Naslov
Analiza postupaka razgradnje organskih tvari u vodi primjenom UV zračenja
(The analysis of UV irradiation based methods for degradation of organic matter in water)

Autori
Dobrović, Slaven

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
25.02

Godina
2002

Stranica
126

Mentor
Ružinski, Nikola

Ključne riječi
obrada vode; UV zračenje; prirodne organske tvari
(water treatment; UV irradiation; natural organic matter)

Sažetak
Predmet ovog rada je analiza postupaka razgradnje organskih tvari u vodi primjenom UV zračenja. Kao organske tvari od interesa razmatrane su huminske tvari koje se u većoj ili manjoj mjeri nalaze u gotovo svim prirodnim vodama [1-5]. Iako su po svojoj naravi posve benigne te se nazivaju "prirodne organske tvari" (eng. Natural organic matter) ili "biotičke organske tvari" (eng. Biogenic organic matter), u dodiru s tvarima i sustavima koje čine tzv. modernu civilizaciju stvaraju mnoge poteškoće. Stupaju u reakcije sa sredstvima za dezinfekciju stvarajući tzv. dezinfekcijske nusprodukte [6-10] (eng. Disinfection byproducts), skloni su kompleksaciji sa sintetskim organskim spojevima i teškim metalima [11-15] te konačno, kao rezistentne organske tvorevine čine dugotrajnu osnovu za mikrobiološki rast i neke korozijske procese u distribucijskim vodoopskrbnim sustavima [19-22]. Za potrebe ovog ispitivanja je osmišljen, izrađen te opremljen odgovarajući eksperimentalni postav koji se sastoji od UV reaktora dvije veličine, sustava za ozonizaciju, izvora UV zračenja kod 185/254 nm, izvora UV zračenja kod 254 nm, mjerne opreme za kontinuirano praćenje apsorbancije uzorka, crpki, termostata i ostale pomoćne opreme. Načinjen je ukupno 71 kinetički modelni pokus na razgradnji organske tvari površinske vode "Jezero" na Krku, u trajanju od 60 do 180 minuta kojima su ispitivani tzv. napredni oksidacijski procesi: (eng. Advanced oxidation processes) a/ UV185/254nm, b/ UV254nm, c/ H2O2/UV185/254nm, d/ H2O2/UV254nm, e/ O3/UV185/254nm. Posebno je razrađena te ispitana mogućnost povećanja kvantnog iskorištenja fotona valne užine 185nm vođenjem dva simultana procesa u istom fotokemijskom reaktoru: generiranje ozona u struji kisika u suhom dijelu i fotolitička degradacija u mokrom dijelu reaktora potpomognuta dodatkom generiranog ozona. Pokusi su vođeni u protočnom načinu rada sa i bez recirkulacije, varirajući dozirne količine dodataka, vrste UV svjetla, brzine strujanja kroz reaktor, dužinu puta UV svjetla, temperaturu i volumen uzorka. Rezultati ispitivanja su pokazali da svi procesi fotodegradacije slijede kinetiku pseudo prvog reda te da se uglavnom zasnivaju na reaktivnosti generiranih OH radikala. Mehanizam razgradnje izravnom fotolizom je od sekundarnog značenja. Na sve procese primjenom UV185/254nm bitno utječe brzina strujanja reakcijske smjese kroz UV reaktor s tim da se povećanjem koncentracije dodataka H2O2 i O3 ovisnost smanjuje. Simultanim generiranjem ozona iz plinske faze kisika u istom fotokemijskom reaktoru gdje se odvija proces fotolitičke razgradnje organske tvari u vodenom mediju postiže se daleko veći doprinos na strani brzine razgradnje posredstvom stvorenog ozona, nego što je zabilježeno usporenje istog procesa uslijed smanjene emisije UV kvanata. Ovisno o primijenjenom sustavu, dozirnim količinama i brzinama strujanja specifični utrošak UV energije tijekom prvog poluvremena razgradnje organskih tvari bio je od 1, 28 kJ/l (O3/UV185/254nm) do 57 kJ/l (UV254nm). Konačno, primjenom naprednih oksidacijskih postupaka (O3/UV185/254nm), moguće je projektirati i izvesti stvarno postrojenje kojim će se za predmetnu vodu sadržaj organskih tvari svesti na zakonom dopuštene granice uz specifični utrošak UV energije u iznosu od 0, 9 do 1, 1 kJ/l, odnosno utrošak električne energije za pogon UV svjetiljki od 0, 7 do 0, 86 kWh po m3 obrađene vode.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA