The effect of ultrasound on the treatment of domestic wastewater from organic and biological contamination

The effectiveness of the uses of ultrasonic cavitation for wastewater treatment has been investigated. The influence of the gases of different nature (nitrogen, oxygen, air, mixture of nitrogen and oxygen gases in the ratio of 1:1) on the destruction of organic and biological contaminants has been carried out. It is confirmed that ultrasound cavitation increases the purification effect of gases. It is established that the deepest purification from organic contaminants was achieved by the common action of air with ultrasound, the degree of water purification from organic compounds being 80% and from biological contaminants – by the common action of nitrogen with ultrasound – the degree of water purification from biological compounds being 99,5%. The effective rate constant was calculated

Utjecaj ultrazvučne kavitacije na razgradnju organskih tvari iz otpadnih voda farmaceutske industrije

The influence of ultrasound cavitation in the atmosphere of different gases, namely oxygen, air, and nitrogen, on the destruction of impurities of butanol and ethanol found in wastewater from the pharmaceutical plant “Galichpharm” was investigated. The effect of the corresponding gases (oxygen, nitrogen, and air) without ultrasound cavitation on the destruction of ethanol and butanol impurities in wastewater was comparatively investigated. The degree of oxidation of organic matter, effective rate constants, and approximation coefficients were calculated. It was found that the air supply is the least effective for both ethanol and butanol impurities. Degradation of ethanol by air contributed to the reduction in the organic matter content by 14.6 %, while oxidation of butanol was not observed. Ultrasound cavitation enhanced the effect of air and in common action with air the ethanol impurity content reduced by 32.58 %, and butanol impurity by 4.05 %. Nitrogen bubbling produced mediocre results for the destruction of ethanol and butanol impurities giving a decrease by 17.04 % and 0.67 %, respectively. The highest results were obtained with oxygen. Ethanol impurities decreased by 22.47 % and butanol impurities by 1.75 %. With the common action of oxygen and ultrasound, much higher results were obtained, 44.32 % for ethanol impurities and 7.43 % for butanol impurities. This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.Ispitan je utjecaj ultrazvučne kavitacije u atmosferi različitih plinova (kisika, zraka i dušika) na razgradnju onečišćujućih tvari butanola i etanola farmaceutskih otpadnih voda tvornice “Galichpharm”. Usporedno je ispitan i utjecaj kisika, dušika i zraka bez ultrazvučne kavitacije na uklanjanje onečišćujućih tvari etanola i butanola u otpadnim vodama. Izračunati su stupanj oksidacije organskih tvari, efektivne konstante brzine i koeficijenti aproksimacije. Otkriveno je da je dovod zraka najmanje učinkovit za onečišćujuće tvari etanola i butanola. Oksidacija etanola zrakom doprinosi smanjenju sadržaja organskih tvari za 14,6 %, dok oksidacija butanola nije promatrana. Ultrazvučna kavitacija pojačala je učinak zraka i u zajedničkom djelovanju sa zrakom sadržaj nečistoća etanola smanjen je za 32,58 %, a butanola za 4,05 %. Uvođenje mjehurića dušika kod razgradnje nečistoća etanola i butanola dalo je osrednje rezultate te je utjecalo na smanjenje od 17,04 % i 0,67 %. Najviši rezultati postignuti su kisikom. Nečistoće etanola smanjile su se za 22,47 %, a nečistoće butanola za 1,75 %. Uobičajenim djelovanjem kisika i ultrazvuka dobiveni su znatno viši rezultati – za nečistoće etanola 44,32 %, a za nečistoće butanola 7,43 %. Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna

