Browsing by Author "Знак, Зеновій Орестович"

Now showing 1 - 11 of 11

Cavitation and its combinations with other advanced oxidation processes in phenol wastewater treatment: a review
(ДВНЗ "Український державний хіміко-технологічний університет", 2020) Sukhatskiy, Yurii Viktorovych; Сухацький, Юрій Вікторович; Znak, Zenovii Orestovych; Знак, Зеновій Орестович; Zin, Olha Ivanivna; Зінь, Ольга Іванівна; Національний університет "Львівська політехніка"
The review provides a systematic understanding of the mechanism of the sonochemical degradation of phenol. It was shown that the main contribution to the sonochemical degradation of phenol, a hydrophilic non-volatile wastewater component, is related to hydroxylation on the boundary of the «cavitation bubble–water contaminant solution». Depending on the method of generating hydroxyl radicals, all wastewater treatment methods for phenol removal based on advanced oxidation processes are classified into the following categories: chemical (acoustic and hydrodynamic cavitation, use of oxidants, Fenton process, and Fenton-like processes), photochemical (photolysis and photocatalysis), electrochemical and combined techniques. The essence of these methods is revealed and their main advantages and disadvantages are reviewed. It is shown that the efficiency of combined methods of phenol degradation that are based on the use of cavitation (acoustic or hydrodynamic) depends on the power of ultrasonic emitters, the frequency of ultrasonic vibrations, the magnitude of the pressure at the inlet of the hydrodynamic cavitator, physicochemical properties of media (temperature and pH), initial phenol concentration in aqueous medium, the design features of the cavitation generators, the presence of water-soluble gases or solid particles that exhibit catalytic properties, and the consumption of oxidizing reagents. Literature data showed that the most cost-effective method involving the use of ultrasonic cavitation is a combination «ultrasonic cavitation+photolysis+ozonation». The choice of a particular method for the degradation of phenol is determined by its content in wastewaters and their volume, the required degree of degradation, the duration of the purification process (the rate of degradation of the phenol), and economic indicators.
Conditions for the formation of cavitation
(Видавництво Львівської політехніки, 2019) Знак, Зеновій Орестович; Сухацький, Юрій Вікторович; Зінь, Ольга Іванівна; Znak, Zenovii Orestovych; Sukhatskii, Yurii Viktorovych; Zin, Olha Ivanivna; Національний університет "Львівська політехніка"
Based on analysis of information sources was found that dimensionless complexes - numbers of cavitation, Reynolds, Weber - are used tocharacterize the intensity of the development of cavitation phenomena. It was established the criticalvalue of the Reynolds criterion (Reqr = 32,500) in the case of the treatment of the aqueous medium in a hydrodynamic jet cavitator, which will enable to regulate the intensity of the development of cavitation and to avoid its negative consequences.
Акустичні методи оцінювання інтенсивності розвитку кавітаційних явищ у різних рідинних середовищах
(КрНУ, 2019) Знак, Зеновій Орестович; Znak, Zenovii Orestovych; Сухацький, Юрій Вікторович; Sukhatskyi, Yurii Viktorovych; Мних, Роман Володимирович; Mnykh, Roman Volodymyrovych; Зінь, Ольга Іванівна; Zin, Olha Ivanivna; Національний університет «Львівська політехніка»
Наведено результати застосування акустичного методу для оцінювання інтенсивності кавітаційних явищ у рідинних середовищах – воді та водному розчині бензену. Встановлено, що у водному розчині бензену кавітація розвивається значно швидше, ніж у воді, однак і швидше затухає. З’ясовано вплив тривалості кавітаційного оброблення середовища на ступінь його очищення у випадку супутніх щодо кавітації процесів.
