Бесхлорный электролитический и фотохимический метод обеззараживания и стерилизации загрязненной воды Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева. - презентация

1 Бесхлорный электролитический и фотохимический метод обеззараживания и стерилизации загрязненной воды Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева г. Астана

2 Цель этого проекта – использование метода обеззараживания загрязненных вод, комбинированием фотохимического генерирования синглетного кислорода с электрохимической обработкой в потоковом отсеке бесхлорного водного раствора.

3

4 Электрохимический процесс Раствор электролита был приготовлен при концентрациях 0,025; 0,05; 0,2 и 0,5 % (NH 4 ) 2 SO 4 в ДИ воде. Переменный ток c частотой 50 Гц и силoй тока 0,21 А, плотности тока 60 мА/cм 2, не приводит к коррозии нержавеющих стальных электродов в выбранной области концентрации сульфата аммония в воде. При данной плотности тока начальное напряжение выбиралось в диапазоне B в зависимости oт концентрации электролита.

5 Cхема электролитической ячейки Электролитическая потоковая ячейка (1) с внешней (2) и внутренней (3) стенами и 15 сетчатыми электродами (4), которые разделены 14 изоляционными резиновыми кольцами (5). В случае, когда общее напряжение от источника переменного тока составляет 75 В, падение напряжения между двумя сетчатыми электродами составляет 75/15 =5 В.

6 Преимущества п-диметилнитрозоанилина (RNO) 1. Реакция п-нитрозодиметиланилина (RNO) с гидроксильными радикалами селективна. 2. Высокая скорость реакции RNO с. OH радикалами. 3. Легкость контроля за протеканием реакции, сопровождаемой уменьшением интенсивности полосы поглощения RNO при 440 нм.

7 Электронные спектры поглощения RNO при концентрации 7.5 x моль/л в 0.2 %-ном водном растворе сульфата аммония до перекачкой через электрохимическую ячейку (1) и после перекачки через неё в течение 5 минут (2), 20 минут (3), 40 минут (4) и 60 минут при следующих условиях: количество электродов – 10, заданное напряжение 60 ± 0,5 В, сила тока 1,17 А, плотность тока 60 мА/см 2, скорость потока 28 л/мин

8 k OH. OH + RNO R-(HO)NO k OH. OH + E. Coli B мертвые бактерии

9 Влияние времени обработки на концентрацию E.coli в растворах сульфата аммония с различной концентрацией 0,025% (1,2 кривые) и 0,05% (3,4 кривые); 1,3 кривые – обработка с электролизом; 2,4 – обработка без электролизом

10 Влияние времени обработки на концентрацию E.coli в растворах сульфата аммония с различной концентрацией 0,2% (1,2 кривые) және 0,5% (3,4 кривые); 1,3 кривые – обработкой с электролизом; 2,4 – кривые без электролизом.

11 ВЫВОДЫ: 1 Бесхлорная электрохимическая дезинфекция переменным током с использованием сульфата аммония в качестве электролита является эффективным методом для обеззараживания ДИ воды загрязненной с E. Сoli B. 2 Гидроксильные радикалы, сформировавшиеся в процессе электролиза водных растворов сульфата аммония, существование которых было экспериментально подтверждено использованием N,N-диметилнитрозоанилина в качестве спиновой ловушки, вносят существенный вклад в обеззараживающее действие электрохимической обработки. 3 Процесс электрохимической обработки может быть улучшен с технологической и экономической точки зрения. Это увеличит возможность практического внедрения электролиза для обеззараживания больших объемов воды в проточных системах.

12 Фотохимический процесс 1 S (erythorsine) + 3 O 2 3 T (erythorsine) + 3 O 2 1 S (erythorsine) + 3 O 2 3 T (erythorsine) + 1 O 2 1 S (erythorsine) + 3 O 2 S o (erythorsine) + 3 O 2 +Δ 3 T (erythorsine) + 3 O 2 S o (erythorsine) + 1 O 2

13 Пленка из этилцеллюлозы допированной эритрозином на стеклянной пластинке

14 Пленка из этилцеллюлозы допированной эритрозином в трубке с проточной водой

15 Обеззараживания E. коли в буферном растворе фосфата Время эксперимента, в минутах условия обработки электролизобразование синглетного кислорода комбинация электролиза и генерирования синглетного кислорода 012 x10 8 *11x10 8 9x x x x x x x x x10 5

16 Сравнение стоимости обработки четырех различных методов обеззараживания воды МетодСтоимость дезинфекции в тенге/1000 л Высовольтная импульсная обработка>128,5 Обработка УФ-излучением