Коагуляційне очищення стоків молокопереробних підприємств відхідним FeSO4

As the world's population grows, the problem of food shortages becomes global, and, for human survival, it is necessary to significantly increase food production, which may increase environmental pollution. This paper has theoretically and practically substantiated the expediency of coagulation treatment of wastewater from milk-processing enterprises. The coagulant proposed to use is a multi-tonnage waste from industrial enterprises, specifically technical ferrous sulfate. It is shown that it is advisable to use the dairy effluent imitations based on milk powder for experimental studies. The potentiometric titration of dairy effluent imitations has established the presence of two points (pH=4.2 and 8.3), which characterize the boundaries of the buffering capacity of solutions. The expediency of carrying out the process of coagulation of dairy effluents in a weakly alkaline environment at pH≥8.3 has been substantiated, and, for the starting effluent to reach such a pH value, a 10-% suspension of Са(ОН)2 should be used. The effectiveness of reagent treatment of dairy effluents has been experimentally confirmed, subject to the alternate introduction of a coagulant (technical FeSO4) and flocculant (polyacrylamide) in the quantities of 120 and 40 mg/dm3, respectively; the degree of clarification of dairy effluents is 90 % while the residual COC value is 76 mgO2/dm3. It has been shown that when ultrasound was applied, it was possible to significantly reduce the interaction time and the amount of Са(ОН)2 suspension necessary to achieve pH≥8.3. Thus, there are grounds to assert the prospects for devising highly effective technology for the coagulation treatment of wastewater from milk-processing enterprises; the results and conclusions reported here about the technological feasibility of using technical FeSO4 as a coagulant could be practically applied for other technologies of coagulation wastewater treatment, provided that its pH value is brought to 8.3.С ростом населения Земли проблема дефицита продовольствия становится глобальной, и для выживания человечества необходимо существенно увеличить производство продуктов питания, а значит, растет загрязнение окружающей среды. Теоретически и практически обоснована целесообразность коагуляционной очистки стоков молокоперерабатывающих предприятий. В качестве коагулянта предложено использовать многотоннажные отходы промышленных предприятий – технический сульфат железа (II). Для экспериментальных исследований целесообразно использовать имитаты молочных стоков на основе сухого молока. Потенциометрическим титрованием имитатов молочных стоков установлено наличие двух точек (рН=4,2 и 8,3), характеризующих границы буферной емкости растворов. Обоснована целесообразность проведения процесса коагуляции молочных стоков в слабощелочной среде при рН≥8,3, а для доведения исходных стоков до этого значения рН использовать 10 % суспензию Са(ОН)2. Экспериментально подтверждена эффективность реагентной очистки молочных стоков при поочередном введении коагулянта (технического FeSO4) и флокулянта (полиакриламида) в количествах 120 и 40 мг/дм3 соответственно, степень осветления молочных стоков составляют 90 %, а остаточное значение 76 мгО2/дм3. Эти значения не превышают нормативных показателей по сбросу сточных вод в окружающую среду. Показано, что благодаря воздействию ультразвука удалось значительно сократить время взаимодействия и необходимое для достижения рН≥8,3 количество суспензии Са(ОН)2. Таким образом, есть основания утверждать о перспективности разработки высокоэффективной технологии коагуляционной очистки стоков молокоперерабатывающих предприятий, а полученные результаты и сделанные выводы о технологической целесообразности использования в качестве коагулянта технического FeSO4 могут найти практическое применение и в других технологиях коагуляционной водоочистки стоков при доведении их значения рН до 8,3Зі зростанням населення Землі проблема дефіциту харчів стає глобальною, і для виживання людства необхідно суттєво збільшити виробництво продуктів харчування, а відтак зростає забруднення довкілля. Теоретично та практично обґрунтовано доцільність коагуляційного очищення стоків молокопереробних підприємств. Як коагулянт запропоновано використовувати багатотонажний відхід промислових підприємств – технічний феруму(ІІ) сульфат. Показано, що для експериментальних досліджень доцільно використовувати імітати молочних стоків на основі сухого молока. Потенціометричним титруванням імітатів молочних стоків встановлено наявність двох точок (рН=4,2 та 8,3), які характеризують межі буферної ємності розчинів. Обґрунтовано доцільність проведення процесу коагуляції молочних стоків в слаболужному середовищі за рН≥8,3, а для доведення вихідних стоків до цього значення рН використовувати 10 %-ну суспензію Са(ОН)2. Експериментально підтверджено ефективність реагентного очищення молочних стоків за умови почергового введення коагулянта (технічного FeSO4) та флокулянта (поліакриламіду) у кількостях 120 та 40 мг/дм3 відповідно, ступінь освітлення молочних стоків становлять 90 %, а залишкове значення ХСК – 76 мгО2/дм3. Показано, що завдяки дії ультразвуку вдалось значно скоротити час взаємодії і необхідну для досягнення рН≥8,3 кількість суспензії Са(ОН)2. Таким чином, є підстави стверджувати про перспективність розроблення високоефективної технології коагуляційного очищення стоків молокопереробних підприємств, а одержані результати та зроблені висновки про технологічну доцільність використання у ролі коагулянта технічного FeSO4 можуть знайти практичне застосування і в інших технологіях коагуляційного водоочищення стоків за умови доведення їхнього значення рН до 8,

Coagulation Treatment of Effluent From Milk-processing Enterprises with Waste FeSO4

As the world's population grows, the problem of food shortages becomes global, and, for human survival, it is necessary to significantly increase food production, which may increase environmental pollution. This paper has theoretically and practically substantiated the expediency of coagulation treatment of wastewater from milk-processing enterprises. The coagulant proposed to use is a multi-tonnage waste from industrial enterprises, specifically technical ferrous sulfate. It is shown that it is advisable to use the dairy effluent imitations based on milk powder for experimental studies. The potentiometric titration of dairy effluent imitations has established the presence of two points (pH=4.2 and 8.3), which characterize the boundaries of the buffering capacity of solutions. The expediency of carrying out the process of coagulation of dairy effluents in a weakly alkaline environment at pH≥8.3 has been substantiated, and, for the starting effluent to reach such a pH value, a 10-% suspension of Са(ОН)2 should be used. The effectiveness of reagent treatment of dairy effluents has been experimentally confirmed, subject to the alternate introduction of a coagulant (technical FeSO4) and flocculant (polyacrylamide) in the quantities of 120 and 40 mg/dm3, respectively; the degree of clarification of dairy effluents is 90 % while the residual COC value is 76 mgO2/dm3. It has been shown that when ultrasound was applied, it was possible to significantly reduce the interaction time and the amount of Са(ОН)2 suspension necessary to achieve pH≥8.3. Thus, there are grounds to assert the prospects for devising highly effective technology for the coagulation treatment of wastewater from milk-processing enterprises; the results and conclusions reported here about the technological feasibility of using technical FeSO4 as a coagulant could be practically applied for other technologies of coagulation wastewater treatment, provided that its pH value is brought to 8.3