Розроблено методи підтримки проектних рішень у процесі проектування технологічних схем промислового водоспоживання, а також математичну модель схеми водоспоживання на основі рішень матеріального балансу одиниць, що впливають на якісний склад води на підприємстві. Сформульовано сукупність критеріїв оптимізації схем водоспоживання та доведено ефективність критерію оптимізації, що передбачає мінімізіацію питомих фінансових втрат у процесі водоспоживання. Вперше запропоновано методологію технологічного проектування схем промислового водоспоживання, що включає концептуальний аналіз схеми водоспоживання та синтез оптимальної схеми з використанням математичної моделі схеми водоспоживання та техніко-економічного критерію оптимізації. Вперше у галузі проектування технологічних схем водного госпродарства запропоновано підхід, що базується на задачі математичного програмування до виконання графоаналітичного концепутального аналізу схем водоспоживання, водовідведення та водоочищення. На базі нових методологічних підходів розроблено алгоритмічне забезпечення для синтезу технологічних схем оптимального водоспоживання. Проведено випробування результатів наукового дослідження на промислових об'єктах. Здійснено впровадження рішень щодо оптимізації водного господарства у ВАТ "Фармак" (Київ), та хлібозаводі N 3 ВАТ "Житомирхліб" (Житомир). Обгрунтовано можливість використання на даних підприємствах повторно-багаторазового водоспоживання зі значним зменшенням обсягу скидання стічних вод до міської каналізаційної мережі. Математичні моделі й алгоритмічне забезпечення використано у наукових дослідженнях та навчальному процесі на кафедрі кібернетики хіміко-технологічних процесів Національного технічного університету України "Київський політехнічний університет" та на хімічному факультеті Жешувського технологічного університету (м.Жешув, Польща).

  Скачати повний текст

З метою створення нових очисних біотехнологій розроблено концепцію термодинамічного прогнозування взаємодії мікроорганізмів з металами періодичної системи елементів Д.І.Менделєєва, згідно з якою кожний метал є окисно-відновним та (або) стереохімічним аналогом певного "макроелементу", що сприяє неспецифічній взаємодії з металами неадаптованих до них мікроорганізмів. Концепцію підтверджено на підставі експериментальних досліджень стосовно 16-ти музейних культур, синтрофних асоціацій і змішаних мікробних угруповань, що складаються з декількох асоціацій з використанням різних металів і радіонуклідів. Уперше показано, що неспецифічне відновлення металів мікроорганізмами є розповсюдженим явищем, зумовленим термодинамічними властивостями бінарної редокс-системи: донорної (метаболічно активних мікроорганізмів) й акцепторної (окисленої форми металу). Розроблено теоретично та експериментально підтверджено узагальнену модель інтегральних механізмів акумуляції металів мікробними синтрофними асоціаціями та змішаними мікробними угрупованнями. Установлено можливість регуляції мікробного метаболізму, що дозволяє реалізувати будь-який з теоретично обгрунтованих оптимальних технологічних процесів очищення стічних вод металів і радіонуклідів. На базі теоретичних положень розроблено наукові засади універсальних мікробних природоохоронних технологій та створено два нових мікробних препарати: "Мікробний біокаталізатор" та "Змішані мікробні угруповання", призначені для очистки промислових стоків від токсичних металів, радіонуклідів і органічних забруднень.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості процесу очистки забруднених вод від радіонуклідів на прикладі U (VI) та важких металів реагентами баромембранними методами (комплексоутворення-ультрафільтрації та комплексоутворення-нанофільтрації). Визначено оптимальні умови, необхідні для ефективної очистки вод даними методами, зокрема встановлено тип мембрани, величину робочого тиску, співвідношення масових концентрацій поліетиленіміну та металу, pH. Виявлено, що методи комплексоутворення-ультра- та нанофільтрації можна застосовувати для очистки вод від окремих металів та від їх суміші. Показано ефективність застосування методу хімічної деструкції комплексів метал-поліетиленімін з метою регенерації поліетиленіміну.

  Скачати повний текст

Проаналізовано сучасний стан способів оцінки ефективності технології промислового водоочищення. Установлено основні недоліки сучасної системи екологічного нормування впливу господарської діяльності на стан водних екосистем. Розроблено методологію еколого-економічної оцінки ефективності технології промислового водоочищення, яку можна застосовувати для аналізу впровадженої технології очищення стічних вод та визначення оптимальної технології водочищення у період реконструкції чи становлення виробництва. Уперше запропоновано визначення екологічної ефективності цієї технології шляхом установлення асимілюючої здатності водних об'єктів за полютантами фізико-хімічного складу стоків підприємств. Розроблено методику еколого-економічної оцінки ефективності технології промислового водоочищення для підприємств ЦПП. Визначено екологічну й економічну ефективність даної технології для Київського картонно-паперового комбінату (ККПК). Показано низьку ефективність установлення норм ГДС згідно з чинним законодавством. Розроблено пропозиції стосовно підвищення ефективності водоочисних заходів, зокрема технічні рішення (удосконалення технології очищення) та економічні методи (систему екологічного оподаткування). За результатами проведених досліджень показано, що використання радіальних відстійників на локальних очисних спорудах не забезпечує ефективного освітлення стоків ЦПВ. Доведено, що застосування флотації та фільтрування для доочищення стоків ЦПВ забезпечує повторне використання води, зниження втрати волокнистої сировини, що призводить до зниження водоємності виробництва, об'єму стоків і зменшення навантаження на загальнозаводські очисні споруди. На підставі результатів дослідження фракційного складу скопу доведено, що середньоволокниста фракція є суттєвішою, яку можна повертати у виробництво, не погіршуючи паперотвірні властивості макулатури. За даними моделювання екологічного стану р.Дніпро внаслідок скиду ПСВ, результатів досліджень процесів флотації, фільтрування та зневоложення осадів розроблено принципову технологічну схему ресурсоощадної технології очищенням зворотних вод ЦПВ на локальних очисних спорудах ККПК, що дозволяє підвищити її екологічну ефективність і є найбільш оптимальною для модернізації типових локальних очисних споруд ЦПВ. Розглянуто основні шляхи вдосконалення екологічного оподаткування на скиди у водні об'єкти як чинника стимулювання до охорони та раціонального використання водних ресурсів.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності та механізм адсорбції йоногенних ПАР (хлориди алкіл- та діалкіламонію, алкілкарбоксилати калію) свіжоосадженим гідроксидом уранілу для пояснення та прогнозування ефективності проведення процесу вилучення урану із лужних розчинів у вигляді гідроксиду уранілу (осад І-го роду) методом осаджувальної флотації. Експериментально доведено можливість інтенсифікації процесу флотаційного вилучення сполук урану із розбавлених нітратних, сульфатних і карбонатних розчинів шляхом здійснення процесів флотоекстракції та флотації з носієм. Рекомендовано нові ефективні флотаційні реагенти - тонкоемульгований розчин триалкіламіну (ТАА) в уайт-спириті та тонкодиспергований твердий розчин ТАА в парафіні. Визначено оптимальні умови (pH середовища, витрата реагенту, час флотації, температура) вилучення сполук урану із розбавлених водних розчинів за допомогою запропонованих реагентів за відсутності та присутності електролітів різної природи. Запропоновано механізм взаємодії реагентів зі сполуками урану з врахуванням одночасного перебігу реакцій комплексоутворення та гідролізу, аналізу хімічного складу та колоїдно-хімічних властивостей реагентів. Розроблено новий спосіб вилучення сполук урану із розбавлених сульфатних розчинів методом флотації з носієм - тонкодиспергованим твердим розчином ТАА в уайт-спириті, який дозволяє знизити концентрацію урану в розчині, що очищується до межово припустимих норм з можливістю регенерації та повторного використання реагенту.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади для створення на промислових підприємствах комплексних маловідходних технологій очищення та повторного використання стічних вод, ефективного знешкодження рідких і твердих токсичних відходів, що утворюються в процесах очищення. Запропоновано нові підходи й інженерні рішення, що дозволяють одночасно утилізувати рідкі відходи різних галузей промисловості з отриманням корисних продуктів і повторним їх використанням в народному господарстві. Вивчено окремі аспекти іонообмінного вилучення важких металів з присутністю іонів жорсткості, особливості процесів сорбції з багатокомпонентних розчинів, можливість та ефективність використання в процесах очищення води різних типів іонітів. Розроблено ефективні та перспективні технології регенерації іонітів та утилізації регенераційних розчинів. Створено технологічні схеми видалення з води іонів важких металів, що забезпечують можливість формування локальних замкнутих систем водопостачання з регенерацією й утилізацією цінних компонентів. Розроблено технологію очищення стічних вод, що не можуть бути оброблені методами іонного обміну.

