MD41Y - Installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficult organic degradable substances - Google Patents
Installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficult organic degradable substances Download PDFInfo
- Publication number
- MD41Y MD41Y MDS20090003A MDS20090003A MD41Y MD 41 Y MD41 Y MD 41Y MD S20090003 A MDS20090003 A MD S20090003A MD S20090003 A MDS20090003 A MD S20090003A MD 41 Y MD41 Y MD 41Y
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- capacity
- housing
- connection
- installation
- possibility
- Prior art date
Links
- 230000006378 damage Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 9
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 8
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 3
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012028 Fenton's reagent Substances 0.000 description 2
- 229930003779 Vitamin B12 Natural products 0.000 description 2
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 235000019163 vitamin B12 Nutrition 0.000 description 2
- 239000011715 vitamin B12 Substances 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- BKZJXSDQOIUIIG-UHFFFAOYSA-N argon mercury Chemical compound [Ar].[Hg] BKZJXSDQOIUIIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- AGVAZMGAQJOSFJ-WZHZPDAFSA-M cobalt(2+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(1r,2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2 Chemical compound [Co+2].N#[C-].[N-]([C@@H]1[C@H](CC(N)=O)[C@@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP(O)(=O)O[C@H]3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)\C2=C(C)/C([C@H](C\2(C)C)CCC(N)=O)=N/C/2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O AGVAZMGAQJOSFJ-WZHZPDAFSA-M 0.000 description 1
- LBFUKZWYPLNNJC-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii,iii) oxide Chemical compound [Co]=O.O=[Co]O[Co]=O LBFUKZWYPLNNJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;iron(2+);sulfuric acid Chemical compound [Fe+2].OO.OS(O)(=O)=O MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)iron;iron Chemical compound [Fe].O[Fe]=O.O[Fe]=O UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 230000002165 photosensitisation Effects 0.000 description 1
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000003608 radiolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Inventia se refera la instalatiile pentru epurarea apelor, in particular la o instalatie pentru distructia fotocatalitica combinata a substantelor organice biochimic greu degradabile. Instalatie pentru distructia fotocatalitica combinata a substantelor organice biochimic greu degradabile care include o capacitate conica de acumulare recirculara (8) dotata cu un racord (18) de debitare a apei in partea superioara si un racord (19) de debitare a aerului in partea inferioara, deasupra capacitatii este amplasata o pompa-dozator (27) unita cu o capacitatea suplimentara pentru oxidant, comunicand totodata printr-o conducta (29) cu capacitatea (8) care comunica prin intermediul unui furtun (7) cu o carcasa (1) inclinata, fiind dotata in partea inferioara cu un racord (6) de debitare a apei, iar in partea superioara cu un racord (21) de evacuare a apei prelucrate, in interiorul carcasei sunt amplasate lampi ultraviolete (2) si tevi de cuart (3), iar in regiunea capetelor, tevile sunt dotate cu colectoare (4) si (5), in interiorul tevilor de cuart sunt amplasate niste perii (31) spiralate, cu posibilitatea rotirii cu ajutorul unui mecanism (30) actionat de un motor electric (32), fundul carcasei este dotat cu un reflector (9), iar din fata cu un ecran plat (10) din sticla de cuart, carcasa este mentinuta in pozitie inclinata cu posibilitatea schimbarii pozitiei pe verticala cu ajutorul unui stativ (15) unit cu un motor electric (16) prin intermediul unui dispozitiv de legatura, iar pe orizontala cu ajutorul unui inel de reazem (17); racordul de evacuare (21), prin intermediul unui furtun (22) ramificat este unit printr-un ventil (24) cu o conducta (25) cu ventil (26) care comunica cu capacitatea (8) pe care este amplasat un programator (11) dotat cu un sesizor fotoelectric (12) unit cu niste intrerupatoare de capat (13) si (14) amplasate pe marginea capacitatii (8). Revendicari: 1 Figuri: 4The invention relates to installations for water purification, in particular to an installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficult degradable organic substances. Installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficult degradable organic substances that includes a conical recirculating accumulation capacity (8) equipped with a connection (18) for water cutting at the top and a connection (19) for cutting air at the bottom, above the capacity is placed a metering pump (27) coupled with an additional capacity for oxidant, also communicating through a pipe (29) with the capacity (8) which communicates through a hose (7) with a sloping housing (1), being equipped in the lower part with a connection (6) of water flow, and in the upper part with a connection (21) of evacuation of the processed water, inside the housing are located ultraviolet lamps (2) and quartz pipes (3), and in the region of the ends, the pipes are equipped with manifolds (4) and (5), inside the quartz pipes are placed some spiral brushes (31), with the possibility of rotation by means of a mechanism (30) operated by an electric motor (32), the bottom of the housing is equipped with a reflector (9), and in front with a flat screen (10) of quartz glass, the housing is kept in an inclined position with the possibility of changing the position vertically with the help of a stand (15). with an electric motor (16) by means of a connecting device, and horizontally by means of a support ring (17); the outlet connection (21), via a branched hose (22) is connected by a valve (24) with a pipe (25) with a valve (26) which communicates with the capacity (8) on which a programmer (11) is located. ) equipped with a photoelectric detector (12) coupled with some end switches (13) and (14) located on the edge of the capacity (8). Claims: 1 Figures: 4
Description
Invenţia se referă la instalaţiile pentru epurarea apelor, în particular la o instalaţie pentru distrucţia fotocatalitică combinată a substanţelor organice biochimic greu degradabile. The invention relates to water purification installations, in particular to an installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficult to degradable organic substances.
