Оцінка ефективності застосування електрофлотації для очищення нафтовмісних вод судноплавства

Автор(и)

  • Марта Борисівна Вознюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
  • Тетяна Олександрівна Шаблій Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2023.288252

Ключові слова:

нафтовмісні води, лляльні води, електрофлотація, суднові стічні води, електроліз, алюмінієвий анод, залізний анод

Анотація

В статті охарактеризовані проблеми утворення та очищення суднових нафтовмісних вод. Проведена оцінка ефективність застосування електрофлотації із використанням алюмінієвих та залізних анодів для вилучення нафти з воднонафтових емульсій, що відрізняються різною мінералізацією.

Електрофлотаційна обробка воднонафтових розчинів забезпечує 98,6–99,9 % видалення нафти із застосуванням алюмінієвих або залізних електродів при анодній щільності струму 1,65–7,39 А/дм2 для високомінералізованих вод та 0,07–0,50 А/дм2 для прісних вод.

Обробка води протягом перших 15 хвилин забезпечує різке зниження вмісту нафти зі 100 мг/дм3 до 1,31–2,52 мг/дм3 практично незалежно від типу металу аноду. Ефективність вилучення нафти з води, в основному, залежить від її мінералізації. В мінералізованій (солоній) воді процес очищення проходить ефективніше. В прісних водах вищу  ефективність очищення води забезпечує алюмінієвий анод, в порівнінні із залізним. Проте, в разі попередньої обробки залізного аноду розчином лугу з утворенням на ньому шару магнетиту, даний анод відзначається найбільшою ефективністю очищення для слабкосолоних вод, забезпечуючи ступінь очищення води на рівні 99,9 %.

Біографії авторів

Марта Борисівна Вознюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант кафедри екології та технології рослинних полімерів, інженерно-хімічного факультету Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Тетяна Олександрівна Шаблій, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор, професор кафедри екології та технології рослинних полімерів Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Посилання

Nugroho, T.F., Baheramsyah, A., Trikurnia, N.A. (2019), “Analysis of port-based discharge water treatment of ships, case Study: PT. TPS”, International Journal of Marine Engineering Innovation and Research, 3(4). pp. 141–147.

PT. TPS. (2017). Data Asset. Surabaya: PT. TPS

Dembovych, B. I., Yavorska, S. V. (2013), “Pollution of oceans by oil and oil products”, Proceedings of the VII International Scientific Conference. Dnipropetrovsk: Adverta. pp. 45–48. (In Ukrainian).

International convention for the prevention of pollution from ships, 1973 as modified by the Protocol of 1978, or “MARPOL 73/78”.

Resolution MEРC.60(33). Guidelines and specifi cations for pollution prevention equipment for machinery space bilges of ships. – London: IMO, 1992. – 132 p.

Resolution MEPC.107(49). Revised guidelines and specifi cations for pollution prevention equipment for machinery space bilges of ships. – London: IMO, 2003. – 25 p.

Resolution A.393(X). Recommendation on international performance and test specifi cations for oily-water separating equipment and oil content meters, – London: IMO, 1978. – 32 p.

Mysore, D., Viraraghavan, T., Jin, Y.C. (2017), “Oil/water separation technology-A review”, Journal of Residuals Science and Technology, 3. pp. 5–14.

Yong, Li, Zhaozhu, Zhang, Bo, Ge, Xuehu, Men, Qunji, Xue. (2017), “A versatile and efficient approach to separate both surfactant-stabilized water-in-oil and oil-in-water emulsions”, Separation and Purification Technology, 176. pp. 1–7.

Rana, M., Chen, J.T., Yang, S.D., Ma, P.C. (2016), “Biomimetic superoleophobicity of cotton fabrics for efficient oil-water separation”, Advanced Materials Interfaces, 3.

Kratochvil, M.J., Manna, U., Lynn, D.M. (2017), “Superhydrophobic polymer multilayers for the filtration- and absorption-based separation of oil/water mixtures”, Journal of Polymer Science, 55. pp. 3127–3136.

Ma, C., Liu, J., Zhou, T. (2015), “Study on characteristics of marine petroleum-degrading strains and their bioremediation utilization of carbon source spectrum”, Journal of Bionanoscience, 9. pp. 127–134.

Uma, V., Gandhimathi, R. (2018), “Organic removal and synthesis of biopolymer from synthetic oily bilge water using the novel mixed bacterial consortium”, Bioresource Technology, 273. pp. 169–176.

Vyrides, I., Drakou, E.M., Ioannou, S., Michael, F., Gatidou, G., Stasinakis, A.S. (2018), “Biodegradation of bilge water: Batch test under anaerobic and aerobic conditions and performance of three pilot aerobic Moving Bed Biofilm Reactors (MBBRs) at different filling fractions”, Journal of Environmental Management, 217. pp. 356–362.

Aswathy, P., Gandhimathi, R., Ramesh, S.T., Nidheesh, P.V. (2016), “Removal of organics from bilge water by batch electrocoagulation process”, Separation and Purification Technology, 159. pp. 108–11.

Karhu, M., Kuokkanen, V., Kuokkanen, T., Ramo, J. (2012), “Bench scale electrocoagulation studies of bio oil-in-water and synthetic oil-in-water emulsions”, Separation and Purification Technology, 96. pp. 296–305.

Cerqueira, A.A., Souza, P.S.A., Marques, M.R.C. (2014), “Effects of direct and alternating current on the treatment of oily water in an electroflocculation process”, Brazilian Journal of Chemical Engineering, 31. pp. 693–701.

Vozniuk, M., Shabliy, T., Gomelya, M., Sirenko, L., Sidorov, D. (2023), “Electrochemical purification of oil-Containing shipping waters”, Journal of Ecological Engineering, 24(7). pp. 246–253.

Nonato, T.C.M., Alves, A.A.A., Broock, W.F., Dalsasso, R.L., Sens M.L. (2017), “The optimization of the electroflotation process using DSA® electrodes for treating the simulated effluent of produced water from oil production”, Desalination and Water Treatment, 70. pp. 139–146.

Ulucan, K., Kurt, U. (2015), “Comparative study of electrochemical wastewater treatment processes for bilge water as oily wastewater: A kinetic approach”, Journal of Electroanalytical Chemistry, 747. pp. 104–111.

Gobbi, L.C.A., Nascimento, I.L., Muniz, E.P., Rocha, S.M.S., Porto, P.S. S. (2018), “Electrocoagulation with polarity switch for fast oil removal from oil in water emulsions”, Journal of Environmental Management, 23. pp. 119–125.

El-Ashtoukhy, E-S. Z., Fouad, Y.O. (2014), “Oil removal from oil-water emulsion by electrocoagulation in a cell with rotating cylinder anode”, Electrochemistry, 82, 11. pp. 974–978.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-09-30

Як цитувати

Вознюк, М. Б., & Шаблій, Т. О. (2023). Оцінка ефективності застосування електрофлотації для очищення нафтовмісних вод судноплавства. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (3), 74–84. https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2023.288252

Номер

№ 3 (2023)

Розділ

ЕКОЛОГІЯ ТА РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Марта Борисівна Вознюк, Тетяна Олександрівна Шаблій

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).