hrvatski

Modeliranje sonokemijskih procesa za obradu otpadnih voda

Rezultati ovog rada prikazuju novi pristup modeliranju sonokemijskih procesa u obradi otpadnih voda i predloženu metodologiju. U svrhu dobivanja kinetičkih podataka potrebnih za izradu modela, istraživanja provedena u laboratoriju uključivala su provedbu niza naprednih oksidacijskih procesa. Provedeni su procesi Fentonovog tipa za uklanjanje organskog onečišćenja iz različito formuliranih modelnih otpadnih voda sintetskih bojila i alifatskih kiselina, na točno utvrđenim uvjetima pH vrijednosti sustava i temperature. Usporedno su provedeni i odgovarajući sonokemijski procesi , pri istim uvjetima pH i T te istim početnim koncentracijama reagensa. U okviru provođenja procesa, kombinirani su kao katalizatori Fentonove oksidacije, Fe2+, Fe3+ i Co2+, te H2O2, S2O82- i HSO5- kao oksidansi. Kao izvor ultrazvuka koristio se homogenizator visoke snage, temeljne frekvencije 20 kHz, te ultrazvučne kupelji, frekvencija 35 i 44 kHz. Kinetički model mineralizacije prikazan je kao općeniti kinetički model reakcije prvog reda, uvećan koeficijentom eUS koji predstavlja mjeru iskorištenja fenomena kavitacije, tj. globalnu vrijednost iskorištenja ultrazvučne energije, GRuEE. Za izračun koeficijenta eUS korištene su modelne reakcije: (i) raspad persulfata u ultrazvučnom polju i, (ii) Weisslerova dozimetrija (nastajanje I3- reakcijom jodidnih iona i joda nastalog ozvučavanjem otopine KI). Obje modelne reakcije prate kinetiku nultog reda i moguće je spektrofotometrijski pratiti njihov doseg sa zadovoljavajućom pouzdanošću. Brzine modelnih reakcija prikazane su zatim empirijskim modelom kao funkcija frekvencije i intenziteta ultrazvuka, srednje temperature u reaktoru, te bezdimenzijske značajke ultrazvučnog reaktora koja predstavlja omjer volumena prostora izravne izloženosti izvoru ultrazvučnih valova (VUS), i ukupnog radnog volumena. Parametar VUS određen je tehnikama snimanja sonoluminescencije, te računalnim simulacijama polja tlaka pomoću akustičnog modula u programu COMSOL Multiphysics. Dobiveni rezultati ukazuju na primjenjivost modela na danom području, kao i neovisnost rezultata modela o tipu organskog onečišćivala u modelnoj vodi i odabranih reagensa. Prateći prikazanu metodologiju, moguće je koristeći osnovne elemente reakcijskog inženjerstva i relativno jednostavne laboratorijske analize, prošiti broj promatranih parametara u sustavu, te razviti model s ciljem dimenzioniranja reaktora u većem mjerilu.

obrada otpadnih voda; sonokemijski procesi; modeliranje reaktora

nije evidentirano