Este cunoscută instalaţia pentru distrugerea fotocatalitică a compuşilor organici greu degradabili din apele reziduale, care include un reactor din sticlă de cuarţ, capacitate şi pompă [1]. În calitate de fotocatalizator se utilizează dioxidul de titan dispersat, iar sursă de radiaţie ultravioletă este lumina solară. The installation for the photocatalytic destruction of poorly degradable organic compounds from wastewater is known, which includes a quartz glass reactor, capacity and pump [1]. Dispersed titanium dioxide is used as a photocatalyst, and the source of ultraviolet radiation is sunlight.
Dezavantajul acestei instalaţii constă în aceea că ea nu este suficient de eficientă şi productivă, deoarece este o instalaţie de laborator. The disadvantage of this installation is that it is not efficient and productive enough, because it is a laboratory installation.
În calitate de cea mai apropiată soluţie este propusă instalaţia pentru prelucrarea fotocatalitică a apelor reziduale cu raze ultraviolete, care constă din carcasă, conductă de admisie a apei pentru tratare, conductă de evacuare a apei epurate, carcasa fiind înzestrată cu canale în huse de cuarţ şi nod pentru curăţirea lor hidromecanică, cu lămpi de radiaţie ultravioletă şi reflector [2]. As the closest solution, the installation for photocatalytic processing of wastewater with ultraviolet rays is proposed, which consists of a casing, a water inlet pipe for treatment, a purified water outlet pipe, the casing being equipped with channels in quartz covers and a node for their hydromechanical cleaning, with ultraviolet radiation lamps and a reflector [2].
Dezavantajul acestei soluţii constă în aceea că aceasta nu este eficientă pentru distrugerea compuşilor greu biodegradabili din apă şi necesită cheltuieli sporite de energie. The disadvantage of this solution is that it is not effective in destroying poorly biodegradable compounds in water and requires increased energy expenditure.
Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în majorarea eficacităţii procesului de distrugere a compuşilor greu biodegradabili în apă şi diminuarea cheltuielilor de energie în scopul îmbunătăţirii calităţii epurării apelor reziduale, majorarea cantităţii de biogaz la fermentarea anaerobă şi posibilitatea utilizării sedimentelor care se formează. The problem solved by the present invention consists in increasing the effectiveness of the process of destroying poorly biodegradable compounds in water and reducing energy costs in order to improve the quality of wastewater treatment, increase the amount of biogas during anaerobic fermentation and the possibility of using the sediments that are formed.