Гідродинамічна кавітація як прогресивний метод деградації ароматичних сполук
(ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2019) Знак, Зеновій Орестович; Znak, Zenovii Orestovych; Сухацький, Юрій Вікторович; Sukhatskyi, Yurii Viktorovych; Мних, Роман Володимирович; Mnykh, Roman Volodymyrovych; Танекар, Пуджа; Thanekar, Pooja; Національний університет "Львівська політехніка"; Institute of Chemical Technology Nathalal Parekh Marg, Matunga
Дослідження кавітаційної деструкції бензену в гідродинамічному кавітаторі
(СПДФО Марусич М. М., 2020) Знак, Зеновій Орестович; Znak, Zenovii Orestovych; Сухацький, Юрій Вікторович; Sukhatckyi, Yurii Viktorovych; Зінь, Ольга Іванівна; Zin, Olha Ivanivna; Танекар, Пуджа; Thanekar, Pooja; Гогейт, Параг; Gogate, Parag; Гнатишин, Надія Михайлівна; Hnatyshyn, Nadiia Mykhailivna; Національний університет "Львівська політехніка"
For neutralization of benzene and its homologues in the wastewater of industrial enterprises, it is proposed to use the method of cavitation using a hydrodynamic jet-type cavitator. The peculiarities of cavitation oxidation of benzene depending on the pressure at the inlet to the cavitator and air flow are established. It is shown that with increasing pressure, the efficiency of benzene decomposition may decrease due to the course of parallel reactions involving water sonolysis products. Studies have confirmed the prospects of using the cavitation tank of sodium for wastewater treatment from benzene.
Засади технології сорбентів на основі природного клиноптилоліту, модифікованого сріблом
(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Машталер, Анастасія Сергіївна; Знак, Зеновій Орестович; Національний університет "Львівська політехніка"; Василечко, В. О.; Патриляк, Любов
Кавітація у комбінованих технологіях очищення стічних вод від толуену
(Черкаський державний технологічний університет, 2020) Сухацький, Юрій Вікторович; Suchatskiy, Yurii Viktorovych; Знак, Зеновій Орестович; Znak, Zenovii Orestovych; Капаціла, Соломія Михайлівна; Kapatsila, Solomiia Mykhailivna; Садова, Ірина Богданівна; Sadova, Iryna Bohdanivna; Національний університет "Львівська політехніка"
Проаналізовано застосування акустичної і гідродинамічної кавітації та їх комбінацій з іншими методами для очищення стічних вод від дисперсних твердих частинок та органічних сполук. Показано доцільність поєднання кавітації з реаґентним обробленням для підвищення ступеня деградації забруднювачів. Подано характеристику методу спектроскопії в ультрафіолетовому та видимому діапазонах спектра для визначення концентрації толуену в імітаті стічних вод. Наведено залежності концентрації толуену і температури реакційної системи від тривалості кавітаційного оброблення за різних значень питомої потужності ультразвукового випромінювання, тиску на вході у гідродинамічний кавітатор, різного реаґентного режиму. Розраховано ступінь деградації толуену і константу швидкості цього процесу за різних параметрів кавітаційного оброблення. Шляхом порівняння констант швидкості деградації толуену і ступенів деградації для комбінованих технологій (акустична кавітація+H2O2; гідродинамічна кавітація+H2O2) встановлено, що гідродинамічна кавітація є значно ефективнішою, ніж акустична.
