CC BY
16
10. Кобрин, В. Н. Система управления экологической безопасностью при утилизации твердых бытовых и производственных отходов [Текст] / В. Н. Кобрин, Н. В. Нечипорук, В. В. Вам-боль // Еколопчна безпека. — 2014. — Вип. 2(18). — С. 25-30.
11. Шахов, Ю. В. Математическая модель энерготехнологической установки для разделения многокомпонентных газовых смесей [Текст]: зб. наук. пр. / Ю. В. Шахов, И. И. Петухов,
B. В. Вамболь // Вюник НТУ «ХП1». Сер. Математичне мо-делювання в техшщ та технолопях. — 2015. — № 41(1150). —
C. 134-139.
12. Вамболь, С. А. Матмодель расчета сепаратора и компрессора блока разделения газовых смесей при утилизации отходов [Текст] / С. А. Вамболь, Ю. В. Шахов, В. В. Вамболь, И. И. Петухов // Технологический аудит и резервы производства. — 2016. — № 1/1(27). — С. 50-53. doi:10.15587/2312-8372.2016.58619
13. Вамболь, С. А. Математическое описание процессов разделения газовых смесей, образующихся при термической утилизации отходов [Текст] / С. А. Вамболь, Ю. В. Шахов,
B. В. Вамболь, И. И. Петухов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2016. — № 1/2(79). —
C. 35-41. doi:10.15587/1729-4061.2016.60486
МАТЕМАТИЧНИЙ ОПИС ПРОЦЕСШ В УСТАНОВЦ ПОДШУ ГАЗОВИХ СУМШЕЙ ПРИ УТИЛiЗАЦU вщходш
Подано систему р1внянь матер1ального 1 енергетичного балансу для розрахунку стацюнарного режиму роботи енерго-технолопчно! установки низькотемпературного подшу бага-токомпонентних вуглеводневих сумшей, що утворилися при газпфшацп вщход1в. Отримано компонентний склад потогав: один — паливний газ, придатний для пщтримання процесу газифшацй вщход1в, два ¡нших — компримований продукт (аналог автомобшьного компримованого природного газу).
Kлючовi слова: утпл1защя, вщходп, еколопчна безпека, математичне моделювання, багатокомпонентш вуглеводнев1 сумш1, низькотемпературний подш.
Вамболь Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой прикладной механики, Национальный университет гражданской защиты Украины, Харьков, Украина.
Шахов Юрий Васильевич, старший научный сотрудник, кафедра аэрокосмической теплотехники, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Украина.
Вамболь Виола Владиславовна, кандидат технических наук, доцент, кафедра химии, экологии и экспертизных технологий, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Украина, е-таИ: violavambol@gmail.com.
Петухов Илья Иванович, кандидат технических наук, доцент, кафедра аэрокосмической теплотехники, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Украина.
Вамболь Сергт Олександрович, доктор техтчних наук, про-фесор, завгдувач кафедри прикладног мехатки, Нащональний утверситет цивыьного захисту Украгни, Хартв, Украгна. Шахов Юрш Васильович, старший науковий ствробтник, кафедра аерокосмiчног теплотехшки, Нащональний аерокосмiч-ний утверситет ж. М. Б. Жуковського «Хартвський авiацiйний iнститут», Украгна.
Вамболь Вюла Владиславiвна, кандидат техжчних наук, доцент, кафедра хжп, екологп та експертизних технологш, Нащональний аерокосмiчний утверситет ж. М. Б. Жуковського «Хартвський авiацiйний iнститут», Украгна. Петухов 1лля 1ванович, кандидат технчних наук, доцент, кафедра аерокосмiчног теплотехнки, Нащональний аерокосмiч-ний утверситет ж. М. Б. Жуковського «Хартвський авiацiйний iнститут», Украгна.
Vambol Sergij, National University of Civil Protection of Ukraine, Kharkiv, Ukraine.
Shakhov Yurij, Zhukovsky National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute», Ukraine.