Instalaţia pentru distrucţia fotocatalitică combinată a substanţelor organice biochimic greu degradabile include o capacitate conică de acumulare recirculară dotată cu un racord de debitare a apei în partea superioară şi un racord de debitare a aerului în partea inferioară, deasupra capacităţii este amplasată o pompă-dozator unită cu o capacitatea suplimentară pentru oxidant, comunicând totodată printr-o conductă cu capacitatea care comunică prin intermediul unui furtun cu o carcasă înclinată, fiind dotată în partea inferioară cu un racord de debitare a apei, iar în partea superioară - cu un racord de evacuare a apei prelucrate, în interiorul carcasei sunt amplasate lămpi ultraviolete şi ţevi de cuarţ, iar în regiunea capetelor, ţevile sunt dotate cu colectoare, iar în interiorul ţevilor de cuarţ sunt amplasate nişte perii spiralate, cu posibilitatea rotirii cu ajutorul unui mecanism acţionat de un motor electric, fundul carcasei este dotat cu un reflector, iar din faţă cu un ecran plat din sticlă de cuarţ, carcasa este menţinută în poziţie înclinată cu posibilitatea schimbării poziţiei pe verticală cu ajutorul unui stativ unit cu un motor electric prin intermediul unui dispozitiv de legătură, iar pe orizontală - cu ajutorul unui inel de reazem; racordul de evacuare, prin intermediul unui furtun ramificat, este unit printr-un ventil cu o conductă cu ventil care comunică cu capacitatea pe care este amplasat un programator dotat cu un sesizor fotoelectric unit cu nişte întrerupătoare de capăt şi amplasate pe marginea capacităţii. The installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficultly degradable organic substances includes a conical recirculating accumulation capacity equipped with a water discharge connection in the upper part and an air discharge connection in the lower part, above the capacity is placed a dosing pump connected to an additional capacity for the oxidant, also communicating through a pipe with the capacity that communicates via a hose with an inclined housing, being equipped in the lower part with a water discharge connection, and in the upper part - with a processed water discharge connection, inside the housing are placed ultraviolet lamps and quartz tubes, and in the region of the ends, the tubes are equipped with collectors, and inside the quartz tubes are placed spiral brushes, with the possibility of rotation using a mechanism driven by an electric motor, the bottom of the housing is equipped with a reflector, and in front with a flat quartz glass screen, the housing is maintained in an inclined position with the possibility of changing the position vertically using a stand connected to an electric motor by means of a connecting device, and horizontally - using a support ring; the exhaust connection, by means of a branched hose, is connected through a valve to a pipe with a valve that communicates with the capacity on which a programmer equipped with a photoelectric sensor connected to some limit switches and placed on the edge of the capacity is located.
Rezultatul prezentei invenţii constă în aceea că eficacitatea procesului de distrugere a compuşilor polifenolici greu degradabili din apă la iradierea lor ultravioletă în mediu acid, în prezenţa fotocatalizatorilor se atinge prin utilizarea maximă a energiei solare, care se accelerează suplimentar datorită următorilor factori: The result of the present invention is that the effectiveness of the process of destroying poorly degradable polyphenolic compounds from water upon their ultraviolet irradiation in an acidic environment, in the presence of photocatalysts, is achieved by maximum use of solar energy, which is additionally accelerated due to the following factors:
- îmbunătăţirii schimbului şi transferului de masă datorită fluxului apei prelucrate în canalele de cuarţ datorită periei spiralate, care îndeplineşte concomitent şi rolul de pompă; - improving the exchange and mass transfer due to the flow of processed water in the quartz channels thanks to the spiral brush, which simultaneously performs the role of a pump;
- posibilitatea de curăţire hidromecanică continue a suprafeţei interne a canalelor de cuarţ de impurităţile ce se conţin în apele reziduale, ceea ce preîntâmpină poluarea ţevilor şi diminuarea influenţei radiaţiei ultraviolete asupra procesului la iradierea cu raze ultraviolete sau solare; - the possibility of continuous hydromechanical cleaning of the internal surface of the quartz channels from impurities contained in wastewater, which prevents pipe pollution and reduces the influence of ultraviolet radiation on the process when irradiated with ultraviolet or solar rays;
- posibilitatea mişcării automate în plan orizontal a ramei înclinate în raport cu poziţia soarelui în timpul zilei şi, respectiv, posibilitatea conectării iluminării artificiale cu ajutorul lămpilor UV în timpul nopţii; - the possibility of automatic horizontal movement of the inclined frame in relation to the position of the sun during the day and, respectively, the possibility of connecting artificial lighting using UV lamps during the night;
- majorarea eficacităţii procesului de distrugere fotocatalitică a substanţelor organice datorită încălzirii suplimentare a lichidului prelucrat datorită prezenţei ecranului plat din sticlă de cuarţ, care creează efectul de seră în spaţiul intern al ramei înclinate; - increasing the effectiveness of the photocatalytic destruction process of organic substances due to additional heating of the processed liquid due to the presence of the flat quartz glass screen, which creates the greenhouse effect in the internal space of the inclined frame;
- posibilitatea organizării curgerii lichidului din contul încălzirii şi a transferului de masă, în urma apariţiei diferenţei de temperatură în canalele ţevilor de cuarţ al ramei înclinate şi ale lichidului în volumul capacităţii de acumulare-circulare, care nu necesită dispozitiv de pompare; - the possibility of organizing the flow of liquid due to heating and mass transfer, due to the appearance of a temperature difference in the channels of the quartz pipes of the inclined frame and the liquid in the volume of the accumulation-circulation capacity, which does not require a pumping device;
- tehnologiei heterogene flexibile de fotocataliză din contul posibilităţii introducerii concomitente a reagentului Fenton şi a dioxidului de titan, precum şi a efectului sinergetic apărut, care majorează eficacitatea procesului de distrugere a compuşilor polifenolici în apa prelucrată; - flexible heterogeneous photocatalysis technology due to the possibility of simultaneously introducing Fenton reagent and titanium dioxide, as well as the resulting synergistic effect, which increases the effectiveness of the process of destroying polyphenolic compounds in the processed water;
- introducerea ulterioară a apei prelucrate fotocatalitic pentru epurarea ulterioară biologică în condiţii anaerobe facilitând majorarea eficacităţii procesului de epurare şi producere a biogazului, iar utilizarea sistemului de fotooxidare [Co(III)/Co(II)H2O2/UV] conduce la creşterea conţinutului de vitamina B12 în sedimentul format pentru utilizarea lui efectivă. - subsequent introduction of photocatalytically processed water for subsequent biological purification under anaerobic conditions, facilitating the increase in the effectiveness of the purification process and biogas production, and the use of the photooxidation system [Co(III)/Co(II)H2O2/UV] leads to an increase in the vitamin B12 content in the sediment formed for its effective use.
