ДОСЛІДЖЕННЯ ОБРОБКИ ВОД З ПІДВИЩЕНИМИ КОНЦЕНТРАЦІЯМИ ХСК ПЛАЗМОЮ ІМПУЛЬСНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ НА ПОВЕРХНЮ РІДИНИ
DOI:
https://doi.org/10.15407/geotech2020.32.065Ключові слова:
плазма, імпульс, бар’єрний, розряд, вода, озон, гідроксильний радикал, динітротолуол, ПАР, енергоефективність.Анотація
Прогресуюче забруднення води через антропогенний вплив на навколишнє середовище відноситься до актуальних проблем сучасності. Одним з головних видів забруднювачів стічної води є органічні речовини. Відносно простим і дешевим методом очищення води від них є її біологчна обробка за допомогою аеробних бактерій. Проте існує багато високотоксичних органічних домішок, для розкладення яких цей метод у всякому разі при його аеробній іпостасі є непридатним, а анаеробні процеси вимагають занадто значного часу і температурної регуляції процесів обробки і також стають сумнівними з огляду на необхідні енергетичні витрати. До подібних складних речовин, з точки зору їх біологічної очистки, належать органічні барвники, котрі згідно світової статистики, складають 15% від всіх шкідливих речовин, які треба знешкодити перед їх надходженням у водні екосистеми. Для подібних вод стає актуальним їх попередня обробка яка дозволить знизити навантаження на біологічні очисні споруди шляхом окиснення токсичних речовин і загальним зни-женням органічної складової, тобто зменшенням біхроматного хімічного споживання кисню (ХСК). Обробку води з такими забруд-неннями можна проводити за допомогою технологій, що використовують передові окисні процеси (advanced oxidation processes − AOP). В нашій роботі вивчалась ефективність окиснення плазмою бар’єрного розряду стічних вод підприємств виробників барвників головним компонентом яких є технічний 2,4-динітротолуол, а також моделі органічної складової стічних (трапних) вод АЕС головною складовою яких є миючій засіб з на фосфатній основі з вмістом ПАР – 26,8%. Оброблялась плівки води товщиною ~0,1мм при швидкості наростання імпульсів розрядної напруги ≈3·1011В/c. Досліджено енергоефективність імпульсного бар’єрного розряду при різних режимах обробки води з різними домішками органічних речовин. Для отримання високих показників енергоефективності обробки води треба проводити при таких параметрах імпульсного бар’єрного розряду (енергія та частота повторення імпульсів) та швидкості руху повітря, щоб питомий енерговнесок у повітря, що проходить через камеру, не перевищував ~ 100Дж/л. Найвищій енергетичний вихід імпульсного бар’єрного розряду, для зразків стічної води, при питомих енерговкладах не перевищують ≈10Дж/мл.
Посилання
Fangmin Huang, et al.. Analysis of the degradation mechanism of methylene blue by atmospheric pressure dielec-tric barrier discharge plasma. Chemical Engineering Journal. 2010. Vol. 16, p. 250–256.
Bo Jiang, et al.. Review on electrical discharge plasma technology for wastewater. Chemical Engineering Journal. 2014. No. 236, p. 348–363. 3. Biljana P. Dojchinovich, et al. Manojlovich. Decolori-zation of reactive textile dyes using water falling film dielec-tric barrier discharge. Journal of Hazardous Materials. 2011. No. 192, p. 763 – 771.
Vesna V Kovačević1, et al. Measurement of reactive species generated by dielectric barrier discharge in direct contact with water in different atmospheres. Journal Physics. D: Applied Physics. 2017. Vol. 50, p. 155205-1−155205-19
Monica Magureanu, et al.. Decomposition of methylene blue in water using a dielectric barrier discharge: Optimization of the operating parameters. Journal of Applied Physics. 2008. No. 104, p. 103306-1–103306-7.
Muhammad Arif Malik1, Abdul Ghaffar, Salman Ak-bar Malik. Water purification by electrical discharges. Plasma Sources Science and Technology. 2001. No. 10, p. 82–91.
Shen Zhao, et al. Effect of Electrical Parameters on Energy Yield of Organic Pollutant Degradation in a Dielectric Barrier Discharge Reactor. IEEE Transactions on Plasma Science. 2017. Vol. 45, No. 6, p. 1043–1050.
Божко І.В., та ін. Розробка комплексу для обробки води імпульсним бар’єрним розрядом. Технічна електродинаміка. 2017. No. 6, С. 80−86.
Bozhko I.V., Serdyuk Y.V. Determination of Energy of a Pulsed Dielectric Barrier Discharge and Method for Increas-ing Its Efficiency. IEEE Transactions on Plasma Science. 2017. Vol. 45, No. 12, P. 3064–3069.
C. Hibert, I., et al.. [OH(X)] measurements by resonant absorption spectroscopy in a pulsed dielectric barrier dis-charge. Journal of applied physics. 1999. Vol. 85, No. 10, P. 7070–7075.
W. H. Glaze. Drinking-water treatment with ozone. Environment science technology. 1987. Vol. 21, No. 3, p. 224 –230.
Zhang T.,et al. Photooxidative N-demethylation of methylene blue in aqueous TiO2 dispersions under UV irradia-tio. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemis-try. 2001. Vol. 140, p. 163–172.
