ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ОЧИЩЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ

Р. Ш. Маммадли, А. Дж. Алиева

Аннотация


Статья посвящена оптимизации фотокаталитического метода очищения земельных участков, загрязненных нефтью. Сформулирована и решена задача оптимизации очищения почвы, загрязненной полициклическими ароматическими углеводородами типа фенантрен. Принято, что кинетика процесса очищения соответствует уравнению кинетики псевдо первого рода модели Ленгмюра - Хинкельвуда. Установлено, что скорость процесса фотокатализа может быть изменена путем изменения содержание влаги в почве. На основе известного уравнения кинетики сформулирована задача по вычислению оптимального вида временной зависимости скорости фотокатализа, обеспечивающего максимальное количество очищенной почвы. Показано, что полученное при этом решение обеспечивает минимум целевого функционала. Для получения решения на максимум рассмотрена возможность применения известного метода линеаризационной оптимизации. На этой основе получено общее решение сформулированной оптимизационной задачи на максимум.

Ключевые слова


фотокатализ;загрязнение;оптимизация;кинетическая модель;нефть;почва;

Полный текст:

PDF

Литература


Bahnemann D.W., Bockelmann D., Goslich R., Hilgendorff K., Wichgrebe D. Photocatalytic Detoxification: Novel Catalytic, Mechanisms and Solar Applications // Photocatalytic Purification and treatment of Water and Air: In Book / Ed. by D.F. Ollis, H. Al-Ekabi. New York: Elsevier, 1993. P. 301-319.

Blake D.M. Bibliography of Work of the Photocatalytic Removal of Hazardous Compounds from Water and Air. Springfield, VA: National Technical Information Service, 1994. 80 p.

Bolton J.R. Solar Detoxification // Solar Energy. 1996. Vol. 56. P. 375-381.

Hamerski M., Grzechulska J., Morawski A.W. Photocatalytic Purification of Soil Contaminated with Oil Using Modified TiO2 Powders // Solar Energy. 1999. Vol. 66. No. 6. P. 395-399.

Silva M.J., Soares S.A.R., Santos I.D.F., Pepe I.M., Teixeira L.R., Pereira L.G., Silva L.B.A., Gelino J.J. Optimization of the Photocatalytic Degradation Process of Aromatic Organic Compounds Applied to Mangrove Sediment // Heliyon. 2020. Vol. 6. Issue 10. Article Number E05163. DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e05163.

Agyei-Tuffour B., Gbogho S., Dodoo-Arhin D., Damoah L.N.W., Efavi J.K., Abu Yaya., Nyanksan E. Photocatalytic Degradation of Fractionated Crude Oil: Potential Application in Oil Spill Remediation // Cogent Engineering. 2020. Vol. 7. Issue 1. Article Number 1744944. DOI: 10.1080/23311916.2020. 1744944.

Effendi A.J., Aminati T. Enhancing Bioremediation of Crude Oil Contaminated Soil by Combining with Photocatalytic Process Using TiO2 as Catalytic // International Journal of GEOMATE. 2019. Vol. 17. Issue 64. P. 100-107. DOI: 10.21660/2019.64.46068.

Tetteh E.K., Rathilal S., Naidoo D.B. Photocatalytic Degradation of Oily Waste and Phenol from a Local South Africa Oil Refinery Wastewater Using Response Methodology // Scientific Reports. 2020. Vol. 10. Article Number 8850. DOI: 10.1038/s41598-020-65480-5.

Shivaraju H.P., Muzakkira N., Shahmoradi B. Photocatalytic Treatment of Oil and Grease Spills in Wastewater Using Coated N-Doped TiO2 Polyscales Under Sunlight as an Alternative Driving Energy // International Journal of Environmental Science and Technology. 2016. Vol. 13. P. 2293-2302. DOI: 10.1007/s13762-016-1038-8.

Asadi M., Shayegan J., Alaie E. Photocatalytic Degradation of PAHs Conmtaminated Soil in South Pars Economic and Energy Zone with TiO2 Nanocatalyst // Iranian Journal of Chemical Engineering. 2007. Vol. 4. No. 1. P. 14-20.

Vione D., Minero C., Maurino V., Carlotti M.E., Picatonotto T., Pelizetti E. Degradation of Phenol and Benzoic Acid in the Presence of a TiO2-Based Heterogeneous Photocatalytic // Applied Catalysis B: Environmental. 2005. Vol. 58. Issue 1-2. P. 79-88. DOI: 10.1016/j.apcatb.2004.11.018.

Zhao X., Quan X., Zhao H. Different Effects of Humic Substance on Photodegradation of p,p,-DDT on Soil Surfaces in the Presence of TiO2 Under UV and Visible Light // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2004. Vol. 167. Issue 2-3. P. 177-183. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2004.05.003.

Асадов Х.Г., Абдуллаева С.Н., Тарвердиева У.Х. Метод линеаризационной оптимизации голономных информационно-измерительных и мехатронных систем // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2020. № 35. С. 169-183. DOI: 10.15593/2224-9397/2020.3.11.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2021-5-143-151

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 Р. Ш. Маммадли, А. Дж. Алиева

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© 2021 УГНТУ.
Все права защищены.