Utilizarea sticlei de cuarţ pentru ţevi şi a ecranului plat este condiţionată de puterea înaltă de transmitere a spectrului UV al luminii comparativ cu alte tipuri de sticlă. În calitate de lămpi de iradiere UV pot fi utilizate lămpile de mercur-cuarţ de tensiune înaltă sau lămpi de argon-mercur de tensiune joasă. The use of quartz glass for tubes and flat screens is due to its high transmission power of the UV spectrum of light compared to other types of glass. High-voltage mercury-quartz lamps or low-voltage argon-mercury lamps can be used as UV irradiation lamps.
În fig. 1 şi 2 sunt prezentate schemele principale ale instalaţiei şi ale carcasei înclinate, iar în fig. 3 - secţiunea conform axei A-A, în fig. 4 - schema orientării ramei înclinate proporţional cu iradierea solară. In fig. 1 and 2 the main diagrams of the installation and the inclined casing are presented, and in fig. 3 - the section according to the A-A axis, in fig. 4 - the diagram of the orientation of the inclined frame proportional to the solar irradiation.
Instalaţia pentru distrucţia fotocatalitică combinată a substanţelor organice biochimic greu degradabile include o capacitate conică de acumulare recirculară 8 dotată cu un racord 18 de debitare a apei în partea superioară şi un racord 19 de debitare a aerului în partea inferioară, deasupra capacităţii este amplasată o pompă-dozator 27 unită cu o capacitatea suplimentară pentru oxidant, comunicând totodată printr-o conductă 29 cu capacitatea 8 care comunică prin intermediul unui furtun 7 cu o carcasă 1 înclinată, fiind dotată în partea inferioară cu un racord 6 de debitare a apei, iar în partea superioară - cu un racord 21 de evacuare a apei prelucrate, în interiorul carcasei sunt amplasate lămpi ultraviolete 2 şi ţevi de cuarţ 3, iar în regiunea capetelor, ţevile sunt dotate cu colectoare 4 şi 5, în interiorul ţevilor de cuarţ sunt amplasate nişte perii 31 spiralate, cu posibilitatea rotirii cu ajutorul unui mecanism 30 acţionat de un motor electric 32, fundul carcasei este dotat cu un reflector 9, iar din faţă cu un ecran plat 10 din sticlă de cuarţ, carcasa este menţinută în poziţie înclinată cu posibilitatea schimbării poziţiei pe verticală cu ajutorul unui stativ 15 unit cu un motor electric 16 prin intermediul unui dispozitiv de legătură, iar pe orizontală - cu ajutorul unui inel de reazem 17; racordul de evacuare 21, prin intermediul unui furtun 22 ramificat este unit printr-un ventil 24 cu o conductă 25 cu ventil 26 care comunică cu capacitatea 8 pe care este amplasat un programator 11 dotat cu un sesizor fotoelectric 12 unit cu nişte întrerupătoare de capăt 13 şi 14 amplasate pe marginea capacităţii 8. The installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficultly degradable organic substances includes a conical recirculating accumulation capacity 8 equipped with a water discharge connection 18 in the upper part and an air discharge connection 19 in the lower part, above the capacity is placed a dosing pump 27 connected to an additional capacity for the oxidant, also communicating through a pipe 29 with the capacity 8 which communicates through a hose 7 with an inclined housing 1, being equipped in the lower part with a water discharge connection 6, and in the upper part - with a processed water discharge connection 21, inside the housing are placed ultraviolet lamps 2 and quartz tubes 3, and in the region of the ends, the tubes are equipped with collectors 4 and 5, inside the quartz tubes are placed some spiral brushes 31, with the possibility of rotation using a mechanism 30 operated by an electric motor 32, the bottom of the housing is equipped with a reflector 9, and in front with a flat screen 10 made of quartz glass, the housing is maintained in an inclined position with the possibility of changing the position vertically by means of a stand 15 connected to an electric motor 16 by means of a connecting device, and horizontally - by means of a support ring 17; the exhaust connection 21, by means of a branched hose 22 is connected by a valve 24 to a pipe 25 with a valve 26 that communicates with the capacity 8 on which a programmer 11 equipped with a photoelectric sensor 12 is placed connected to some limit switches 13 and 14 placed on the edge of the capacity 8.
