2024 / Том 9, № 2 (2024) [ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ]

Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения и ультразвуковой обработки

Зилов Е.А. 

Страницы: 142-151

https://doi.org/10.21285/2500-1582-2024-9-2-142-151

Аннотация

Кратко рассмотрены особенности и возможности использования физических методов ультрафиолетового излучения и ультразвуковой обработки для обеззараживания загрязненных вод. Критически проанализированы выводы публикации о неэффективности указанных методов по показателям высокого энергопотребления, отсутствию синергетических эффектов, опасности разрушения технических устройств от соответствующих воздействий. Напротив, актуальный обзор результатов последних отечественных и зарубежных исследований показал удовлетворительную эффективность обеззараживания сточных вод многих производств от различных патогенных организмов с помощью ультрафиолетового и ультразвукового воздействия. Сделан вывод о том, что совместное использование методов в установках для комплексной обработки воды дает положительные результаты, позволяющие их применять.

Ключевые слова:

обеззараживание вод, ультрафиолетовое излучение, ультразвуковая обработка, комплексная обработка, синергетический эффект

Библиографический список:

1. Naddeo V., Cesaro A., Mantzavinos D., Fatta-Kassinos D., Belgiorno V. Water and wastewater disinfection by ultrasound irradiation – a critical Review // Global Nest Journal. 2014. Vol. 16. Iss. 3. P. 561–577. Available from: https://www.researchgate.net/publication/279764070_Water_and_wastewater_disinfection_by_ultrasound_irradiation-a_critical_review [Accessed 1th April 2024]. Gonzales Y., Salgado P., Gomes G., Vidal G. Advanced sewage disinfection technologies eco-friendly with the environment and public health // Sustainable Management of Environmental Contaminants. 2022. P. 51–69. https://doi.org/10.1007/978-3-031-08446-1_3.
2. Gonzales Y., Gómez G., Moeller-Chávez G.E., Vidal G. UV disinfection systems for wastewater treatment: emphasis on reactivation of microorganisms // Sustainability. 2023. Vol.15. Iss. 14. P. 11262. https://doi.org/10.3390/su151411262.
3. Licht K., Halkijević I., Posavčić H. Short review of raw water disinfection methods with focus on ultrasonic systems // Journal of International Scientific Publications: Ecology & Safety (Online). 2021. Vol. 15. P. 128–143. Available from: https://www.scientific-publications.net/get/1000047/1632170065734500.pdf [Accessed 1th April 2024].
4. Василяк Л.М., Кудрявцев Н.Н., Смирнов А.Д., Стрелков А.К. Ультрафиолет плюс ультразвук, и почему опять «нет аналогов в мире»? // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 1. С. 4–9. https://doi.org/10.35776/VST.2022.01.01. EDN: QXYCZY.
5. Masjoudi M, Mohseni M., Bolton J.R. Sensitivity of bacteria, protozoa, viruses, and other microorganisms to ultraviolet radiation // Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2021. Vol. 126. Iss. 126021. https://doi.org/10.6028/jres.126.021.
6. Leonov Yu.I., Vergolyas M.R., Nazarenko V.I., Myshchenko I. Ways of improving the method of using UV radiation for disinfecting drinking water (literature review) // Ukranian Journal of Occupational Health. 2023. Vol. 19. Iss. 2. P. 151–160. https://doi.org/10.33573/ujoh2023.02.151.
7. Wang Y., Wang Q., Dong K., Chen J., Wu H. Assessing the effectiveness of filtration + UV-C radiation for the treatment of simulated ballast water at various holding times // Water Science & Technology. 2023. Vol. 87. Iss. 10. P. 2564–2576. https://doi.org/10.2166/wst.2023.146.
8. Makuei M.S., Ketabchi F., Peleato N. Impact of water characteristics on UV disinfection of unfiltered water // Water Quality Research Journal. 2022. Vol. 57. Iss. 4. P. 247–261. https://doi.org/10.2166/wqrj.2022.006. Kim H.-J., Yoon H.-W., Lee M.-A., Kim Y.-H., Lee Ch.J. Impact of UV-C irradiation on bacterial disinfection in a drinking water purification system //Journal of Microbiology and Biotechnology. 2023. Vol. 33. Iss. 1. P. 106–113. https://doi.org/10.4014/jmb.2211.11027.
9. Del Puerto O., Gonçalves N.P.F., Medana C., Prevot A.B., Roslev P. Attenuation of toxicity and occurrence of degradation products of the fungicide tebuconazole after combined vacuum UV and UVC treatment of drinking water // Environmental Science and Pollution Research. 2022. Vol. 29. P. 58312–58325. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19691-0.
10. Fennell B.D., Menzyk S.P., McKay G. Critical review of UV-advanced reduction processes for the treatment of chemical contaminants in water // ACS Environmental Au. 2022. Vol. 2. Iss. 3. P. 178–205. https://doi.org/10.1021/acsenvironau.1c00042.
