Невід’ємними компонентами стічних вод підприємств хімії і нафтохімії є моноциклічні ароматичні сполуки (бензол, толуол, етилбензол, ксилол, фенол та їх похідні). Токсична дія цих сполук виявляється у порушеннях діяльності ендокринної і центральної нервової систем людини, зміні видової і трофічної структури біоценозів.
Перспективним напрямом у процесах очищення стічних вод, що містять моноциклічні ароматичні сполуки, є їх кавітаційне оброблення. При цьому ефективність кавітаційного очищення стічних вод визначається технологічними параметрами процесу оброблення (тиском на вході у кавітатор, температурою реакційного середовища, кратністю оброблення) і конструктивними особливостями генераторів кавітації (типом, формою кавітувальних елементів, їх геометричними розмірами та просторовим розміщенням). Мета роботи полягала у дослідженні процесу кавітаційного очищення імітатів стічних вод підприємств хімії і нафтохімії від толуолу за адіабатичних умов і різних режимів оброблення (стаціонарного і режиму ініціювання реакцій розкладу і окиснення толуолу).
На підставі спектрофотометричного аналізу водних розчинів толуолу, оброблених ультразвуковим магнітострикційним випромінювачем у різних режимах, встановлено, що інтенсивність піків УФ-спектру толуолу суттєво зменшується, принаймні, у 7 разів, а структура основних смуг поглинання набуває дифузного характеру (стає розмитою).
Виявлено рівність початкової швидкості процесу кавітаційного очищення імітату стічних вод від толуолу в різних режимах (1,15·10-3 моль/(м3·с) – для стаціонарного режиму і 1,12·10-3 моль/(м3·с) – для режиму ініціювання). Необхідно зазначити, що вплив тривалості кавітаційного оброблення на величину ступеня очищення імітату внаслідок дії кавітаційних явищ є незначним: ступінь кавітаційного очищення для стаціонарного режиму (оброблення впродовж 1800 с) – 26,5 %, для режиму ініціювання реакцій розкладу і окиснення (оброблення впродовж 900 с) – 19,8 %.
Отже, з метою зменшення енергоємності процесу кавітаційного оброблення у 2 рази і за необхідності попереднього неглибокого очищення стічних вод від толуолу доцільно застосовувати режим кавітаційного ініціювання реакцій розкладу і окиснення (дія кавітаційних полів на реакційну систему впродовж 900 с)
1. Оразбаева Д. С. Концентрации бензола, толуола, этилбензола и о-ксилола в почвах и
атмосферных осадках в городах Алматы и Астана / Д. С. Оразбаева, У. А. Каратаева,
Б. Н. Кенесов и др. // Вестник КазНУ. Серия химическая. – 2016. – № 2 (82). – С. 35–44.
2. Durmusoglu E. Health risk assessment of BTEX emissions in the landfill environment / E. Durmusoglu,
F. Taspinar, A. Karademir // Journal of Hazardous Materials. – 2010. – Vol. 176, Iss. 1–3. – Р. 870–877.
3. Сухацький Ю. В. Енергетичний аналіз роботи гідродинамічного струменевого кавітатора у
процесах очищення стічних вод за кавітаційно-флотаційною технологією / Ю. В. Сухацький,
З. О. Знак, Р. В. Мних // Вісник Національного університету “Львівська політехніка” “Хімія,
технологія речовин та їх застосування”. – 2015. – № 812. – С. 354–359. 4. Znak Z. The Brandon
method in modelling the cavitation processing of aqueous media / Z. Znak, Yu. Sukhatskiy // Eastern-
European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – Vol. 3, No. 8 (81). – Р. 37–42. 5. Знак З. О.
Дослідження залежності ефективності роботи гідродинамічного струменевого кавітатора від
конструктивних параметрів кавітувального елемента / З. О. Знак, Ю. В. Сухацький, Р. В. Мних //
Вібрації в техніці та технологіях. – 2015. – № 2 (78). – С. 18–26. 6. Яворський В. Т. Енергетичні
характеристики оброблення агресивних водних середовищ у гідродинамічних кавітаторах /
В. Т. Яворський, З. О. Знак, Ю. В. Сухацький, Р. В. Мних // Фізико-хімічна механіка матеріалів. –
2016. – Т. 52, № 4. – С. 132–136. 7. Yavorskiy V. Investigations of cavitation processes in different types
of emitters using sonochemical analysis / V. Yavorskiy, Yu. Sukhatskiy, Z. Znak, R. Mnykh // Chemistry &
Chemical Technology. – 2016. – Vol. 10, No. 4. – Р. 507–513. 8. Сухацький Ю. В. Дослідження
ефективності кавітаційно-флотаційної технології очищення рідкофазних середовищ від
дисперсних частинок / Ю. В. Сухацький // Науковий вісник НЛТУ України: зб. наук.-техн. праць. –
2016. – Вип. 26.4. – С. 295–303. 9. Study on the degradation of phenol wastewater by the combination of
Venturi pipe with orifice plate / Y.-J. Wang, R.-Y. Jin, W.-D. Kong, T.-S. Wang // Xiandai Huagong /
Modern Chemical Industry. – 2017. – Vol. 37, Iss. 4. – Р. 160–163. 10. Некоз О. І. Кавітаційна
технологія очищення стічних вод від токсичних речовин / О. І. Некоз, О. А. Литвиненко,
Р. В. Логвінський // Вібрації в техніці та технологіях. – 2012. – № 2 (66). – С. 112–115. 11. Barik A. J.
Hybrid treatment strategies for 2,4,6-trichlorophenol degradation based on combination of hydrodynamic
cavitation and AOPs / A. J. Barik, P. R. Gogate // Ultrasonics-Sonochemistry. – 2018. – Vol. 40. – Р. 383–
394. 12. Сильверстейн Р. Спектрометрическая идентификация органических соединений /
Р. Сильверстейн, Г. Басслер, Т. Моррил; пер. с англ. Н. А. Донской, Б. Н. Тарасевича; под ред.
А. А. Мальцева. – М.: Издательство “Мир”, 1977. – 590 с. 13. The Kinetics of the Sonochemical
Process for the Destruction of Aliphatic and Aromatic Hydrocarbons / J.-W. Kang, K.-H. Lee, C.-I. Koh,
S.-N. Nam // Korean J. Chem. Eng. – 2001. – Vol. 18, Iss. 3. – Р. 336–341.