Instalaţia funcţionează în modul următor. The installation operates in the following way.
În instalaţie, prin racordul 18, se debitează apa reziduală concentrată (borhot de la vinificaţie) şi totodată se dozează din capacitatea suplimentară 28 cu ajutorul pompei-dozator 27, prin conducta 29, soluţia Fenton, care prezintă o soluţie de peroxid de hidrogen cu conţinut redus de compuşi ai fierului (II) şi (III) [Fe(III)Fe(II)/H2O2/UV] sau cobalt [Co(III)/Co(II)/H2O2/UV], sau suspensie de TiO2), umplând capacitatea conică de acumulare-recirculare 8, prin furtunul 7 şi racordul 6, şi prin colectorul inferior 4 umple o parte din volumul ţevilor de cuarţ 3 până la nivelul apei în capacitatea conică de acumulare-recirculare 8. Apoi carcasa înclinată 1 acţionată de un motor electric 16, a stativului 15 şi a inelului de reazem 17 se orientează spre soare şi are loc corectarea corespunzătoare a programatorului 11, care este dotat cu sesizorul fotoelectric 12. La conectarea motorului 32 sunt acţionate periile spiralate 31 ale mecanismului 30 pentru curăţirea hidromecanică a canalelor de cuarţ 3. Concomitent, structura spiralată a periilor 31 asigură aspiraţia lichidului pe toată înălţimea canalelor de cuarţ 3 şi curgerea ei prin colectorul superior 5 prin racordul 21 şi la poziţia închisă a ventilului 24 şi poziţia deschisă a ventilului 26 - prin conducta 25 în capacitatea conică de acumulare-recirculare 8, asigurând regimul de recirculare. In the installation, through the connection 18, the concentrated residual water (wine lees) is discharged and at the same time, from the additional capacity 28, with the help of the dosing pump 27, through the pipe 29, the Fenton solution, which presents a hydrogen peroxide solution with a reduced content of iron (II) and (III) compounds [Fe(III)Fe(II)/H2O2/UV] or cobalt [Co(III)/Co(II)/H2O2/UV], or TiO2 suspension), is dosed, filling the conical accumulation-recirculation capacity 8, through the hose 7 and the connection 6, and through the lower collector 4, it fills part of the volume of the quartz pipes 3 up to the water level in the conical accumulation-recirculation capacity 8. Then the inclined housing 1 driven by an electric motor 16, of the stand 15 and the support ring 17 is oriented towards the sun and has the corresponding correction of the programmer 11, which is equipped with the photoelectric sensor 12, takes place. When the motor 32 is connected, the spiral brushes 31 of the mechanism 30 are activated for hydromechanical cleaning of the quartz channels 3. At the same time, the spiral structure of the brushes 31 ensures the suction of the liquid over the entire height of the quartz channels 3 and its flow through the upper collector 5 through the connection 21 and at the closed position of the valve 24 and the open position of the valve 26 - through the pipe 25 into the conical accumulation-recirculation capacity 8, ensuring the recirculation mode.
Apele reziduale, ca şi cu substanţele uşor biodegradabile, conţin şi substanţe chimic greu biodegradabile, printre care pot fi compuşi polifenolici (tanine ş.a.). Sub acţiunea radiaţiei solare naturale sau a iradierii artificiale şi în prezenţa oxizilor cu fotosensibilitate are loc ruperea legăturilor moleculare ale compuşilor organici până la molecule simple, care mai apoi pot servi în calitate de mediu nutritiv pentru microorganisme în procesele de epurare biologică ulterioară a apelor reziduale. Wastewater, as well as readily biodegradable substances, also contains chemically difficultly biodegradable substances, among which can be polyphenolic compounds (tannins, etc.). Under the action of natural solar radiation or artificial irradiation and in the presence of photosensitizing oxides, the molecular bonds of organic compounds are broken down to simple molecules, which can then serve as a nutrient medium for microorganisms in the subsequent biological purification processes of wastewater.