Vambol Viola, Zhukovsky National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute», Ukraine, e-mail: violavambol@gmail.com. Petukhov Ilya, Zhukovsky National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute», Ukraine
УДК 621.327
001: 10.15587/2312-8372.2016.71486
ЗНЕЗАРАЖЕННЯ ВОДИ КОМБ1НОВАНИМИ МЕТОДАМИ — УФ-ВИПРОМ1НЮВАННЯ В ПОЕДНАНН1 З 1НШИМИ ТЕХНОЛОГ1ЯМИ
В роботi представлен результаты долдження знезараження води УФ-выпромтюванням в поeднаннi з тшымы фiзычнымы безреагентнымы I хiмiчнымы реагентнымы технологiямы. Проведены до^дження УФ-методу в поеднанн з хлоруванням, озонуванням, з выкорыстанням ультразвуку та высоких i нызькых частот. Вказам перевагы i недолжы комбтованых методiв.
Илючов1 слова: УФ-выпромтювання, УФ-знезараження, комбтован методы, озонування, хло-рування, ультразвук, НВЧ-частоты.
Семенов А. 0., Кожушко Г. М., Сахно Т. В.
1. Вступ
Вода — це найбшьш важливий компонент життя Bcix живих opraHÎ3MÎB. Вона е неввд'емним показником для рослинного i тваринного свтв, а також i для самоï лю-
дини. Яюсть води визначаеться комплексом ïï хiмiчних, бюлопчних компоненпв та фiзичних властивостей, яю зумовлюють придатшсть води для водокористування [1].
У середиш XX сторiччя почався штенсивний пошук альтернативних способiв знезараження води. Одним
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 3/3(29], 2016, © Семенов А. □., Кожушко Г. М., Сахно Т. В.
67
э
з найбiльш ефективних та дieвих заходiв, виявився метод знезараження води за допомогою ультрафюле-тового (УФ) опромiнення [1].
Вчеш рiзних кра1н останнiм часом придшять ува-гу УФ-знезараженню води, вдосконалюючи технологiю i технологiчне обладнання для виршення комплекс-них задач. Одним iз таких напрямкiв е використання комбшованих методiв, поеднуючи УФ-випромiнювання з шшими фiзичними i хiмiчними технолопями.
Спiльне використання рiзних методiв знезараження доцшьно у випадках, якщо один з методiв не володiе необхщною властивiстю (наприклад, УФ-опромiнення не забезпечуе тслядп, а хлор недостатньо ефективний вщносно вiрусiв i найпростiших) або якщо спшьне використання дозволяе штенсифжувати процес впливу на об'ект знезараження.
1нколи спiльна взаемодiя хiмiчних i фiзичних тех-нологiй для знезараження води передбачае сумарну дш комплексу дезшфектанпв, якi значно перевищують ефект окремих методiв, для цього введено поняття синенер-гетичного ефекту [2].
Актуальшсть роботи обумовлена необхвдшстю до-слiдження та пошуку альтернативних методiв знезараження води для забезпечення и бактерицидно! безпеки. Ефективним методом бактерицидного знезараження води е використання технологи УФ-випромшювання [3, 4], яка потребуе вдосконалення при виршенш комплекс-них задач. Одним iз таких напрямкiв, на думку авторiв статтi, е використання комбiнованих методiв, поеднуючи УФ-випромiнювання з рiзними фiзичними i хiмiчними технологiями.
2. Анал1з л1тературних даних та постановка проблеми
УФ-опромшення в поеднаннi з хлоруванням широко застосовуеться при очищенш та знезараженш природ-них i промислових вод [5-7]. Поеднання УФ-обробки з хлоруванням в рiзних комбшащях дозволяе штотно знизити концентрацiю хлорорганiчних сполук, забезпечи-ти (в тому чи^ i вiд вiрусiв i найпростших) знезараження води i зберегти пролонговану дш дезiнфектанту при 11 подальшому транспортуваннi або використаннi в замкнутому цикл^ а також значно зменшити витрату дезiнфектанту.
Для тдвищення ефективностi знезараження деякi дослiдники пропонують використовувати ультразвук спiльно з шшими методами.
При впливi ультразвуку на рщину виникають спе-цифiчнi фiзичнi, хiмiчнi та бiологiчнi ефекти, таю як кавиащя, капiлярний ефект, диспергування, емульгу-вання, дегазацiя, знезараження, локальний на^в i ба-гато шших [8]. УЗ-обробка води пiдвищуе ефектившсть хлорування [9], озонування [10, 11] або використання хiмiчних речовин [12, 13], таких як перекис водню Н2О2 або ТiО2 [14]. Ймовiрним механiзмами УЗ-впливу е iнтенсифiкацiя загального масообмшу i руйнування зважених часток, за рахунок доставки нових порцш окислювача в частинки, перемiшування води бшя по-верхнi кристалiв ТЮ2 i пошкодження мiкроорганiзмiв при виникненш кавiтацii [15, 16], що зменшуе 1х отр-нiсть по вщношенню до окислювача.