  Скачати повний текст

Розроблено й обгрунтовано критеріальний комплекс скиду промислових стічних вод у міську каналізацію. Наведено методику розрахунку допустимих концентрацій забруднень промислових стічних вод, що надходять у міську каналізаційну мережу, з використанням демпфірувальної здатності міської каналізації. Показано, що вимоги стосовно складу стічних вод промислових підприємств, які надходять у міську каналізацію, залежать від встановлених нормативів гранично допустимих скидань для очищення стічних вод, які надходять у водні об'єкти, а також від можливості утилізації осадів міських очисних споруд. Доведено, що усереднення складу промислових стічних вод за об'ємом і концентрацією забруднень і впровадження індивідуальних вимог до скидання стічних вод промислових підприємств забезпечує підвищення техногенної безпеки міст, зниження забруднення водних об'єктів, мінімізацію капітальних вкладень.

  Скачати повний текст

Розроблено способи екологічно безпечного модифікування неорганічних мікрофільних мембран забрудненнями, які містяться в стічних водах, для підвищення ефективності їх очистки. Вивчено основні фізико-хімічні закономірності процесів очистки води від іонів перехідних металів керамічними мебранами, модифікованими цими сполуками. Розроблено новий безреагентний елекромікрофільтраційний спосіб модифікування титанової трубчастої мембрани-катоду з розшатуванням анода ззовні трубки для очистки води від гідроксокомплексів перехідних металів. Визначено основні параметри такого процесу. Вивчено закономірності знезаражування води від ентеробактерій (S. marcercens і E. Coli) керамічними мембранами в результаті утворення на їх поверхні шару з самих культур. Запропоновано спосіб модифікування керамічних мембран електромікрофільтрацією для знезаражування води. Розроблено схеми маловідходних екологічно безпечних технологій очисти промивних вод гальванічного та фармацевтичного виробництв.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальне дослідження закономірностей адсорбції біорезистентних поверхнево-активних речовин (ПАР) активованим вугіллям різної пористої структури з метою обгрунтування ефективних методів вилучення ПАР з водних систем. Встановлено термодинамічні та дифузійні характеристики та проведено моделювання експериментальних результатів вилучення ПАР активним вугіллям (АВ) у рівновазі та кінетиці. Розглянуто особливості масопередачі ПАР з водних розчинів у ході адсорбції окремими зернами за умов максимальної турбулентності потоку й у нерухових шарах АВ у разі фільтрування. Доведено, що для досягнення ефективності та доцільності методу необхідно у ході організації динаміки адсорбції враховувати раціональну пористу структуру АВ та уповільнену кінетику вилучення масивних ПАР і розтягнутість зони масообміну. Показано, що у відсутності біоцидних реагентів адсорбційне вилучення резистентних ПАР шаром вуглецевого адсорбенту трансформується у біоадсорбційне. Проаналізовано можливості прогнозу результатів роботи шару АВ, на підставі даних ізотерм і кінетики адсорбції. Перевірено принципову можливість та ефективність екологічно безпечного мікробіологічного засобу відновлення адсорбційної ємності АВ від резистентних ПАР. Проаналізовано вплив на ефективність біорегенерації фізико-хімічних характеристик відпрацьованого АВ.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано та розроблено природоохоронні системи очистки та використання багатокомпонентних стічних вод з важкими металами, спрямовані на зниження рівня небезпечного впливу важких металів на навколишнє середовище шляхом додержання встановлених нормативів для довкілля, використання очищених стічних вод в оборотному водопостачанні підприємств, обмеження їх скиду у водні об'єкти. Розроблено математичну модель систем оборотного водопостачання. Встановлено вплив багатокомпонентності на ступінь вилучення важких металів зі стічних вод. Уточнено закономірності реагентної й електрохімічної зміни pH і Eh багатокомпонентних стічних вод з важкими металами. Розроблено технологію ступінчасто-дискретного введення реагентів і застосування електрохімічної обробки для регулювання pH і Eh. Обгрунтовано шляхи удосконалення роботи відстійників, флотаторів, фільтрів за умов багатокомпонентності стоків. Розроблено більш ефективні технологічні схеми очищення та повторного використання багатокомпонентних стічних вод з важкими металами підприємств різних галузей промисловості.

