Перспективы промышленного применения процесса электро-Фентон и его разновидностей для очистки сточных вод.

Сasado J. Towards industrial implementation of electro-Fenton and derived technologies for wastewater treatment: A review. Journal of Environmental Chemiсal Engineering, 2019, v. 7, no. 1, рр. 102823.

Разработка процесса электро-Фентон и его разновидностей продолжается на протяжении уже около 30 лет. В обзоре рассмотрены состояние исследований и перспективы применения в промышленном масштабе процессов электро-Фентон, фотоэлектро-Фентон, соноэлектро-Фентон. В настоящее время в ряде стран проводятся исследования на уровне пилотных и полупромышленных испытаний. Ряд зарубежных фирм сообщают о готовности к поставке соответствующего промышленного оборудования.

 

Удаление фосфора из воды при использовании комбинированного реагента и метода ступенчатого дозирования.

Ma H., Li L., Sun Z., Liu J. Effect of compound phosphorus removal agent and fractional dosing method on phosphorus removal efficiency. Jingshui Jishu (Water Purification technology), 2019, v. 38, no. 3, рр. 76–81.

Для достижения остаточного содержания фосфора менее 0,3 мг/л (в соответствии со Стандартом качества поверхностных вод в КНР GB 3838-2002) проведены эксперименты по его удалению с использованием FeCl3, Al2(SO4)3 и комбинированного реагента FeCl3 + Al2(SO4)3 (при соотношении Fe:Al = 3:1). При исходном содержании фосфора 5 мг/л и расходе составного реагента 100 мг/л степень дефосфоризации составила 96,4%, что заметно выше в сравнении с применением FeCl3 или Al2(SO4)3. Отмечено возрастание степени дефосфоризации до 98,2% при двукратном дозировании комбинированного реагента. В экспериментах с пробами реальной сточной воды в проточном реакторе степень дефосфоризации составила 62,4%, также происходило снижение мутности с 2,63 до 0,99 NTU. Стоимость обработки сточной воды, содержащей 5 мг/л фосфора, составила 0,22 юань/м3. Способ рекомендован для практического применения.

 

Удаление низких концентраций фосфора из воды с использованием гидроксида железа.

Zheng X., Li N., Qiu L., et al. Advanced phosphorus removal from low phosphorus concentration water by iron hydroxide. Jingshui Jishu (Water Purification Technology), 2019, v. 38, no. 3, рр. 70–75.

В качестве адсорбента фосфора использован синтетический гидроксид железа. При исходном содержании фосфора 0,5 мг/л, расходе адсорбента 0,03 г/л, рН 6, при 25 ºС за 30 минут извлечение фосфора составило 98,3% при остаточном содержании 0,008 мг/л. Из фазы адсорбента возможна десорбция 97,3% фосфора с использованием раствора NaOH (2 моль/л). После трех циклов адсорбции/регенерации адсорбент сохранял 88,1% исходной адсорбционной емкости. В экспериментах с пробами сточной воды после вторичной обработки достигнуто остаточное содержание фосфора 0,02 мг/л.

 

Каталитическая трансформация фенольных загрязняющих веществ в воде в присутствии наночастиц оксидов металлов в качестве альтернативы природным ферментам.

Sun K., Xie D., Chen W., et al. Catalytic transformation of phenolic contaminants in water by utilizing nano-metallic oxides as natural enzyme mimics. Huanjing Huaxue (Environmental Chemistry), 2019, v. 38, no. 4, рр. 911–921.

Натуральные ферменты (пероксидаза, фенолксидаза) катализируют трансформацию фенольных загрязняющих веществ, но характеризуются рядом недостатков (низкая стабильность, сложность рециркуляции, потеря активности, высокая стоимость). Аналогичными свойствами в части катализа деструкции фенольных веществ обладают наночастицы оксидов металлов. В обзоре сопоставлены результаты применения данных видов катализаторов для очистки от фенольных веществ воды и сточных вод. (Библиография 71 наименование).

 

Нанотехнологии для очистки воды, загрязненной полифторалкильными и перфторалкильными веществами.

Zhang W., Zhang D., Liang Y. Nanotechnology in remediation of water contaminated by poly- and perfluoralkyl substances. Environmental Pollution, 2019, v. 247, pp. 266–276.

Обзор результатов исследований в области очистки воды, загрязненной полифторалкильными и перфторалкильными веществами, с использованием адсорбционных и фотохимических процессов на основе наноматериалов. В качестве адсорбентов данных веществ хорошо зарекомендовали себя углеродные нанотрубки, модифицированные окислением и электрохимической обработкой, а также модифицированные магнитные наночастицы оксидов железа. Ввиду высокой адсорбционной емкости, возможности выделения из реакционной среды магнитной сепарацией и многократного использования наночастицы оксидов железа считаются идеальным адсорбентом полифторалкильных и перфторалкильных веществ из различных водных матриц. Хорошие результаты деструкции перфтороктансульфоната, наиболее распространенного загрязняющего вещества из этой группы соединений, получены с использованием в качестве фотокатализаторов наночастиц TiO2, Ga2O3, In2O3.

 

Обработка сточной воды, содержащей цитотоксичные вещества, с использованием наночастиц CoFe2O4 в системе процесс Фентона/озонирование.

Ershadi A. L., Chaibakhsh N., Moradi-Shoeili Z. Treatment of wastewater containing cytotoxic drugs by CoFe2O4 nanoparticles in Fenton/ozone oxidation process. Separation and Purification technology, 2018, v. 53, no. 16, рр. 2671–2682.