Процес знезараження води комбшованим методом УФ-випромiнюванням в поеднанш з озоном застосову-
еться при очищенш певних титв води для розкладання складних оргашчних домiшок. Щ процеси ефективно йдуть при дуже високих УФ-дозах 500-600 мДж/см2, що набагато бшьше, нiж необхiдно для глибокого знеза-раження. Озонування, як потужна комплексна окислю-вальна технолопя очищення води може застосовуватися разом з УФ-технолопею [5]. Попередне озонування води, з наступним 11 очищенням, значно покращуе про-зорiсть води для УФ-випромшювання (природно, що при цьому також йде процес знезараження озоном), що робить застосування ультрафюлетового знезараження бiльш економiчним.
Альтернативою для реагентних способiв знезараження питно! вод можуть бути рiзнi електрохiмiчнi методи: оброблення води змшним електричним струмом, дiя надзвичайно високих частот (НВЧ), високих частот (ВЧ) та низьких частот (НЧ) тощо. Доа. не шнуе достатшх доказiв безпосереднього впливу НВЧ-поля на мжробну клiтину [17, 18]. Бактерицидний ефект поясню-еться безпосередньою взаемодiею електромагнiтного поля з життевоважливими елементами клггини. Результатом цього е загибель або пригшчення 11 життедiяльностi.
3. 06'ект, мета I задач1 дослщження
Об'ект дослгдження — комбiнованi методи УФ-опро-мiнення води та процеси при бактерицидному знезараженш.
Мета роботи полягае в дослвдженш комбшованих методiв — УФ-випромшювання в поеднанш з шшими фiзичними i хiмiчними технологiями: УФ-випромшю-вання — хлорування, УФ-випромшювання — ультразвук, УФ-випромiнювання — озонування та УФ-випромшю-вання з використанням низьких або високих частот.
Для досягнення поставлено1 мети необхiдно вико-нати таю задачк
1. Дослiдити ефектившсть спшьно1 ди УФ-випро-мiнювання i хлору при знезаражуваннi води.
2. Встановити доцiльнiсть та безпечнiсть використання УФ-опромшення i ультразвукових технологш при знезараженнi води.
3. Дослвдити вплив електрохiмiчних методiв — надзвичайно високих частот (НВЧ) на життедiяльнiсть мжробно1 клiтини та особливост використання цього методу знезараження.
4. Встановити необхщшсть комбiнування УФ-оп-ромiнення в поеднанш з озонуванням та вплив УФ-опромшення на молекули озону.
4. Результати дослщження комбшованих метод1в
4.1. УФ-опромшення в поеднанш з хлоруванням. У де-
яких випадках щкавим напрямком УФ-обробки води е видалення з не1 залишкового хлору. Використання УФ-опромiнення для дехлорування води — це вщнос-но нова сфера застосування УФ-технологп, хоча для руйнування вшьного хлору у водi потрiбнi досить ви-сокi дози опромiнення, в юлька разiв вище, нiж для дезшфекцп, а для руйнування хлорамiнiв ще бшьшь Застосування УФ-опромiнення для дехлорування води заметь обробки 11 сорбентами мае певш переваги: в першу чергу, одночасне знезаражування води, ^ ^м того, не потрiбнi витратнi матерiали i т. п.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 3/3(29], 2016
Обробка хлоровано1 води ультрафюлетовим опро-мiненням приводить до зниження концентрацп сполук хлору за рахунок фотолiзу. Зниження концентрацi'i цих сполук залежить вщ УФ-спектру та дози опромшення. Процес фотолiза залишкового хлору залежить вiд типу сполук, яю присутнi у водi. Залишковий хлор у водi може знаходитися у виглядi гiпохлорит iона, хлорнуватисто1 кислоти, моно-, ди-, три- хлорамтв, хлорорганiчних сполук. Спiввiдношення цих сполук хлору залежить вщ типу хлорреагента, рН води i концентрацп азотвмкних сполук. Кожен з цих титв сполук хлору мае свiй тк поглинання УФ-випромiнювання [6, 7].
