Intensification Ways of Water Purification Processes by Reagentless Methods through the Use of Physical Fields
Keywords:
COAGULATION INTENSIFICATION, PHYSICAL FIELD, MAGNETIC TREATMENT, ULTRASONIC IRRADIATION, ULTRASONIC FREQUENCY SELECTION, IRRADIATION DURATIONAbstract
The main ways of increasing the efficiency of water purification processes in the sedimentation coagulation processes are considered. The most significant ways to improve the efficiency of the water purification coagulation processes are identified. Their advantages and disadvantages are noted.
The theoretical and practical substantiation of the physical fields use (magnetic treatment and ultrasonic irradiation) for intensifying the process of the impurities coagulation in water purification is given. The ultrasound use for the irradiation of aqueous solutions (in particular, surface water contaminated with suspended solids of various degrees of dispersion) is theoretically substantiated. It is shown that a certain size of particles in polluted water must correspond to its own irradiation frequency, the wavelength of which will be able to act on them at a particular point in time.
Studies on the ultrasonic irradiation effect on the intensity and efficiency of the coagulation (water clarification) using different frequencies of the ultrasound, taking into account the particle size and their subsequent aggregation, are carried out. Mathematical dependences (with sufficiently high reliability) of the water clarification layer height on the irradiation time with the ultrasound of the corresponding frequency are obtained. It is shown that the obtained experimental data make it possible to significantly reduce the water residence time in clarifiers and increase the efficiency of industrial water purification processes.
References
Кульский, Л. А. Чистая вода и перспективы ее сохранения / Л. А. Кульский. – Киев : Наукова думка, 1978. – 227 с.
Кульский, Л. А. Магнитное поле и процессы водообработки : монография / Л. А. Кульский, С. С. Душкин. – Киев : Наукова думка, 1988. – 112 с. – ISBN 5-12-001155-1.
Антонов, С. Н. Аппараты магнитной обработки воды. Проектирование, моделирование и исследование : монография / С. Н. Антонов, А. И. Адошев, И. К. Шарипов, В. Н. Шемякин. – Ставрополь, 2014. – 220 с.
Классен, В. И. Вода и магнит / В. И. Классен. – Москва : Наука, 1973. – 111 с.
Stępniak, L. Ultrasonic Energy as an Agent to Aid Water Treatment in the Coagulation Process. – Текст : электронный / L. Stępniak, E. Stańczyk-Mazanek // Energies. – 2022. – № 15(5186). – P. 1–13. – URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/15/14/5186 .
Маргулис, М. А. Основы звукохимии (химические реакции в акустических полях) / М. А. Маргулис. – Москва : Высшая школа, 1984. – 272 с.
Маргулис, М. А. Химическое действие низкочастотных акустических колебаний / М. А. Маргулис, Л. М. Грундель // Доклады АН СССР. – 1982. – № 4, Т. 265. – С. 914–917.
Коновальчик, М. В. Исследование и обоснование использования ультразвукового облучения в коагуляционных процессах очистки воды / М. В. Коновальчик, С. П. Высоцкий // Вестник Луганского государственного университета имени Владимира Даля. – 2020. – № 12(42). – С. 124–130.
Пирсол, И. Кавитация / И. Пирсол // Пер. с англ. Ю. Ф. Журавлева ; под ред., с предисл. и доп. Л. А. Эпштейна. – Москва : Мир, 1975. – 95 с.
Френкель, Я. И. Об электрических явлениях, связанных с кавитацией, обусловленной ультразвуковыми колебаниями в жидкости / Я. И. Френкель // Журнал физической химии. – 1940. – № 3, Т. 14. – С. 305–308.
Yonghyeon, L. Ultrasonic Aggregation for Removal of Fine Particles From Mine Drainage Treatment Process / L. Yonghyeon, J. Park, M. Cui, J. Khim // Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics. – 2013. – Vol. 34. – November. – P. 383–384.
Wen-jie, H. Algae Removal by Ultrasonic Irradiation-Coagulation / H. Wen-jie, L. Guibai, L. Heng, N. Jun // Desalination. – 2009. – Vol. 239. – Issues 1-3. – Р. 191–197.
Mahvi, AH. Application of Ultrasonic Technology for Water and Wastewater Treatment / AH Mahvi // Iranian J Publ Health. – 2009. – № 2. – Vol. 38. – P. 1–17.