11. Karwowska B., Sperczyn´ska E., Dabrowska L. Water treatment in hybrid connection of coagulation, ozonation, UV irradiation and adsorption processes // Water. 2021. Vol. 13. Iss. 13. P. 1748. https://doi.org/10.3390/w13131748.
12. Hassanpour A., Jalali A., Raisee M., Naghavi M.R. Development and modeling of a novel type of photoreactors with exterior ultraviolet (UV) reflector for water treatment applications // Scientific Reports. 2023. Vol. 13, Iss. 7696. https://doi.org/10.1038/s41598-023-34799-0.
13. Gibson J.H., Yong D.H.N., Farnood R.R., Seto P. A literature review of ultrasound technology and its application in wastewater disinfection // Water Quality Research Journal. 2008. Vol. 43. Iss. 1. P. 23–35. https://doi.org/10.2166/wqrj.2008.004.
14. Эльпинер И.Е., Фейгина З.С. Ультразвуковые волны в борьбе с гидробионтами // Водоснабжение и санитарная техника. 1957. № 8. С. 14–16.
15. Эльпинер Л.И. Экспериментальные исследования по применению ультразвуковых волн для  обеззараживания воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1960. № 8. С. 27–30.
16. Joyce E.M., Mason T.J., Lorimer J.P. Application of UV radiation or electrochemistry in conjunction with power ultrasound for the disinfection of water // International Journal of Environment and Pollution. 2006. Vol. 27. Iss. 1–3. P. 222–230. https://doi.org/10.1504/IJEP.2006.010465.
17. Naddeo V., Landi M., Belgiorno V., Napoli R.M.A. Wastewater disinfection by combination of ultrasound and ultraviolet irradiation // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 168. Iss. 2­–3. P. 925–929. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat. 2009.02.128.
18. Семенов А.О., Кожушко Г.М., Сахно Т.В. Знезараження води комбінованими методами — УФ-випромінювання в поєднаннізіншими технологіями // Технологический аудит и резервы производства. 2016. Т. 3. № 3. С. 67–71. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.71486. EDN: WBCDNX.
19. Khaire R.A., Thorat B.N., Gogate P.R. Applications of ultrasound for food preservation and disinfection: A critical review // Journal of Food Processing and Preservation. 2021. Vol. 46. Iss. 1. P. e16091. https://doi.org/10.1111/jfpp.16091.
20. Hong J., Boussetta N., Enderlin G., Merlier F., Grimi N. Degradation of herbicide atrazine in water by high voltage electrical discharge in comparison with Fenton oxidation and ultrasound treatments // RSC Sustainability. 2023. Iss. 6. https://doi.org/10.1039/d3su00103b.
21. Lambert N., Rediers H., Hulsmans A., Joris K., Declerck P., Laedt Y.De., et al. Evaluation of ultrasound technology for the disinfection of process water and the prevention of biofilm formation in a pilot plant // Water Science & Technology. 2010. Vol. 61. Iss. 5. P. 1089–1096. https://doi.org/10.2166/wst.2010.735.
22. Laksono F.B., Majid D., Prabowo A.R. System and eco-material design based on slow-release ferrate(vi) combined with ultrasound for ballast water treatment // Open Engineering. 2022. Vol. 12. P. 401–408. https://doi.org/10.1515/eng-2022-0042.
23. Hoyer R., Adhikari S., Amini R. Ultrasound transducer disinfection in emergency medicine practice // Antimicrobial Resistance & Infection Control. 2016. Vol. 5, Iss. 12. https://doi.org/10.1186/s13756-016-0110-y.
24. Westerway S.C., Basseal J.M., Abramowicz J.S. Medical ultrasound disinfection and hygiene practices: WFUMB global survey results // Ultrasound in Medicine & Biology. 2019. Vol. 45, Iss. 2. P. 344–352. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2018.09.019.
25. Kayaardi S., Uyarcan M., Atmaca I., Yıldız D., Gürel D.B. Effect of non-thermal ultraviolet and ultrasound technologies on disinfection of meat preparation equipment in catering industry // Food Science and Technology International. 2024. Vol. 30. Iss. 3. P. 282–289. https://doi.org/10.1177/10820132221151097.
26. Лебедев Н.М., Грачев В.А., Плямина О.В., Лебедев О.Ю., Лукичёва Д.С., Доильницын В.А. [и др.]. Испытание комбинированного способа ультрафиолетового и ультразвукового обеззараживания сточных вод // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23, № 7. С. 26–30 https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-7-26-30. EDN: BMUVHC.
27. Климов В.А. Никифоров-Никишин Д.Л., Кочетков Н.И., Горбунов А.В. Изменение состава перифитона элементов фильтрации установок замкнутого водоснабжения при совместном воздействии УФ-излучения и ультразвука. // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2022. № 4. С. 113–122. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2022-4-113-122. EDN: CMNJQY.

Файлы:

• статья (скачать | просмотреть) - скачано 27 раз