Шк поглинання енергп сполуками хлору становить: монохлорамiна — 245 нм; дiхлорамiна — 297 нм; трiхлор-амша — 340 нм; хлороформу i тригалометана — 400 нм. Обробка хлоровано1 води високими дозами УФ-опромь нення може призводити до зниження вмюту вiльного хлору на 10-45 %, зв'язаного хлору — до 10-15 %, побiчних продуктiв хлорування — до 10-20 %.
Типовими продуктами фотолiзу е iони: С1-, Н+, N0^; i NH3. В результат фотолiзу сполук хлору не фжсуеться утворення токсичних побiчних продукпв. У загальному випадку лампи середнього тиску, що мають широкий спектр випромiнювання, обумовлюють бшьш виражене зниження остаточного хлору, шж лампи низького тис-ку. Для фотолiзу використовуються дози опромшення в юлька разiв бiльшi тих, яю застосовуються для зне-зараження води, тому в дiапазонi доз 25-40 мДж/см2 вплив фотолiзу на зниження концентрацш хлорвмiсних речовин буде незначним.
У 2004 р. на водопровщнш станцп м. Санкт-Петербурга були проведенi дослщження впливу УФ-опромшен-ня з довжиною хвилi 254 нм на сполуки хлору [2]. Схема водотдготовки включае в себе: забiр води з рiчки, ам-монiзацiю, хлорування гшохлоритом натрiю, коагуляцiю, вiдстоювання, фiльтрацiю, УФ-знезараження. Залишковий хлор перед подачею води в мережу тдтримуеться на рiвнi 0,8-1,2 мг/л. Шсля введення в експлуатащю блоку УФ-знезараження було вщзначено збiльшення витрати гiпохлориту натрш на 10 %. Оцiнка впливу високих доз (58 до 105 мДж/см2) УФ-випромшювання на сполуки хлору здшснювалася порiвнянням змiни контролюючих показниюв до i пiсля УФ-установок. Результати дослщжень показали, що:
— залишковий активний хлор, який утворюе при введеннi в попередньо амошзовану воду гiпохлориту, повшстю представлений у виглядi хлорамiнiв;
— тд впливом УФ-опромiнення дозами вщ 58 до 105 мДж/см2 вщбуваеться зниження вмiсту загаль-ного активного хлору в середньому на 8 %, макси-мальне зниження досягае 12 %; таким чином на етат УФ-опромiнення вiдбуваеться зниження загального залишкового хлору на 0,1 мг/л в середньому;
— одночасно зi зниженням вмкту загального залишкового хлору вiдмiчено зниження шюдливих хлороргашчних сполук на 4-8 %.
При обробщ хлоровано1 води високими дозами УФ-опромiнення 150-500 мДж/см2 вщбуваеться зниження концентрацп залишкового хлору до 10-45 %. З'еднання зв'язаного хлору (хлорамши), як правило, бiльш стшю до УФ-опромiнення, нiж з'еднання вшьного хлору.
До речi, при оцшщ ефекту спiльно'i дп хлору i УФ-ви-промiнювання при рiзних дозах показано вщсутшсть взаемопiдсилення знезаражувально1 здатност [5].
4.2. УФ-опром1нення в посднанш з ультразвуковими технолопями. Спiльне використання УФ- та УЗ-обробки не володie синергетичним ефектом [15, 16]. Внесок УЗ в шактиващю мiкроорганiзмiв у порiвняннi з УФ-впли-вом незначний. Мехашзм впливу УЗ-обробки стiчноi води до стадп УФ-знезараження полягае в тому, що УЗ руйнуе велию зважеш частинки, i ефективнiсть знезараження УФ-випромшюванням мiкроорганiзмiв, якi перебували всередиш, зростае [15]. Цей ефект не е синергетичним, тому УЗ-обробку можна провести до обробки УФ-випромшюванням.
