DSpace Collection:

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ У РАЗІ АВАРІЇ НА СУХОМУ СХОВИЩІ ВІДПРАЦЬОВАНОГО ЯДЕРНОГО ПАЛИВА, СПРИЧИНЕНОЇ ВОЄННИМИ ДІЯМИ

Mon, 01 Jun 2026 00:00:00 GMT

Title: ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ У РАЗІ АВАРІЇ НА СУХОМУ СХОВИЩІ ВІДПРАЦЬОВАНОГО ЯДЕРНОГО ПАЛИВА, СПРИЧИНЕНОЇ ВОЄННИМИ ДІЯМИ Authors: Краснов, Вячеслав Анатолыйович Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю – Технології захисту навколишнього середовища. Національний університет цивільного захисту України, Державна служба України з надзвичайних ситуацій, м. Черкаси, 2026. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-практичного завдання в галузі технології захисту навколишнього природного середовища, а саме розроблено методику управління екологічною безпекою у разі аварії на сухому сховищі відпрацьованого ядерного палива, спричиненої воєнними діями, на основі розподілу пошуково-вимірювального ресурсу за пріоритетними зонами контролю, результатів дистанційного та інструментального моніторингу, математичного моделювання поширення небезпечних чинників і оцінювання екологічного ризику як складових технології захисту навколишнього природного середовища.