Синтезированы и использованы в качестве катализатора в процессе Фентона Со-замещенные наночастицы магнетита. Проведены эксперименты по удалению противоракового препарата флутамида (исходная концентрация 150 мкг/л). После оптимизации параметров процесса Фентона по методологии анализа поверхности отклика удаление флутамида составило 67,7%. Для повышения эффективности удаления препарата процесс Фентона дополнен одновременным озонированием. В этом случае удаление флутомида достигло 93% при расходе озона 0,6 г/(л·ч) и расходе катализатора 163 мг/л.

 

Обработка сточных вод медеплавильного производства по комбинированной схеме «внутренний микроэлектролиз – электрокоагуляция».

Chen F., Li X., Luo Z., et al. Advanced treatment of copper smelting wastewater by the combination of internal micro-electrolysis and electrocoagulation. Separation Science and Technology, 2018, v. 53, no. 16, рр. 2639–2648.

Разработана комбинированная схема, включающая внутренний микроэлектролиз и электрокоагуляцию, для обработки сточных вод медеплавильного производства. В процессе внутреннего микроэлектролиза в оптимальных условиях (продолжительность обработки 30 мин, исходное значение рН 3, массовое соотношение Fe/C = 1:1, расход Fe/C 40 г/л)происходит удаление Cu, Pb и Zn на уровне 92,4, 88,6 и 72,2% соответственно. Электрокоагуляцию проводят с Fe/Al-расходуемыми электродами в течение 30 минут и рН 8 при плотности тока 5 мА/см2. В этих условиях суммарное удаление Cu, Pb, и Zn достигает 99,3, 99,5 и 98,6% соответственно. Качество сточных вод в результате обработки по гибридной схеме соответствует Национальному стандарту КНР для сброса промышленных сточных вод.

 

Гетерогенный фотокатализ с использованием ультрафиолетовых светоизлучающих диодов в качестве третичной обработки для удаления антибиотиков и антибиотикорезистентных бактерий из городских сточных вод.

Biancullo F., Moreira N. F. F., Ribeiro A. R., et al. Heterogenous photocatalysis using UVA-LEDs for the removal of antibiotics and antibiotic resistant bacteria from urban wastewater treatment plant effluents. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 367, pp. 304–313.

Для исследования эффективности гетерогенного фотокатализа с TiO2 и ультрафиолетовыми светоизлучающими диодами в качестве третичной обработки проведены эксперименты со сточными водами после вторичной обработки, в которые в качестве модельных загрязняющих веществ были введены триметоприм, офлоксацин и сульфаметоксазол (в каждом случае 100 мкг/л). В оптимальных условиях (четыре симметрично распределенных светоизлучающих диода и 1 г/л катализатора) одного часа обработки достаточно для удаления антибиотиков до уровня ниже предела обнаружения. Степень инактивации (общие и резистентные гетеротрофы, Escherichia coli и энтерококки) достигает 2 log. В результате трехдневного хранения обработанной воды наблюдается повторное развитие общих гетеротрофов практически до исходного уровня, однако доля антибиотикорезистентных бактерий всегда ниже в сравнении со сточными водами после вторичной обработки.

 

Нанофильтрация и мембранная дистилляция для дефторирования воды.

Moran A. L. I., Paquet M., Janowska K., et al. Water defluoridation: nanofiltreation vs. membrane distillation. Ind. and Eng. Chem. Res., 2018, v. 57, no. 43, рр. 14740–14748.

Нанофильтрацию рассматривают как приемлемую технологию для дефторирования воды. Однако нанофильтрация не обеспечивает хороших результатов при высоком исходном содержании фторидов и, кроме этого, всегда существует проблема с концентратом нанофильтрации. Сопоставлены результаты дефторирования воды, удаления ионов жесткости и органических веществ при использовании промышленной полиэфирной нанофильтрационной мембраны и полипропиленового половолоконного мембранного дистилляционного модуля. Нанофильтрация обеспечивает в 10 раз большую производительность. Наряду с этим после достижения коэффициента концентрирования около 3 загрязнение мембраны снижает поток пермеата до 80% от исходного. Снижается задержание фторидов с 90 до 80% с соответствующим ухудшением качества пермеата. В случае мембранной дистилляции содержание фторидов в пермеате всегда ниже предела обнаружения (0,2 ppm) вне зависимости от исходной концентрации. Процесс характеризуется высокой устойчивостью против загрязнения, а из концентрата в результате охлаждения могут быть извлечены кристаллы CaF2. В этой связи в качестве оптимального решения предложена гибридная схема: нанофильтрация и мембранная дистилляция для обработки ретентата нанофильтрации с извлечением кристаллов CaF2 высокой чистоты.

 

Водопроводные осадки в качестве носителя наночастиц феррита кобальта. Эффективный магнитный гетерогенный катализатор для активации пероксимоносульфата при деструкции атразина.

Li X., Liu X., Lin C., et al. Cobalt ferrite nanoparticles supported on drinking water treatment residuals: An efficient magnetic heterogeneous catalyst to activate peroxymonosulfate for the degradation atrasine. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 367, pp. 208–218.

Железосодержащие водопроводные осадки (ВО) использованы в качестве источника железа и основы катализатора. Соответствующий гибридный материал CoFe2O4@ВО синтезирован по схеме соосаждения и прокаливания и использован для активации пероксимоносульфата. В оптимальных условиях в присутствии активированного пероксимоносульфата (концентрация атразина 10 мкМ, расход катализатора 0,03 г/л, концентрация перкосимоносульфата 0,2 мМ, рН 4,01) степень деструкции атразина составила 98,2%.

 
Страница 7 из 21

vstmag engfree 200x100 2

mvkniipr ru

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

Конференция итог

ecw20 200 300

VAK2