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

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

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.

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.

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.

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

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

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

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.

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.

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

Пленка из этилцеллюлозы допированной эритрозином на стеклянной пластинке

Пленка из этилцеллюлозы допированной эритрозином в трубке с проточной водой

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

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