- Shevchuk, L., Aftanaziv, I., Falyk, T. (2017). Vibrocavitation decontamination of brewing yeast-containing wastewater. Chemistry & Chemical Technology, 11 (4), 475–479. doi: 10.23939/chcht11.04.475
- Mason, T., Lorimer, P. (2002). Applied sonochemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA, Coventry university. doi: 10.1002/352760054x
- Wu, X., Joyce, E. M., Mason, T. J. (2012). Evaluation of the mechanisms of the effect of ultrasound on Microcystis aeruginosa at different ultrasonic frequencies. Water Research, 46 (9), 2851–2858. doi: 10.1016/j.watres.2012.02.019
- Dular, M., Griessler-Bulc, T., Gutierrez-Aguirre, I., Heath, E., Kosjek, T., Krivograd Klemenčič, A. et. al. (2016). Use of hydrodynamic cavitation in (waste)water treatment. Ultrasonics Sonochemistry, 29, 577–588. doi: 10.1016/j.ultsonch.2015.10.010
- Stieger, T., Agha, H., Schoen, M., Mazza, M. G., Sengupta, A. (2017). Hydrodynamic cavitation in Stokes flow of anisotropic fluids. Nature Communications, 8, 15550. doi: 10.1038/ncomms15550
- Viten’ko, T. N., Gumnitskii, Y. M. (2007). A mechanism of the activating effect of hydrodynamic cavitation on water. Journal of Water Chemistry and Technology, 29 (5), 231–237. doi: 10.3103/s1063455x07050037
- Adhikari, U., Goliaei, A., Berkowitz, M. L. (2015). Mechanism of Membrane Poration by Shock Wave Induced Nanobubble Collapse: A Molecular Dynamics Study. The Journal of Physical Chemistry B, 119 (20), 6225–6234. doi: 10.1021/acs.jpcb.5b02218
- Sáez, V., Mason, T. (2009). Sonoelectrochemical Synthesis of Nanoparticles. Molecules, 14 (10), 4284–4299. doi: 10.3390/molecules14104284
- Antes, F. G., Diehl, L. O., Pereira, J. S. F., Guimarães, R. C. L., Guarnieri, R. A., Ferreira, B. M. S. et. al. (2015). Feasibility of low frequency ultrasound for water removal from crude oil emulsions. Ultrasonics Sonochemistry, 25, 70–75. doi: 10.1016/j.ultsonch.2015.01.003
- Antes, F. G., Diehl, L. O., Pereira, J. S. F., Guimarães, R. C. L., Guarnieri, R. A., Ferreira, B. M. S., Flores, E. M. M. (2017). Effect of ultrasonic frequency on separation of water from heavy crude oil emulsion using ultrasonic baths. Ultrasonics Sonochemistry, 35, 541–546. doi: 10.1016/j.ultsonch.2016.03.031
- Bates, D. M., Bagnall, W. (2012). Pat. No. WO2012106768 A1. Methods for isolating oil from plant material and for improving separation efficiency. declareted: 09.02.2012; published: 16.08.2012.
- Zhang, J., Li, J., Thring, R. W., Hu, X., Song, X. (2012). Oil recovery from refinery oily sludge via ultrasound and freeze/thaw. Journal of Hazardous Materials, 203-204, 195–203. doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.12.016
- Hamidi, H., Mohammadian, E., Junin, R., Rafati, R., Azdarpour, A., Junid, M., Savory, R. M. (2014). The Effect of Ultrasonic Waves on Oil Viscosity. Petroleum Science and Technology, 32 (19), 2387–2395. doi: 10.1080/10916466.2013.831873
- Falyk, T., Shevchuk, L., Nykulyshyn, I., Melnyk, S. (2017). Research of the effects of various gases on cavitation-based removal of organic pollutants from distillery wastewater. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (87)), 56–62. doi: 10.15587/1729-4061.2017.101708
- Maleki, A., Shahmoradi, B., Daraei, H., Kalantar, E. (2013). Assessment of ultrasound irradiation on inactivation of gram negative and positive bacteria isolated from hospital in aqueous solution. Journal of Advanced Environmental Health Research, 1 (1), 9–14.
- Gao, S., Hemar, Y., Ashokkumar, M., Paturel, S., Lewis, G. D. (2014). Inactivation of bacteria and yeast using high-frequency ultrasound treatment. Water Research, 60, 93–104. doi: 10.1016/j.watres.2014.04.038
- Chisti, Y. (2003). Sonobioreactors: using ultrasound for enhanced microbial productivity. Trends in Biotechnology, 21 (2), 89–93. doi: 10.1016/s0167-7799(02)00033-1
- Heponiemi, A., Lassi, U. (2012). Advanced Oxidation Processes in Food Industry Wastewater Treatment – A Review. Food Industrial Processes – Methods and Equipment, 313–338. doi: 10.5772/33341
- Madigan, M., Martinko, J. (Eds.) (2006). Brock Biology of Microorganisms. Prentice Hall.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Uliana Vashkurak, Liliya Shevchuk, Irena Nykulyshyn, Ivan Aftanaziv
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