Роль кисню у процесах кавітаційної деградації ароматичних сполук
(НУХТ, 2019) Сухацький, Юрій Вікторович; Sukhatskyi, Yurii Viktorovych; Знак, Зеновій Орестович; Znak, Zenovii Orestovych; Національний університет "Львівська політехніка"
Теоретичні основи і технології очищення безкисневих газів від сірководню хінгідронним методом
(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Слюзар, Андрій Володимирович; Знак, Зеновій Орестович; Національний університет "Львівська політехніка"; Суворін, Олександр Вікторович; Рищенко, Ігор Михайлович; Челядин, Любомир Іванович
У дисертації наведено результати досліджень, спрямованих на розвиток теоретичних основ і технологій очищення безкисневих (природних і технологічних) газів від H2S хінгідронними окисними системами (ХОС) з одержанням сірки. Досліджено взаємну розчинність інгредієнтів хінгідронного поглинального розчину (ХПР) та їх вплив на фізико-хімічні властивості розчину. Теоретично обґрунтовано вибір масообмінної апаратури для процесів хемосорбції H2S на стадії очищення газів та О2 на стадії регенерації поглинального розчину. Досліджено вплив умов формування ХОС на її окисно-відновні та фізико-хімічні властивості, що дало змогу вдосконалити технологію приготування поглинального розчину для очищення безкисневих газів від H2S. Вивчено фазову рівновагу в системі H2S - хінгідронний поглинальний розчин. Досліджено вплив різних факторів на хемосорбцію H2S з безкисневих газів і О2 з повітря ХПР у диспергуючих і барботажних абсорберах. Встановлено вплив вуглеводневих компонентів, які містяться у природних і технологічних газах, на хемосорбцію H2S та регенерацію ХПР. Досліджено процеси електрохімічної регенерації ХПР. Розроблено варіанти технологічних схем для очищення природних і технологічних газів від H2S з одержанням дрібнодисперсної сірки і можливістю комбінування цих технологій з технологією полімерної сірки, що підвищує економічну ефективність хінгідронного процесу знесірчення газів. В диссертации представлены результаты исследований, направленных на развитие теоретических основ и технологий очистки бескислородных (природных и технологических) газов от H2S хингидронными окислительными системами (ХОС) с получением серы. Исследованы взаимная растворимость ингредиентов хингидронного поглотительного раствора (ХПР) и их влияние физико-химические свойства раствора. Теоретически обоснован выбор массообменной аппаратуры для процессов хемосорбции H2S на стадии очистки газов и О2 на стадии регенерации поглотительного раствора. Исследовано влияние условий формирования ХОС на их окислительно-восстановительные и физико-химические свойства, что позволило усовершенствовать технологию приготовления ХПР для очистки бескислородных газов от H2S. Изучено фазовое равновесие в системе H2S – ХПР. Исследовано влияние различных факторов на хемосорбцию H2S из бескислородных газов и О2 из воздуха ХПР в диспергирующих и барботажных абсорберах. Установлено влияние углеводородных компонентов, содержащихся в природных и технологических газах, на хемосорбцию H2S и регенерацию ХПР. Исследованы процессы электрохимической регенерации ХПР. Разработаны варианты технологических схем для очистки природных и технологических газов от H2S с получением тонкодисперсной серы и возможностью комбинирования этих технологий с технологией полимерной серы, что повышает экономическую эффективность хингидронного процесса очистки газов. The dissertation presents the results of research aimed at the development of theoretical foundations and technologies for the purification of oxygen-free (natural and technological) gases from H2S by quinhydrone oxidizing systems (QOS). The resources and composition of hydrogen sulfide-containing gases that need purification and can be raw materials for the production of sulfur or its compounds have been monitored. It is shown that the current technologies of gas purification often do not provide complete purification of gases from H2S, its utilization, are complex, energyintensive, obsolete, and need improvement. The stages of the quinhydrone method of gas purification from H2S, which has experience in industrial applications, but only for the purification of ventilation (oxygen-containing) gases, are analyzed. It is shown that to adapt the method for purification of oxygen-free (natural and technological) gases, it is first necessary to take measures to reduce the negative impact of the oxidation reaction of chemisorbed H2S with O2, accompanied by Na2S2O3 formation, its accumulation, and subsequent processes of waste thiosulfates. The mutual solubility and physicochemical properties of the solution at high concentrations of ingredients in quinhydrone absorbing solution (QAS) were studied. On their basis, theoretical calculations were performed and the choice of mass transfer apparatus was substantiated, which most closely corresponds to the physicochemical bases of oxygen-free gas purification. For purification of gases under atmospheric pressure at the stages of chemisorption of H2S and O2, a horizontal absorber with bucket-shaped dispersants (HABD) is recommended, and for purification under pressure - bubble absorbers. The influence of the conditions of QOS formation on its redox and physicochemical properties has been studied. It is shown that the preparation of QAS based on QOC makes it possible to improve