У стiчнiй водi мiстяться зваженi речовини в юль-костi 2-20 мг/л, причому, на вщмшу вiд питноi води, частинки з розмiрами бiльше 50 мкм можуть становити основну частину [16]. УЗ-обробка ^OTTOi води протягом 5 с зменшувала юльюсть зважених часток з розмiра-ми бiльше 50 мкм на 60 % при 310 Вт/л. Це енерпя 1550 Дж/л, що вщповщае витратам 0,42 (кВт ■ год)/м3. Як випливае з цих дослщжень, енергетичнi витрати на до-даткову УЗ-обробку в багато разiв перевищують витрати на використання УФ-знезараження — 0,05 (кВт ■ год)/м3.
Тому, для сучасних станцш знезараження стiчноi води енергетичш витрати на додаткову УЗ-обработку економiчно не виправданi. У разi необхвдносп дуже глибокого знезараження простiше i дешевше застосувати традицiйну доочистку з наступним УФ-знезараженням, застосування УФ-технологп в традицшних схемах очи-щення спчних вод зазвичай достатньо для досягнення нормативних показниюв.
Поеднання УФ-опромшення з УЗ-обробкою для при-готування питноi води в загальному випадку також недоцшьно, оскiльки традицiйнi фiзико-хiмiчнi методи очищення води набагато дешевшим чином забезпечу-ють в нiй високу УФ-прозоршть, видаляючи при цьому частинки з великими розмiрами.
При практичному виконанш, витрати електроенергН на додаткову ультразвукову обробку ктотно перевищують витрати енергп на УФ-випромiнювання. Нiмецька фiрма «Grunbeck Wasseraufbereitung» розробила i виро-бляе систему «GRUNBECK GENO Break System IV» з ультразвуковим та ультрафюлетовим випромшюван-нями, проте компашя чггко заявляе, що система при-значаеться спецiально для знищення легюнел та '¿х промiжних хазяiв амеб в системах гарячоi води. Додат-кова обробка ультразвуком необхiдна для руйнування часток накипу або окалин у водi i руйнування амеб, а знезараження проводиться УФ-випромшюванням. Щ системи призначенi на витрати води 4 i 8 м3/год, ви-трата енергН становить на УФ-лампи 75 або 225 Вт, вщповщно, i 500 Вт на ультразвукове джерело. Таким чином, витрата енергп на ультразвук ютотно перевищуе витрату енергп на УФ-джерело. Осюльки це невелию системи, то в них проблема енергозбереження не сто'ть так гостро, як в системах тдготовки води в промис-лових масштабах.
При використанш УЗ слвд також враховувати про-цеси, що можуть вплинути на конструкщю установок, режим експлуатацй, експлуатацшт витрати. 1з можливих негативних процеав при використаннi ультразвуку слiд звернути увагу на тдвищену ерозiю тд дiею кавiтацii i можливiстю руйнування конструкцшних матерiалiв. Мала довжина хвилi (менше декiлькох сантиметрiв) обумовлюе променевий характер розповсюдження УЗ-хвиль, яю при попаданнi на неоднорiдностi ведуть себе
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 3/3(29], 2016
69-J
так, як св1тлов1 пучки, що ввдбиваються, заломлюються, розсшються. Кр1м того, вщмггимо, що строк служби УФ-ламп низького тиску, що використовуються в б1ль-шост1 систем УФ-знезараження, тд д1ею ультразвуку можуть мати значно менший ресурс.
4.3. Комбшоване опромшення УФ та НВЧ-хвилями. На основ1 численних дослвджень було установлено, що бактерн в слабких електролггах гинуть при частот електромагштного поля порядку 10-30 МГц, а особливо ефективно спостер1гаеться ефект при 60 МГц. Було висунуто припущення, що летальний вплив НВЧ-енергп на мжрооргашзми сл1д вщнести до теплового фактору Установлено, що оброблення при низьких температурах не призводить до шактивацп м1крооргашзм1в. В1домо, що тривал1сть оброблення залежить в1д потужност НВЧ-поля. На практищ швидюсть НВЧ нагр1вання характеризуется або теплотою нагр1вання, або тривал1с-тю обробки. Анал1зуючи вище сказане, слщ зазначити перспектившсть застосування НВЧ, але значна варпсть та складшсть обладнання, виникнення температурно! неоднорвдносп, необхвдшсть створення р1вном1рност1 поля, а також тдвищеш вимоги до квал1ф1кацп обслу-говуючого персоналу обмежують застосування способу НВЧ обробки води.
