ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕМПЕРАТУРИ НА КАВІТАЦІЙНЕ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД ХІМІЧНИХ ТА ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ

Анотація

Представлено результати експериментального дослідження впливу температури та природи барботованого газу на процес кавітаційного очищення стічних вод хімічних і харчових виробництв. Основну увагу зосереджено на вивченні закономірностей руйнування органічних сполук у стічних водах спиртового, фармацевтичного та лакофарбового заводів під дією ультразвукової кавітації. Для активізації процесу в реакційне середовище барботували гази різної природи: кисень, азот і повітря, які слугували додатковими центрами кавітації. Процеси кавітаційного руйнування органічних речовин аналізували за показником хімічного споживання кисню (ХСК), яке визначали до та після обробки. Встановлено, що найвища ефективність очищення досягається при поєднанні ультразвуку з барботуванням азоту в спиртових стоках та кисню – у лакофарбових і фармацевтичних стічних водах. Показано, що дифузія газу в кавітаційну порожнину залежить від коефіцієнта розчинності, що безпосередньо впливає на хід кавітаційного процесу. Досліджено вплив температури в діапазоні 298–333 К на ефективність руйнування органічних речовин. Встановлено, що зі зростанням температури швидкість звукохімічної реакції спочатку зростає, але при температурах понад 324 К кавітаційні процеси припиняються, і руйнування органічних сполук відбувається винятково за рахунок термічної дії. Оптимальним температурним режимом для процесу кавітаційного очищення лакофарбових і фармацевтичних виробництв в атмосфері кисню виявлено інтервал 322–324 К, у якому ефективні константи швидкості руйнування органічних речовин становили (3,8–4,0)∙10⁻⁴ с⁻¹, а для спиртових виробництв – 318К в атмосфері азоту. Отримані результати є важливими для розробки ефективних технологій очищення стічних вод промислових підприємств, що дозволяють знизити антропогенне навантаження на довкілля та підвищити екологічну безпеку виробництва. Дані результати дозволяють обґрунтувати режими очищення стічних вод і вдосконалити технологічні процеси для різних типів виробництв. Показано доцільність вибору виду газу та температурного режиму для кожного типу стічних вод з метою підвищення ефективності їх обробки ультразвуковою кавітацією.