the technology of oxygen-free gases purification from H2S and obtain a given additional product. The phase equilibrium in the H2S - QAS system at different Na2CO3 concentrations was studied. It was found that the phase distribution coefficient mpx increases sharply with increasing saturation of the solution and decreases with increasing Na2CO3 concentration. The equilibrium constant of the H2S chemisorption reaction depends on the initial concentration of Na2CO3 and is equal to 0.1…0.35 mol/(m3.Pa). These data were used to develop a two-stage gas purification scheme. Using the criterion equations and the results of phase equilibrium studies, a mathematical model of H2S chemisorption from gases by QAS in the bubbling model was developed, which takes into account the influence of gas pressure and saturation of H2S solution at different Na2CO3 concentrations. The influence of various factors on the chemisorption of H2S from oxygen-free gases of QAS in bubbling and mechanical dispersing absorbers has been experimentally investigated. It is established that at low degrees of saturation of H2S solution in bubble absorbers the resistance of the system is determined by the resistance from the gas phase. The increase in pressure naturally contributes to the growth of the driving force of the chemisorption process of H2S by QAS. The rate of chemisorption increases with increasing pressure in proportion to Pn (n=0.82…0.83), which is characteristic of systems with "moderately soluble" gas, i.e. those that are limited by resistance from both gas and liquid phases. The value of the linear velocity of the disperser bucket ends (12 m/s) in the HABD was established, at which the resistance from the gas phase has a decisive influence on the kinetics of H2S chemisorption from oxygen-free gases. At the same time, the lowest resistance from the gas phase is achieved at the maximum gas velocities in the absorber 1.8...2.0 m/s. Using the criterion equations, the process of O2 chemisorption from QAS air at the stage of its regeneration in a vertical apparatus with a continuous bubbling layer (VABL) was calculated. The influence of various factors on this process in two types of absorbers - VABL and HABD is experimentally investigated. It is established that the rate of O2 chemisorption of QAS in VABL devices increases with increasing airflow. However, the rate of the chemical reaction between chemisorbed O2 and the reductive form of QOC is much higher (310…430 times) than the rate of O2 chemisorption. Therefore, this type of mass transfer equipment is not recommended for the regeneration of QAS by air oxygen. It is shown that the selective oxidation of chemisorbed H2S with the formation of fine sulfur during electrochemical regeneration of the absorption solution is achieved at low current densities (up to 15…17 A/dm2 ) and the process duration is up to 5 min. At higher densities, due to the increase in pH, by-products are formed (mainly Na2S2O3 and Na2SO4), which impair the sorption properties of QAS. During the electrochemical regeneration of QAS, competing processes of oxidation of chemisorbed H2S and reductive forms of QOC take place, which reduces the efficiency of solution regeneration. In the absence of sulfur compounds in QAS during electrochemical regeneration, the concentration of oxidative forms of QOS increases by 12…30%. It is shown that the decrease in the chemisorption degree of H S when using absorption solutions with a high concentration of Na2S2O3 (up to 350 kg/m3 ) can be compensated by a slight increase in temperature up to 303...308K. This will directly use waste solutions as raw materials for polymer sulfur obtaining. The pH limits (not higher than 8.8… 8.9) are set, at which fine sulfur is obtained with a high yield during gas purification. This is due to the relatively high concentration of NaHCO3 compared to Na2CO3 in the absorbing solution. Variants of technological schemes for purification of natural, associated, coke, pyrolysis, bio, and other gases with the production of fine sulfur and the possibility of combining these technologies with polymeric sulfur technology, which increases the economic efficiency of quinhydrone method gas desulfurization process.
Флотація як стадія кавітаційно-флотаційної технології очищення водних гетерогенних середовищ від дисперсних твердих частинок та органічних сполук
(Видавництво Львівської політехніки, 2019) Сухацький, Юрій Вікторович; Sukhatskyi, Yurii Viktorovych; Знак, Зеновій Орестович; Znak, Zenovii Orestovych; Національний університет «Львівська політехніка»
Наведено результати досліджень стадії флотації комбінованої кавітаційно-флотаційної технології очищення водних гетерогенних середовищ від дисперсних твердих частинок та органічних сполук. Синтез процесів кавітації та флотації запропоновано здійснювати у суміщеному апараті колонного типу. Виявлено раціональні межі зміни тиску на вході у кавітатор (0,3–0,4 МПа) для забезпечення ефективної флотації. Встановлено, що за таких значень тиску утворюється плівково-структурна піна з усередненим радіусом флотаційної бульбашки 1,8 мм, а середня газонаповненість флотаційного шару становить 0,05 м3/м3. Зазначено, що максимальній швидкості флотації кальцію оксалату (13,2·10-4 кг/(м3·с)) відповідає діапазон тривалості кавітаційного оброблення 600–900 с.