  Скачати повний текст

На підставі встановленої залежності між ефективністю флотаційної очистки та початковим розподілом розмірів частинок забруднень, одержано практично цінні залежності між основними технологічними параметрами процесу. Обгрунтовано доцільність застосування круглих у плані флотаційних камер вертикального типу з попереднім вилученням більших частинок короткотривалим відстоюванням, а також круглих у плані аеротенків-відстійників підвищеної гідравлічної висоти з поверхневою струминною аерацією. Встановлено характерні особливості процесу біологічної очистки стічних вод м'ясопереробних підприємств, що пройшли попередню флотаційну очистку, одержано емпіричні формули для визначення значення константи швидкості біохімічного окиснення забруднень стічних вод. Розроблено компактні металеві очисні споруди заводського виготовлення.

  Скачати повний текст

Розроблено та впроваджено процедури підтримки прийняття рішень під час проектування оптимальних схем очистки стічних вод промислових підприємств з розподіленими матеріальними потоками. Запропоновано методику синтезу оптимальних схем очистки стічних вод промислових підприємств. Пінч-аналіз, як важливу складову етапу синтезу, трансформовано в аналітичну форму шляхом виключення графічної частини даного методу. Наведено математичний опис узагальнених схем водоочистки з розподіленими потоками на підставі відображення технологічних зв'язків коефіцієнтами поділу водних потоків. Обгрунтовано доцільність використання адаптованого методу "покриття кластерів" для оптимізації структури узагальнених схем водоочистки на базі порівняльного аналізу методів умовної оптимізації. Запропоновано застосування математичних моделей процесів очистки з метою підвищення точності результатів структурної оптимізації та для врахування залежності ефективності очисних споруд від об'єму стічних вод і початкового вмісту забруднювальних речовин. Експериментально визначено залежність ефективності відстійного резервуару від об'єму стічних вод та початкового вмісту завислих речовин. Результати наукового дослідження використано під час розробки пропозицій щодо проектування та модернізації схем водоочистки промислових підприємств. Нові методики та алгоритми використано у наукових дослідженнях та навчальному процесі на кафедрі кібернетики хіміко-технологічних процесів НТУУ "КПІ" (Київ) і на кафедрі хімічної інженерії Жешувського технологічного університету (Жешув, Польща).

  Скачати повний текст

Розроблено технологію біологічної очистки та скиду зворотних вод "Водоскидний ківш" з комплексним використанням біоценозів біоставка та вищих водних рослин (ВВР) біоплато. Експериментально визначено ефективність очистки зворотних вод за основними санітарними показниками з урахуванням впливу зовнішніх факторів (освітлення, температури), та особливості експлуатації, що має наукове значення для подальшого використання комплексу біоставок - біоплато у галузі очистки зворотних вод. Розроблено математичну модель біологічної очистки зворотних вод у споруді "Водоскидний ківш" з урахуванням впливу зовнішніх факторів (освітлення та температури), запропоновано методи її інженерного розрахунку й обгрунтовано рекомендації щодо проектування та експлуатації.