Sub acţiunea ionilor de cobalt (II/III) sau de fier (II/III) formaţi, care sunt şi catalizatori în procesul de prelucrare a sistemelor acvatice, care conţin substanţe organice, se formează un şir de radicali activi OH·, OH·- 2 şi O2 · şi alţii în urma decurgerii reacţiilor de disproporţionare a moleculelor de piroxid de hidrogen. Under the action of the formed cobalt (II/III) or iron (II/III) ions, which are also catalysts in the processing of aquatic systems containing organic substances, a series of active radicals OH·, OH·- 2 and O2 · and others are formed as a result of the disproportionation reactions of hydrogen peroxide molecules.
Formarea radicalilor activi, care sunt oxidanţi puternici în mediile acvatice, decurg şi în urma radiolizei moleculelor de apă sub acţiunea iradierii ultraviolete puternice, efectuată la lungimi de undă din diapazonul 180-300 nm conform reacţiei H2O + γ-raze → OH· + eaq. Totodată electronul hidrolizat eaq intră în reacţie cu peroxidul de hidrogen, formând de asemenea radicali activi: eaq + H2O2 → OH- + OH·. The formation of active radicals, which are strong oxidants in aquatic environments, also occurs as a result of the radiolysis of water molecules under the action of strong ultraviolet irradiation, carried out at wavelengths in the range of 180-300 nm according to the reaction H2O + γ-rays → OH· + eaq. At the same time, the hydrolyzed electron eaq reacts with hydrogen peroxide, also forming active radicals: eaq + H2O2 → OH- + OH·.
Activitatea fotocatalitică a particulelor înalt dispersate de dioxid de titan (TiO2) este legată de procesele heterogene de oxido-reducere (procesele redox), care au loc sub acţiunea radiaţiei UV cu formarea golurilor electronice (h+) şi a electronilor liberi (e-) conform reacţiei: TiO2 + hv → e- + h+, care la rândul ei facilitează formarea radicalului ·O2- conform reacţiei: e- + O2 →·O2 -, şi TiO2(h+) + H2Oads. → TiO2 + ·OHads.+ H+. The photocatalytic activity of highly dispersed titanium dioxide (TiO2) particles is related to heterogeneous oxidation-reduction processes (redox processes), which occur under the action of UV radiation with the formation of electron holes (h+) and free electrons (e-) according to the reaction: TiO2 + hv → e- + h+, which in turn facilitates the formation of the radical ·O2- according to the reaction: e- + O2 →·O2 -, and TiO2(h+) + H2Oads. → TiO2 + ·OHads.+ H+.
Radicalul liber ·OH- ce posedă proprietăţi reactive înalte, are o perioadă de scurtă durată, pe când superoxidul ·O2 - are perioadă de activitate mai lungă în comparaţie cu alţi radicali activi şi posedă proprietăţi reactive puternice în raport cu macromoleculele compuşilor polifenolici, conducând astfel la ruperea legăturilor acestora şi, în sfârşit, la distrugerea lor. The free radical ·OH-, which possesses highly reactive properties, has a short life span, while superoxide ·O2 - has a longer life span compared to other active radicals and possesses strong reactive properties in relation to the macromolecules of polyphenolic compounds, thus leading to the breaking of their bonds and, finally, to their destruction.
La utilizarea concomitentă a reactivului Fenton şi a particulelor disperse de dioxid de titan (TiO2) se asigură suprapunerea condiţiilor de omogenizare de distrucţie a ingredientelor organice asupra procesului fotocatalitic heterogen, care are loc la suprafaţa particulelor de dioxid de titan, totodată se manifestă şi efectul sinergetic, care majorează eficacitatea proceselor de distrucţie, care condiţionează procesele ulterioare de rupere a legăturilor moleculare şi de transformare a compuşilor organici până la diverse legături intermediare, ceea ce ar facilita majorarea raportului între indicii CCO/CBO ai apelor reziduale prelucrate şi, respectiv, majorarea eficacităţii epurării biochimice a apelor. La o iradiere mai îndelungată cu raze UV, procesul de destrucţie poate decurge chiar până la forme neorganice CO2, H2O, săruri minerale. The simultaneous use of Fenton's reagent and dispersed titanium dioxide (TiO2) particles ensures the overlapping of the conditions for the homogenization and destruction of organic ingredients on the heterogeneous photocatalytic process, which takes place on the surface of titanium dioxide particles, at the same time the synergistic effect is manifested, which increases the effectiveness of the destruction processes, which condition the subsequent processes of breaking molecular bonds and transforming organic compounds to various intermediate bonds, which would facilitate the increase in the ratio between the COD/BOD indices of the processed wastewater and, respectively, the increase in the effectiveness of the biochemical purification of water. With longer irradiation with UV rays, the destruction process can proceed even to inorganic forms CO2, H2O, mineral salts.