Інтенсифікація кавітаційного розкладу бензену
(РВВ ДВНЗ УДХТУ, 2019-06-25) Знак, Зеновій Орестович; Сухацький, Юрій Вікторович; Зінь, Ольга Іванівна; Вирста, Катерина Романівна; Znak, Zenovii Orestovych; Sukhatskiy, Yurii Viktorovych; Zin, Olha Ivanivna; Vyrsta, Kateryna Romanivna; Знак, Зеновій Орестович; Національний університет "Львівська політехніка"
Наведено результати досліджень з інтенсифікації процесу перетворення бензену в кавітаційних полях. Дослідження виконано у двох напрямках: 1) визначення об'ємного спввідношення кавітаційно оброблений імітат (КОІ):необроблений (вихідний) імітат (ВІ), за якого тривалість перетворення бензену була б мінімальною; 2) встановлення значення кисню у перебігу перетворення бензену в кавітаційних полях як радикального процесу. Для зменшення обсягів стічних вод, які необхідно піддавати кавітаційному обробленню, і, відповідно, енерговитрат на здійснення цього процесу рекомендовано здійснювати розклад бензену за вмісту попередньо оброблених у кавітаційних полях стічних вод у суміші з необробленими близько 1 об.%, що еквівалентно витраті енергії лише близько 10 кДж/м^3 (0,33 кВт/м^3). Зафіксовано постійність розрахункової тривалості процесу розкладу бензену (47 і 52 хв) за вмісту КОІ у суміші з ВІ в інтервалі 0,75...1,00 об.% та її зростання у випадку зменшення вмісту КОІ в суміші. Виявлено зменшення ефективності розкладу бензену за збільшення тривалості кавітаційного оброблення реакційної суміші (КОІ та ВІ) понад 900 с. Показано, що постійне інтенсивне перемішування реакційної суміші за вмісту КОІ 0,25...1,00 об.%, що забезпечувало абсорбцію кисню водним середовищем, який брав участь у процесі перетворення бензену за радикальним механізмом, сприяло значному зростанню ступеня перетворення бензену: від 30...36 % - без перемішування реакційної системи до 79...99 % - за її інтенсивного перемішування. The paper presents the results of the study on the intensification of benzene conversion in a cavitation field.The work is focused upon two directions: (i) the determination of the volume ratio of cavitationally treated imitates (CTI):raw (outgoing) imitate (OI), at which the estimated duration of the transformation of benzene is minimal, and (ii) the ascertainment of the role of oxygen in the transformation of benzene in the cavitation fields as a radical process.To reduce the volume of wastewater that must be subjected to the cavitation treatment and, accordingly, the energy consumption in this process, we recommend decomposing benzene at the content of pre-treated wastewater in cavitation fields of about 1 vol.% in a mixture with untreated wastewater, that is equivalent to an energy consumption of only about 10 kJ m –3 (i.e. 0.33 kW m–3). It is established the constancy of the estimated duration of the benzene decomposition (47 and 52 min) at the content of CTI in a mixture with OI in the range of 0.75 to 1.00 vol.%. The growth of the estimated duration of the benzene decomposition is observed in the case of a decrease in the KOI content in the mixture. It is found that the efficiency of the benzene decomposition decreases with an increase in the duration of cavitation treatment of the reaction mixture (CTI and OI) of over 900 s. It is shown that a constant agitation of the reaction mixture at the CTI content of 0.25...1.00 vol.%, which ensured the absorption of oxygen by the aqueous environment that participated in the process of conversion benzene by a radical mechanism, contributes to a significant increase in the degree of conversion of benzene: from 30–36% to 79–99% without stirring the reaction system and under its intense stirring, respectively.