4.4. УФ-опромшення в посднанш з озонуванням. При УФ-опромшенш молекул розчиненого у вод1 озону при-зводить до його часткового розкладання з утворенням радикал1в атомарного кисню 1 ОН [2]. 1х реакцшна здатшсть (окислення) у багато раз1в вище, шж у озону. Коефщ1ент екстинкцп О3 на довжиш хвил1 254 нм дор1внюе 3300 л/(моль^см), 1 вш набагато вище, шж у Н2О2 [18,6 л/(моль^см)]. Приблизно, швидюсть роз-паду озону в 1000 раз1в вище, шж у Н2О2. Поглинан-ня УФ-випромшювання призводить до фотол1зу озону з утворенням високоактивного радикала синглетного кисню, пот1м до утворення пероксиду водню 1 його фотодисощацн на два пдроксильних радикала:
03 + Ьм^ 02 + О[ 1Д], (1)
O[1D] + Н2О ^Н2О2 ^ 2ОН•. (2)
Безсумшвно, щ радикали ефективно беруть участь у процес знезараження, але насамперед витрачаються на окислення шших оргашчних 1 неоргашчних домь шок у вод!
В даний час доведено, що кнуе три шляхи реак-ци УФ/О3, що призводять до генерацп пдроксильних радикал1в •ОН через утворення збуджених атом1в кисню, перекису водню 1 перпдроксильних ютв. Насправд1 гснуе набагато б1льше шлях1в генерацп вшьних радикал1в, але складшсть х1м1чного процесу не дозволяе в деталях вивчити вс1 х1м1чш реакцп, !х кшетику 1 процес напрацювання пдроксильних юшв.
Озонування води насамперед виршуе завдання ф1зико-х1м1чно! очистки, дозволяе знизити витрати реагенпв, забезпечуе первинний бар'ер вщ мжробного забруднен-ня. Озонування води перед УФ-знезараженням [2] вже багато роюв застосовуеться на двох великих станщях Фшляндп (Pitkakoski 1 Vanhakaupunki), що постачають питну воду м. Гельсшю, на канадськш станцп Coquitlam, що входить в систему водопостачання.
5. Обговорення результат1в дослщження комбшованнх метод1в
Отримаш результати дають уявлення про особли-вост1 використання кожного 1з комбшованих метод1в.
З представлених результапв дослщження комбшова-них метод1в — комбшацп УФ-випромшювання з р1зними ф1зичними 1 х1м1чними технолопями: ультразвук, озон, хлорування, НВЧ-хвилями слщуе, що досягти бажаних результапв бактерицидного знезараження води можна при використанш кожного з них, але !х застосування потребуе вивчення 1 розумшня технолопчного процесу, що вимагае детальних дослщжень.
Ефектившсть кожного 1з дослщжених метод1в ви-значаеться за результатами бактерюлопчного анал1зу 1 об'екта, його чистоти, кшькосп зважених частинок, наявних домшок, ступеня знезараження 1 т. д. Запро-поноваш УФ-комбшоваш методи бактерицидного знезараження можуть бути використанш для знезараження не тшьки питно! 1 сточно! води, а для р1зних об'еклв агропромислового комплексу, харчово! 1 медично! про-мисловостей.
В попередшх роботах [3, 4] авторами статт1 проведен! дослщження використання УФ-випромшювання при бактерицидному знезараженш води, в подальшому плануеться провести дослщження використання комбь нованих метод1в для знезараження води, а також знезараження р1зних об'екпв у воднш суспензп з розм1ром частинок кшька мжрон.
6. Внсновкн
У результат! проведених дослщжень встановлено:
1. При оцшщ ефекту стльно! ди хлору 1 УФ-ви-промшювання показано вщсутшсть взаемотдсилення знезаражування. Дози УФ-опромшення для поминого зниження хлорвм1сних речовин в юлька раз1в переви-щують УФ-дози, необхщш для знезараження, що еко-ном1чно не виг1дно. Кр1м того, фотол1з сполук хлору не супроводжуеться утворенням небажаних поб1чних продукт1в.
2. Стльне використання УФ- та УЗ-обробки не волод1е синенергетичним ефектом, що дае можлив1сть проводити УЗ-обробку до УФ-опромшювання, але велик1 енергетичн1 затрати та ввдсутшсть нормативних доку-мент1в, що регламентують використання методу, роблять спос1б УЗ-знезараження неконкурентоспроможним для промислового використання.
