ВИКОРИСТАННЯ ГЕТЕРОГЕННОЇ СИСТЕМИ ФЕНТОНА ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ОРГАНОВМІСНИХ СТІЧНИХ ВОД
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2023.2.01Ключові слова:
гетерогенні системи Фентона, наноструктурований каталізатор, каталітичне окиснення, очищення молочних стоків, метиленовий синій (МС), хімічне споживання кисню (ХСК)Анотація
Зі зростанням населення Землі проблема дефіциту чистої води стає глобальною. І для виживання людству необхідно суттєво зменшувати обсяги шкідливих стічних вод, які забруднюють довкілля. Великої шкоди навколишньому середовищу завдають стоки, забруднені органічними речовинами, зазвичай утворені виробництвами барвників та харчовою промисловістю.
Теоретично обґрунтовано доцільність каталітичного окиснення для очищення органовмісних стоків. Як каталізатори запропоновано використовувати нові наноструктуровані композити типу «ядро-оболонка» на основі оксидів перехідних металів (CoFe2O4/SiO2/CuO) для системи Фентона. Окисником у цій системі обрано Н2О2, який використовують у «зелених технологіях».
Досліджено, що ступінь деструкції барвника метиленового синього (МС) залежить від складу каталізатора, співвідношення концентрацій каталізатора і барвника та наявності попередньої стадії адсорбції барвника.
Досліджуваний каталізатор апробований на імітатах молочних стоків. Дослідження проводили у апараті барботажного типу (фільтр Шота). Для системи «молочні стоки – CoFe2O4/SiO2/CuO – О2– Н2О2» ступінь очищення молочних стоків становиять 63 %, а залишкове значення ХСК – 39,52 мгО2/дм3. Встановлено, що у процесі очищення каталізатором CoFe2O4/SiO2/CuO утворюються активні окисні сполуки, які відчутно інтенсифікують процес.
Таким чином, є підстави стверджувати про перспективність розроблення високоефективної технології каталітичного окиснення у системі Фентона для очищення стоків, які містять органічні забрудники. А одержані результати та зроблені висновки про технологічну доцільність використання у ролі каталізатора CoFe2O4/SiO2/CuO можуть знайти практичне застосування для реалізації замкнутих за водою технологічних схем і в інших технологіях водоочищення стоків, зокрема харчових виробництв.
Посилання
Stadnyk M.Ie. Prisnovodna bezpeka: sut, zahrozy ta sposoby yikh podolannia // Nauk. visn. Lv. derzh. un-tu vn. sprav: Seriia ekonom., 2010, 2, P. 145–155.
Fizyko-khimichni metody ochyshchennia vody. Keruvannia vodnymy resursamy: pidruchnyk / pid red. Astrelina I.M., Ratnaviry Kh. // Proekt «Vodna Harmoniia», K.: Nika-tsentr, 2015. 614 p.
Gusmão K.A.G., Gurgel L.V.A., Melo T.M.S., Gil L.F. Application of succinylated sugarcane bagasse as adsorbent to remove methylene blue and gentian violet from aqueous solutions-kinetic and equilibrium studies // Dyes and Pigments, 2012, 92 (3), P. 967–974.
Blahodarnaia H., Shevchenko A., Lunyn S. Analyz metodov ochyshchenyia vыsokokontsen-tryrovannykh stochnыkh vod predpryiatyi pyshchevoi promыshlennosty. / Kom-noe khoz-vo horodov: nauch.-tekhn. sb. K.: Tekhnyka, 2010, Vыp. 93. P. 176–182.
Ali A.F., Kovo A.S., Adetunji S.A. Methylene blue and brilliant green dyes removal from aqueous solution using agricultural wastes activated carbon // J. Encapsul. and Adsorp. Sci., 2017, 7 (2), P. 95–107.
Leskiv H.Z. Ochyshchennia stichnykh vod vid barvnykiv shliakhom adsorbtsii na pryrodnykh dyspersnykh sorbentakh: dys. kand. tekhn. nauk / NU «Lvivska politekhnika», Lviv, 2008. 123 p.
Shestopalov O.V., Hetta O.S., Rykusova N.I. Suchasni metody ochyshchennia stichnykh vod kharchovoi promyslovosti // Ekol. nauky, 2019, 2 (25), P. 20–27.
Thomas N., Dionysiou D.D., Pillai S.C. Heterogeneous Fenton Catalysts: A Review of Recent Advances // J. Hazard. Mater. 2021, 404, Part B, 74 p.
Aleksić M., Kušić H., Koprivanac N., Leszczynska D. et al. Heterogeneous Fenton type processes for the degradation of organic dye pollutant in water – The application of zeo-lite assisted AOPs // Desalination, 257 (1–3), 2010, P. 22–29.
Makido, O., Khovanets, G., Kochubei, V., Yevchuk, I. Nanostructured magnetically sensitive catalysts for the fenton system: obtaining, research, application// Chemistry and Chemical Technology, 2022, 16(2), pp. 227–236.
Atalay S., Ersöz G. Novel Catalysts in Advanced Oxidations of Organic Pollu-tants. Spring. Int. Publish., 2016. 60 p.
Naiden E.P., Zhuravlev V.A., Ytyn V.Y., Terekhova O.H., Mahaeva A.A., Yvanov Yu.F. Mahnytnыe svoistva y parametrы strukturы nanorazmernыkh poroshkov oksy-dnыkh ferrymahnetykov, poluchennыkh metodom mekhanokhymycheskoho synteza yz so-levыkh system // Fyzyka tverdoho tela, 2008, Vyp. 5, 50, P. 857–863.
Shuiping Li, Huajun Zhu, Guilong Xu, Qing Lin, et al. / Synthesis and characteri-zation of mesoporous carbon spheres Materials Science-Poland, 37(4), 2019, pp. 585–589.
Hyvliud A.M. Monitorynh zabrudnennia stichnykh vod molokopererobnykh pid-pryiemstv // Visnyk NU «LP». Khimi, tekhnolohiia rechovyn ta yikh zastosuvannia, 2014, № 787, P. 301–305.
Litter M.I., Slodowicz M. An overview on heterogeneous Fenton and photoFenton reactions using zerovalent iron materials // Journal of Advanced Oxidation Technologies, 2017, 20(1), Article number: 20160164.
