всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Перспективы использования высокочастотного ультразвука в процессах водоподготовки

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 7-9 за 2018 год, стр. 144-151.
Рубрика: Short communications

 

Сизых М.Р. кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории инженерной экологии, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук
Батоева А.А. доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории инженерной экологии, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук
Асеев Д.Г. кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории инженерной экологии, Учреждение Российской академии наук Байкальский институт природопользования СО РАН, (БИП СО РАН)

Аннотация:
Представлены результаты экспериментального моделирования процессов окисления соединений железа (II) в условиях
высокочастотной акустической кавитации мегагерцового диапазона (1.7 МГц), генерируемой с использованием пьезоэлек-
трических преобразователей. Экспериментально установлено, что интенсифицирующий эффект кавитационного воздейст-
вия в комбинированных окислительных системах в присутствии экологически чистого окислителя — пероксида водорода
при обезжелезивании природных подземных вод обусловлен возникновением синергического эффекта за счет реализа-
ции сопряженного механизма, включающего реакции с участием растворенного кислорода, пероксида водорода и гене-
рируемых in situ активных форм кислорода, преимущественно гидроксильных радикалов. Методом введения ингибиторов
радикальных реакций с использованием в качестве радикальных «ловушек» молекул метилового спирта доказана доми-
нирующая роль неселективных высокореакционноспособных окислителей - гидроксильных радикалов в процессе обез-
железивания. Результаты укрупненных испытаний по обезжелезиванию некондиционной природной подземной воды хо-
рошо коррелируют с закономерностями, установленными на модельных растворах, и имитатах в лабораторных условиях.

Ключевые слова: высокочастотный ультразвук, обезжелезивание, пероксид водорода, подземные природные воды

Ссылка для цитирования:
Сизых М.Р., Батоева А.А., Асеев Д.Г. Перспективы использования высокочастотного ультразвука в процессах водоподготовки // Вода: химия и экология. — 2018. — № 7-9. — c. 144-151. — http://watchemec.ru/article/28930/