3. Бактерицидний ефект при використанш струм1в високо! частоти (ВЧ) пояснюеться взаемод1ею електромагштного поля з життево важливими елементами кл1-тини. Основна частина електромагштно! енергп пере-творюеться на теплову. Застосування цього методу виявилося дорожчим, шж традицшш методи, тому вш не для широкого практичного використання.
4. Використання озонування води забезпечуе пер-винний бар'ер в1д мжробного забруднення 1 дозволяе знизити кшьюсть реагент1в. Процес знезараження води комбшованим методом УФ-випром1нювання в поеднанн1 з озоном застосовуеться при очищенш певних титв води для розкладання складних оргашчних дом1шок 1 може устшно використовуватися в промислових масштабах.
Таким чином комбшоваш методи УФ-випром1нювання з шшими ф1зичними 1 х1м1чними технолопями (ультра-
^ 70
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 3/3(29], 2016
звук, хлорування, НВЧ-хвил^ дають можливiсть виршу-вати складш, KOHKpeTHi задачi в лабораторних умовах, а для промислового використання можна застосовувати пльки озонування з УФ-опромшенням. Найбшьшого ефекту i безпечностi використання можна досягти при ïx послщовному застосуваннi, озонування, а потiм УФ-оп-ромiнювання.
Литература
1. Мейер, А. Ультрафиолетовое излучение. Получение, измерение и применение в медицине, биологии и технике [Текст]: пер. с нем. / А. Мейер, Э. Зейтц. — М.: Издательство иностранной литературы, 1952. — 574 с.
2. Кармазинов, Ф. В. Ультрафиолетовые технологии в современном мире [Текст]: коллективная монография / Ф. В. Кармазинов, С. В. Костюченко, Н. Н. Кудрявцев, С. В. Хра-менков. — Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2012. — 392 с.
3. Semenov, А. А. Device for germicidal disinfection of drinking water by using ultraviolet radiation [Text] / А. А. Semenov, G. М. Kozhushko, T. V. Sakhno // Вестник Карагандинского университета. Серия «Физика». — 2016. — № 1(81). — С. 77-80.
4. Semenov, A. Ultraviolet disinfection of drinking water: Role of the camera's geometry and degree of mixing water during irradiation in laminar flow [Text] / A. Semenov, T. Sakhno, N. Barash-kov // 251st American Chemical Society National Meeting and Exposition «Division of Environmental Chemistry». — San Diego, 13-17 March 2016.
5. Гончарук, В. В. Современное состояние проблемы обеззараживания воды [Текст] / В. В. Гончарук, Н. Г. Потапчен-ко // Химия и технология воды. — 1998. — Т. 20, № 2. — С. 191-217.
6. Ахмедова, О. О. Повышение эффективности локальних очистных сооружений сточных вод за сет применения комбинированных электрофизических методов воздействия [Текст] / О. О. Ахмедова, С. Ф. Степанов, А. Г. Сошитов, К. Н. Бах-тиаров // Современные проблемы науки и образования. — 2009. — № 5. — С. 56-60.
7. Загорский, В. А. Обеззараживание сточных вод [Текст] / В. А. Загорский, М. Н. Козлов, Д. А. Данилович // Третий международный конгресс ЭКВАТЕК-98 «Вода: экология и технология». — Москва, 1998. — С. 400-401.
8. Бергман, Л. Ультразвук и его применение в науке и технике [Текст]: пер. с нем. / Л. Бергман; под ред. В. С. Григорьева, Л. Д. Розенберга. — 2-е изд. — М.: Издательство иностранной литературы, 1957. — 726 с.
9. Шахматова, P. A. Исследование биологической активности озона для гидробионтов [Текст]: тез. докл. / P. A. Шахматова, П. В. Курилкин // 7 Всесоюзный симпозиум по современной проблеме прогнозирования, контроля качества воды водоемов и озонирования. — Таллин, 1985. — С. 78-79.
10. Алексеева, Л. П. Применение озона в технологии подготовки питьевой воды [Текст] / Л. П. Алексеева, В. Л. Драгин-ский // Башкирский химический журнал. — 1994. — Т. 1, № 4. — С. 35-40.