Compuşii organici polifenolici, care în stare iniţială nu se supun metodelor biochimice de epurare, sub acţiunea radicalilor activi formaţi, sunt supuşi distrugerii hidrolitice. Procesul de distrugere cu oxidoreducere are loc prin diferite mecanisme, care depind atât de structura lor moleculară şi de particularităţile funcţionale ale grupurilor de molecule, cât şi de condiţiile de decurgere a proceselor de prelucrare. Rezultat al acestei prelucrări sunt compuşii intermediari, legăturile organice uşor biodegradabile, care ulterior sunt supuse unei destrucţii biochimice complete în apa prelucrată. Polyphenolic organic compounds, which in the initial state are not amenable to biochemical purification methods, under the action of the active radicals formed, are subjected to hydrolytic destruction. The process of oxidation-reduction destruction occurs through various mechanisms, which depend both on their molecular structure and the functional characteristics of the groups of molecules, as well as on the conditions of the processing processes. The result of this processing are intermediate compounds, easily biodegradable organic bonds, which are subsequently subjected to complete biochemical destruction in the processed water.
Pe măsura atingerii de către instalaţie a regimului fotocatalitic optimal, care se determină prin majorarea raportului între indicii CCO/CBO, care conform condiţiilor de epurare a apelor reziduale trebuie să fie nu mai mic de 2:1, venitul 26 se închide, iar ventilul 24 se deschide, şi ca urmare, apele reziduale sunt admise la epurarea biochimică ulterioară. După introducerea apelor reziduale prelucrate în bioreactor, proprietăţile oxidice ale fotocatalizatorului se pierd, totodată particulele inerte de dioxid de titan în procesul biochimic servesc drept substrat pentru fixarea microflorei, ceea ce influenţează pozitiv asupra procesului biochimic în sine. As the installation reaches the optimal photocatalytic regime, which is determined by increasing the ratio between the COD/BOD indices, which according to the wastewater treatment conditions must be no less than 2:1, the inlet 26 closes, and the valve 24 opens, and as a result, the wastewater is admitted to subsequent biochemical treatment. After the processed wastewater is introduced into the bioreactor, the oxidative properties of the photocatalyst are lost, at the same time the inert titanium dioxide particles in the biochemical process serve as a substrate for the fixation of microflora, which positively influences the biochemical process itself.
În procesele anaerobe de fermentare a apelor reziduale prelucrate astfel se majorează gradul de epurare şi concomitent se majorează şi cantitatea de biogaz. În cazul utilizării sărurilor de cobalt, de rând cu procesele de distrucţie, care au loc la prima etapă a procesului de epurare şi în cea de-a doua etapă - biochimică, în compoziţia sedimentelor formate are loc extragerea complexului proteic al cobaltului - vitamina B12 cu formula chimică C63H90O14N14PCo, care posedă activitate chimică înaltă. În legătură cu aceasta, aceste sedimente capătă valoare din cauza posibilităţii utilizării lor în calitate de adaos nutritiv în hrana vitelor. In anaerobic fermentation processes of wastewater processed in this way, the degree of purification increases and at the same time the amount of biogas increases. In the case of using cobalt salts, along with the destruction processes that occur at the first stage of the purification process and at the second stage - biochemical, in the composition of the formed sediments, the extraction of the protein complex of cobalt - vitamin B12 with the chemical formula C63H90O14N14PCo, which has high chemical activity, takes place. In this regard, these sediments gain value due to the possibility of their use as a nutritional supplement in cattle feed.
Astfel sunt atinse scopurile propuse: majorarea eficacităţii procesului de distrugere a compuşilor greu biodegradabili în apă şi diminuarea cheltuielilor de energie în scopul îmbunătăţirii calităţii epurării apelor reziduale, majorarea cantităţii de biogaz la fermentarea anaerobă şi posibilitatea utilizării sedimentelor care se formează. Thus, the proposed goals are achieved: increasing the effectiveness of the process of destroying poorly biodegradable compounds in water and reducing energy costs in order to improve the quality of wastewater treatment, increasing the amount of biogas during anaerobic fermentation and the possibility of using the sediments that are formed.