Литература:
1. Sharma S.K. Biological iron removal from groundwater: a review / S.K. Sharma, B. Petrusevski, J.C Schippers // J. Water Supply: Res. Technol. Aqua. 2005. V. 54. P. 239-247.
2. Кулаков В.В. Обезжелезивание и деман-ганация подземных вод / В.В. Кулаков, Е.В. Сошников, Г.П. Чайковский. Хабаровск: ДВГУПС, 1998. 100 с.
3. EU Drinking Water Directive: COUNCIL DIRECTIVE 98/83/EC of 3 November 1998 on the quality of water intended for human consumption, Official Journal of the European Communities. Электронный ресурс: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:01998L0083-20151027.
4. Николадзе Г.И. Улучшение качества подземных вод. М.: Стройиздат, 1987. 240 с.
5. Белевцев А.Н. Безреагентные станции обезжелезивания ЗАО «Хюксо» и опыт их эксплуа-тации / А.Н. Белевцев, В.И. Жаворонкова, А.А. Поворов и др. //Водоснабжение и санитарная техника. 2010. №4. С. 44-47.
6. Селюков В.А. Обезжелезивание подземных вод с использованием перекиси водорода / В.А.Селюков, С.В. Чекмарева, В.Д. Маслий, Ю.И. Скурлатов. //Водоснабжение и санитарная техника. 2007. №2. С. 41.
7. Сизых М.Р. Перспективы применения пероксида водорода в процессах обезжелезивания природных вод / М.Р. Сизых, А.А. Батоева // Экология и промышленность России. 2013. №2. С. 18-20.
8. Caupin F. Cavitation in water: a review / F.Caupin, E. Herbert // Comptes Rendus Physique. 2006. V.7. P. 1000-1017.
9. Kidak R. Ultrasonic destruction of phenol and substituted phenols: a review of current research / R. Kidak, N. Ince // Ultrasonics Sonochemistry. 2006. Vol. 13. P. 195-199.
10. Яковлев В.А. Исследование химических превращений органических соединений при кавитационном воздействии/ В.А. Яковлев, С.Г. Заварухин,
В.Т. Кузавов и др. // Химическая физика. 2010. T.29, №3. С. 43-51.
11. Sathishkumar P. Review on the recent improvements in sonochemical and combined sonochemical oxidation processes — A powerful tool for destruction of environmental contaminants/ P. Sathishkumar, R.V. Mangalaraja, S. Anandan //
Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. V. 55, №3, P. 426-454.
12. Adewuyi Y.G. Sonochemistry: environmental science and engineering applications // Ind. Eng. Chem. Res. 2001. V.40. P. 4681-4715.
13. Chowdhury P. Sonochemical degradation of chlorinated organic compounds, phenolic compounds and organic dyes–a review / P. Chowdhury, T.Viraraghavan // Science of the Total Environment. 2009. V.407. N 8. P. 2474-2492.
14. Chanda R. Phenol degradation using 20, 300 and 520 kHz ultrasonic reactors with hydrogen peroxide, ozone and zero valent metals / R. Chanda, N.H.
Inceb, P.R. Gogatec, D.H. Bremnera // Separation and Purification Technology. 2009. V.67. P. 103-109.
15. Wu Z. Roles of hydrophobicity and volatility of organic substrates on sonolytic kinetics in aqueous solutions / Z. Wu, B. Ondruschka // J. Phys. Chem. A. 2005. V.109. P. 6521-6526.
16. Kirpalani D.M. Experimental quantification of cavitation yield revisited: focus on high frequency ultrasound reactors / D.M. Kirpalani, K.J. McQuinn // Ultrasonics Sonochemistry. 2006. V. 13. I. 1. P. 1-5.
17. Ghadbane H. Degradation of Acid Blue 25 in aqueous media using 1700 kHz ultrasonic irradiation: ultrasound/Fe(II) and ultrasound/H2O2 combinations / H. Ghadbane, O. Hamdaoui // Ultrasonics Sonochemistry. 2009. V. 16. P. 593-598.
18. Thangavaddivel K. Removal of methyl orange from aqueous solution using a 1.6 MHz ultrasonicatomiser / K. Thangavadivel, G. Owens, K. Okitsu // RSC Adv. 2013. 3. P. 23370-23376.
19. Aseev D. G. Using High-Frequency Ultrasound (1.7 MHz) for Oxidative Processes in Aqueous Media / D.G. Aseev, A.A. Batoeva // Russian Journal of
Physical Chemistry A. 2015. V.89. №9. P.1585-1589.
20. Ferkous H. Sonolytic degradation of naphthol blue black at 1700 kHz: Effects of salts, complex matrices and persulfate / H. Ferkous, S. Merouani, O. Hamdaoui // Journal of Water Process Engineering. 2016. V. 9. I.2. P. 67-77.
21. Николадзе Г.И. Улучшение качества подземных вод. М.: Стройиздат, 1987. 240 с.
22. Лукашевич О.Д. Обезжелезивание подземных вод / О.Д. Лукашевич, Е.И. Патрушев//Водоснабжение и санитарная техника. 2005. №4. С. 16-20.
23. Stęgpniak L. The research on the possibility of ultrasound field application in iron removal of water / L.Stęgpniak, U.Kęgpa, E.Stańczyk-Mazanek// Desalination. 2008. V. 223. P. 180-186.
24. Сизых М.Р. Перспективы применения пероксида водорода в процессах обезжелезивания природных вод / М.Р. Сизых, А.А. Батоева // Экология и промышленность России. 2013. №2. С. 18-20.
25. Aseev D.G. Using High-Frequency Ultrasound (1.7 MHz) for Oxidative Processes in Aqueous Media/ D.G. Aseev, A.A. Batoeva // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2015. V. 89, №9, P. 1585-1589.
26. ПНД Ф 14.1:2:4.259-10. Методика выполнения измерений массовой концентрации железа (ΙΙ) в питьевой, природной, сточных водах
фотометрическим методом с о-фенантролином. Введ. с 21.04.2010. Москва: [б.и.], 2010. 16 с.
27. Munter R. Advanced oxidation processes-current status and prospects // Proc. Estonian Acad. Sci.Chem. 2001. V. 50, I 2. P. 59-80.
28. Сычев А.Я. Гомогенный катализ соединениями железа / А.Я. Сычев, В.Г. Исак. Кишенев: Штиинца, 1998. 216 с.