  Скачати повний текст

Визначено вимоги до якості води в процесі переходу від відкритих до замкнених безстічних систем. Досліджено умови глибокого пом'якшення води реагентним методом у разі комбінованого використання гідроксоалюмінату натрію з вапном, лугом або содою. Показано, що за застосування цього методу можливе зниження жорсткості води за невисоких значень залишкової лужності води. На прикладі вилучення іонів міді з води показано, що з ефективним пом'якшенням води гідроксоалюмінат натрію забезпечує ефективне вилучення іонів важких металів з води. Показано, що отруєння іонітів сполуками заліза у процесах іонообмінного пом'якшення води відбувається внаслідок підвищення pH середовища за умов катіонування води. Розроблено схему іоннообмінного пом'якшення води, що забезпечує ефективне вилучення з неї іонів заліза, міді й інших важких металів. Вивчено процеси реагентної й електрохімічної переробки відпрацьованих регенераційних розчинів іоннообмінного пом'якшення та знесолення води. Розроблено маловідходні технології кондиціювання води для безстічних водоциркуляційних систем охолодження.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади стабілізації обробки води з метою забезпечення ресурсоощадження в промисловому водокористуванні. Створено нові реагенти, методи та технології стабілізаційної обробки води для забезпечення впровадження замкнутих систем охолодження в промисловості та енергетиці, запропоновано методи інтенсифікації процесів освітлення води у виробництвах паперу та картону, комплексну технологію очищення води, за яким є можливими повторне використання уловленого волокна, освітленої води, а також утилізація відходів. Знайдено умови ефективної гідрофобізації магнетиту та розроблено ефективний метод вилучення з води нафтопродуктів та створено іонообмінні технології очищення її від іонів важких металів, що дає змогу повторно використовувати воду у замкнутих циклах та сприяє поверненню цінних компонентів і багаторазовому використанню регенераційних розчинів. Модифіковано метод об'ємної коагуляції під час дезактивації води, розроблено новий метод та технологію дезактивації з використанням фероціанідно-полікатіонітних комплексів.

  Скачати повний текст

На основі досліджень умов утворення всіх різновидів стічних вод гальванічного виробництва, вивчення їх хімічного складу та фізико-хімічних властивостей установлено можливість використання хімічних речовин, що містяться у відпрацьованих миючих розчинах (ВМР), для очищення та знешкодження стічних вод, які утворюються у процесі нанесення гальванічних покриттів. Доведено, що одержані результати дають можливість удосконалити водне господарство гальванічних відділень і створюють передумови для припинення або суттєвого зменшення скидання даних вод. Удосконалено реагентний спосіб їх обробки, які утворюються у процесі нанесення гальванічних покриттів. Запропоновано використання хімічних компонентів, що міститься у ВМР. Зазначено, що це дозволило підвищити ефективність очищення та досягти значної економії дефіцитних реагентів, які традиційно використовуються для даних цілей. Експериментальним шляхом визначено співвідношення хімічних компонентів, що міститься у ВМР (поверхнево-активні речовини, карбонат, фосфат і триполіфосфат натрію), до шестивалентного хрому, а також оптимізовано склад означених речовин відносно їх впливу на процес очищення. Проведено дослідження на лабораторних установках оптичного способу вимірювання електрофоретичної швидкості руху та розміру частинок завислих речовин, величини їх електрокінетичного дзета-потенціалу у процесах електрофорезу та седиментації, що створює умови для регулювання процесу очищення та знешкодження стічних вод, а також підвищує ефективність.Розроблено алгоритм і програму комп'ютерного моделювання форми доплерівського сигналу процесу вимірювання та визначення ефективного розміру (наприклад, діаметра) частинок завислих речовин, їх електрофоретичної швидкості та електрокінетичного дзета-потенціалу методом лазерної доплерівської інтерферометрії.

  Скачати повний текст