11. Трухачева, Т. В. Кинетические закономерности микроорганизмов под действием озона [Текст] / Т. В. Трухачева,
B. Б. Гаврилов, Г. А. Малама, В. А. Астахов // Микробиология. — 1992. — Т. 61, № 4. — С. 660-665.
12. Blume, T. Improving chlorine disinfection of wastewater by ultrasound application [Text] / T. Blume, U. Neis // Water Sci. Technol. — 2005. — Vol. 52, № 10-11. — P. 139-144.
13. Farshbaf Dadjour, M. Disinfection of Legionella pneumophila by ultrasonic treatment with TiO2 [Text] / M. Farshbaf Dadjour,
C. Ogino, S. Matsumura, S. Nakamura, N. Shimizu // Water Research. — 2006. — Vol. 40, № 6. — P. 1137-1142. doi:10.1016/ j.watres.2005.12.047
14. Иванова, O. E. Инактивация энтеровирусов в сточной воде озоном [Текст] / О. Е. Иванова, М. В. Богданов, В. А. Казанцева // Вопросы вирусологии. — 1983. — Т. 28, № 6. — С. 693-697.
15. Нижник, Т. Ю. Про застосування пол1мерного реагента неокислювально! ди для обробки слчних вод та створення системи оборотного водопостачання на шдприемств1 [Текст] / Т. Ю. Нижник // Вода i водоочисш технологи. Науково-техшчш вють — 2010 — № 2. — С. 35-42.
16. Пащенко, A. B. Перспективы применения растворимых био-цидных полимеров для обеззараживания городских сточных вод [Текст] / А. В. Пащенко // Науковий вюник будiвництва. — 2002. — Вип. 18. — С. 264-268.
17. Шлифер, Э. Д. Устройство комбинированной СВЧ УФ озонной бактерицидной обработки жидких, газообразных и твердофазных объектов [Текст] / Э. Д. Шлифер // Светотехника. — 2004. — № 6. — С. 46-50.
1S. 1ванько, О. М. Знезараження спчних вод — сучасний по-гляд на проблему [Текст] / О. М. 1ванько, В. В. Бабieнкс, Г. В. Кримець // Актуальные проблемы транспортной медицины. — 2013. — № 2(32). — С. 54-63.
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ КОМБИНИРОВАННЫМИ МЕТОДАМИ — УФ-ИЗЛУЧЕНИЕ В СОЧЕТАНИИ С ДРУГИМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ
В работе представлены результаты исследования обеззараживания воды УФ-излучением в сочетании с другими физическими безреагетными и химическими реагентными технологиями. Проведены исследования УФ-метода в сочетании с хлорированием, озонированием, с использованием ультразвука и высоких и низких частот. Указаны преимущества и недостатки комбинированных методов.
Ключевые слова: УФ-излучение, УФ-обеззараживание, комбинированные методы, озонирование, хлорирование, ультразвук, СВЧ-частоты.
Семенов Анатолт Олексшович, кандидат фiзикo-мamемa-тичних наук, доцент, кафедра товарознавства непродовольчих moeapie, Полтавський утверситет економжи i торгiвлi, Украта, e-mail: a-semenov@li.ru.
Кожушко Григорт Мефодшович, доктор техтчних наук, професор, кафедра товарознавства непродовольчих moвapiв, Полтавський утверситет економжи i mopгiвлi, Украта. Сахно Тамара Вiкторiвна, доктор хiмiчних наук, професор, кафедра товарознавства непродовольчих moвapiв, Полтавський утверситет економжи i mopгiвлi, Украта.
Семенов Анатолий Алексеевич, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра товароведения непродовольственных товаров, Полтавский университет экономики и торговли, Украина. Кожушко Григорий Мефодиевич, доктор технических наук, профессор, кафедра товароведения непродовольственных товаров, Полтавский университет экономики и торговли, Украина. Сахно Тамара Викторовна, доктор химических наук, профессор, кафедра товароведения непродовольственных товаров, Полтавский университет экономики и торговли, Украина.
Semenov Anatoly, Poltava University of Economics and Trade, Ukraine, e-mail: a-semenov@li.ru.
Kozhushko Gregory, Poltava University of Economics and Trade, Ukraine.
Sakhno Tamara, Poltava University of Economics and Trade, Ukraine
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 3/3(29], 2016