1. Царенко С. А., Кочкодан В. М., Самсони-Тодоров А. О., Гончарук В. В. Коллоидный журнал, № 3, 2006, с. 1-4 1. Tsarenko С. A., Kochkodan V. M., Samsoni-Todorov A. O., Goncharuk V. В. Коллойдный журнал, № 3, 2006, p. 1-4
2. Кульский Л. А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев, Наукова Думка, 1980, с. 355-356 2. Kulsky L. A. Theoretical foundations and water conditioning technology. Киев, Наукова Думка, 1980, p. 355-356
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090003A MD41Z (en) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Installation for combined photocatalytic destruction of biochemicaly hard-degradable organic substances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090003A MD41Z (en) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Installation for combined photocatalytic destruction of biochemicaly hard-degradable organic substances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD41Y true MD41Y (en) | 2009-06-30 |
| MD41Z MD41Z (en) | 2010-01-31 |
Family
ID=40942317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20090003A MD41Z (en) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Installation for combined photocatalytic destruction of biochemicaly hard-degradable organic substances |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD41Z (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4041C2 (en) * | 2008-11-10 | 2010-12-31 | Государственный Университет Молд0 | Process for biochemical treatment of vinasse |
| MD210Z (en) * | 2009-09-04 | 2010-12-31 | Государственный Университет Молд0 | Plant for combined purification of water from hard-degradable organic substances |
| MD320Z (en) * | 2010-05-24 | 2011-08-31 | Государственный Университет Молд0 | Installation for the regeneration of cartridge with activated carbon or mineral sorbents used for purification of water from organic compounds |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD3149G2 (en) * | 2005-09-15 | 2007-04-30 | Государственный Университет Молд0 | Plant for water photocatalytic purification from organic substances |
| MD3726G2 (en) * | 2007-06-13 | 2009-05-31 | Государственный Университет Молд0 | Installation for complex electrophotocatalytic purification of water from stable organic compounds |
| MD3682G2 (en) * | 2007-07-06 | 2009-03-31 | Государственный Университет Молд0 | Installation for photocatalytic destruction of hard-degrading organic compounds |
-
2008
- 2008-07-16 MD MDS20090003A patent/MD41Z/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD41Z (en) | 2010-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230331611A1 (en) | Method of visible-light photocatalysis combined with clo2 oxidation for highly efficient removal of organic pollutants in wastewater | |
| CN106422699A (en) | Method and device for coupling and biologically purifying VOCs under optical/thermal double-driving catalysis | |
| Bahnemann | Current challenges in photocatalysis: Improved photocatalysts and appropriate photoreactor engineering | |
| CN105502839A (en) | Wastewater treatment system for livestock and poultry breeding | |
| CN102515416A (en) | Algae-removing and algae-collecting device for photocatalytic oxidation-biological floating bed | |
| CN201080442Y (en) | Nanometer TiO2 photocatalytic oxidation reactor for biologically-difficult degradable organic wastewater | |
| MD41Y (en) | Installation for the combined photocatalytic destruction of biochemically difficult organic degradable substances | |
| CN212334890U (en) | Textile wastewater treatment device | |
| CN206082105U (en) | Device of light / hot dual drive catalysis coupling biological purification VOCs waste gas | |
| CN1272441C (en) | High-efficiency microorganism hydrogen preparation and hydrogen energy-electric energy conversion integrating apparatus | |
| CN202430036U (en) | Oxidation reaction device combining nanofiltration membrane with photocatalysis | |
| CN204550132U (en) | A kind of novel photocatalysis water treating equipment | |
| CN119707115A (en) | A sewage treatment system | |
| CN110902901A (en) | A kind of high-efficiency treatment method and treatment device for refractory ammonia nitrogen wastewater | |
| CN201686584U (en) | A casing-type photocatalytic degradation device for water treatment | |
| CN107029725B (en) | Carbon quantum dot-nickel titanate compound degradation agent and preparation method thereof of degradation antibiotic | |
| KR101915261B1 (en) | Method of producing energy in sewage and wastewater treatment facility including Carbon dioxide reduction tub | |
| CN214829707U (en) | Environment-friendly sewage safety and high-efficiency treatment device | |
| CN120172363A (en) | Catalysts with light and ultrasound responses and their applications in ultrasound-enhanced photocatalytic hydrogen peroxide, photoacoustic cancer therapy, and water pollution treatment | |
| CN213803375U (en) | Sewage treatment device | |
| CN108751601A (en) | A kind of agricultural breeding sewage-treatment plant and its processing method | |
| CN115991516A (en) | Photocatalysis water body purifying synchronous oxygenation device | |
| CN208500689U (en) | A kind of sewage-treatment plant for agricultural breeding | |
| CN110203999B (en) | Sunlight fishpond circulation purification system | |
| CN2498153Y (en) | Household water purifier by photocatalysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| KA4Y | Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) |