Технології рекультивації земель місць знешкодження боєприпасів

Fri, 02 May 2025 00:00:00 GMT

Title: Технології рекультивації земель місць знешкодження боєприпасів Authors: Дідовець, Юрій Юрійович Abstract: Дідовець Ю. Ю. Технології рекультивації земель місць знешкодження боєприпасів – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю – Технології захисту навколишнього середовища – Національний університет цивільного захисту України, Державна служба України з надзвичайних ситуацій, Черкаси 2025. Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково практичного завдання в галузі технологій захисту навколишнього середовища, а саме підвищенню екологічної безпеки місць знешкодження та знищення боєприпасів шляхом розробки методики рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів. У вступі подано загальну характеристику дисертаційної роботи. Обґрунтована актуальність теми дисертації, сформульовано мету роботи та основні завдання дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами. Наведено дані про особистий внесок здобувача, апробацію роботи та публікації. У першому розділі «СУЧАСНИЙ СТАН ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ВІД НЕГАТИВНОГО ВПЛИВУ МІСЦЬ ЗНЕШКОДЖЕННЯ ТА ЗНИЩЕННЯ БОЄПРИПАСІВ» надано аналітичний огляд сучасного стану захисту навколишнього середовища від негативного впливу місць знешкодження та знищення боєприпасів. Виявлено особливості негативного впливу місць знешкодження та знищення боєприпасів на навколишнє природне середовище, зокрема, встановлено комплексний характер вказаного впливу на ґрунти земель місць знешкодження та знищення боєприпасів. Встановлено відсутність на сьогоднішній день єдиної технології рекультивації земель подібних об’єктів, яка б дозволила вирішити весь комплекс завдань із забезпечення техногенно-екологічної безпеки. Встановлено необхідність утилізації великих обсягів небезпечних біологічних відходів, що утворилися внаслідок обстрілів та руйнування тваринницьких комплексів на територіях, що постраждали від військової агресії. У другому розділі «МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ УПРАВЛІННЯ РІВНЕМ БЕЗПЕКИ ПРОЦЕСУ РЕКУЛЬТИВАЦІЇ ЗЕМЕЛЬ МІСЦЬ ЗНЕШКОДЖЕННЯ ТА ЗНИЩЕННЯ БОЄПРИПАСІВ» розроблено імітаційну модель системи управління безпекою рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів. Запропоновано розглядати необхідні для визначення рівня безпеки параметри місця знешкодження та знищення боєприпасів, які визначають параметри ризику вибуху, та показники якості довкілля, як відгуки на вплив чинників функціонування місця знешкодження та знищення боєприпасів. Критерії безпеки запропоновано визначати з використанням нормативного підходу за трьома напрямами: діючі чинники, параметри ризику вибуху та показники якості довкілля. Інтегральний критерій безпеки при цьому визначається як найбільше значення з усіх окремих критеріїв безпеки. Із застосуванням вказаного підходу розроблено вдосконалений критерій оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів. Визначено значущі показники критерію безпеки, а саме: ймовірність вибуху, величина надмірного тиску у повітряній ударній хвилі та рівень деградації земель місця знешкодження та знищення боєприпасів. Перевагою запропонованого критерію оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів є одночасне формалізоване представлення показників рівня небезпеки вибуху та якості довкілля, що у свою чергу забезпечує можливість використовувати його для оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації у імітаційних числових експериментах. Використання вдосконаленого критерію дозволяє формувати комплексну оцінку поточного стану місця знешкодження та знищення боєприпасів, а також прогнозувати його зміну в результатів реалізації заходів з рекультивації земель. Розроблено вдосконалений метод оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів, придатний не лише для довгострокового оцінювання, а й для оперативного управління безпекою подібних об’єктів, шляхом використання вдосконаленого критерію оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів було. Основною перевагою запропонованого методу у порівнянні з тими, що використовуються сьогодні, є урахування усього комплексу діючих факторів ризику вибуху та екологічної небезпеки, одночасно мінімізувавши кількість значущих показників якості довкілля. Завдяки цьому з’являється можливість зниження обсягів обчислень, необхідних для точного оцінювання набором нормативних критеріїв, а також спрощується процедура оцінювання без втрати точності. У третьому розділі «МЕТОДИКА РЕКУЛЬТИВАЦІЇ ЗЕМЕЛЬ МІСЦЬ ЗНЕШКОДЖЕННЯ ТА ЗНИЩЕННЯ БОЄПРИПАСІВ» розроблено методику рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів, яка включає в себе три етапи, а саме: Етап 1 – моніторинг земель місць знешкодження та знищення боєприпасів, який реалізований на основі безпілотної авіаційної системи моніторингу з використанням розроблених методу та критерію оцінювання рівня безпеки місць знешкодження та знищення боєприпасів; Етап 2 – розмінування земель місць знешкодження та знищення боєприпасів, який реалізується спеціалізованими піротехнічними підрозділами Державної служби України з надзвичайних ситуацій з використанням результатів моніторингу, проведеного на Етапі 1; Етап 3 – біологічне очищення земель місць знешкодження та знищення боєприпасів з використанням способу фіторемедіації. Розроблена вдосконалена методика дослідження забруднення ґрунту важкими металами в місцях вибухів, що дозволяє визначити наявність таких металів як Al, Cu, Fe, Mg, Ni та Zn у пробах ґрунту місця вибуху. Застосування еталонних спектрів поглинання досліджуваного зразка ґрунту та еталонних спектрів різних речовин з окремими смугами, не зачепленими іншими компонентами, дозволяє ідентифікувати склад складних хімічних сполук та окремі його специфічні компоненти. З використанням запропонованою методики встановлено, що такі метали як Mg, Ni та Zn демонструють стабільну присутність у ґрунті місця вибуху з невеликою кількістю. Натомість для таких металів, як Al, Cu та Fe, ми спостерігаємо різке зниження логарифмічного значення пропускання на глибині 10…15 см, що означає, що ці елементи накопичуються на цих глибинах ґрунту після вибухів. У четвертому розділі «РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ВПРОВАДЖЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДИСЕРТАЦІЙНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ» розроблено технологію рекультивації земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації, яка складається з чотирьох технологічних циклів, а саме: технологічного циклу моніторингу земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації; технологічного циклу розмінування земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації; технологічного циклу біологічного очищення земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації; технологічного циклу утилізації біологічних відходів, що утворилися внаслідок військової агресії російської федерації. Перші три цикли відповідають реалізації Етапів I-III розробленої у попередньому розділі методики рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів. Четвертий технологічний цикл є практичним вдосконаленням розробленої методики та застосовується для інтенсифікації зростання та розвитку рослин, що використовуються при фіторемедіації. Для реалізації моніторингу земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації розроблено спосіб виявлення осередків небезпеки під час рекультивації земель місця знешкодження та знищення боєприпасів, який захищено двома Патентами України на корисну модель. Розроблено мобільний комплект польових досліджень ґрунту, який дозволяє визначити експрес-методом характеристики якості ґрунту одночасно за показниками його родючості та вмістом основних забруднювачів, що надходять до нього внаслідок бойових дій. Отримані результати, в свою чергу, дають змогу визначити технологічні характеристики процесу рекультивації земель, що постраждали внаслідок бойових дій. Наукова новизна отриманих у роботі результатів полягає у наступному: 1. Вперше розроблено імітаційну математичну модель системи управління безпекою рекультивації земель місця знешкодження та знищення боєприпасів. Запропоновано розглядати необхідні для визначення рівня безпеки параметри місця знешкодження та знищення боєприпасів, які визначають параметри ризику вибуху, та показники якості довкілля, як відгуки на вплив чинників функціонування місця знешкодження та знищення боєприпасів. Критерії безпеки запропоновано визначати з використанням нормативного підходу за трьома напрямами: діючі чинники, параметри ризику вибуху та показники якості довкілля. Інтегральний критерій безпеки при цьому визначається як найбільше значення з усіх окремих критеріїв безпеки. 2. Удосконалено критерій оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів на основі використання нормативного підходу. Визначено значущі показники, а саме: ймовірність вибуху, величина надмірного тиску у повітряній ударній хвилі та рівень деградації земель місця знешкодження та знищення боєприпасів. Перевагою запропонованого критерію оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів є одночасне формалізоване представлення показників рівня небезпеки вибуху та якості довкілля, що у свою чергу забезпечує можливість використовувати його для оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації у імітаційних числових експериментах. 3. Удосконалено метод оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів шляхом використання вдосконаленого критерію оцінювання рівня безпеки процесу рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів. Основною перевагою запропонованого методу у порівнянні з тими, що використовуються сьогодні, є урахування усього комплексу діючих факторів ризику вибуху та екологічної небезпеки, одночасно мінімізувавши кількість значущих показників якості довкілля. Завдяки цьому з’являється можливість зниження обсягів обчислень, необхідних для точного оцінювання набором нормативних критеріїв, а також спрощується процедура оцінювання без втрати точності. 4. Вперше розроблено методику рекультивації земель місць знешкодження та знищення боєприпасів, яка включає в себе три етапи, а саме: Етап 1 – моніторинг земель місць знешкодження та знищення боєприпасів – реалізований на основі безпілотної авіаційної системи моніторингу з використанням розроблених методу та критерію оцінювання рівня безпеки місць знешкодження та знищення боєприпасів; Етап 2 – розмінування земель місць знешкодження та знищення боєприпасів – реалізується спеціалізованими піротехнічними підрозділами Державної служби України з надзвичайних ситуацій з використанням результатів моніторингу, проведеного на Етапі 1; Етап 3 – біологічне очищення земель місць знешкодження та знищення боєприпасів – з використанням способу фіторемедіації . Практичне значення отриманих результатів полягає у наступному: 1. Розроблено технологію рекультивації земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації, яка складається з чотирьох технологічних циклів, а саме: технологічного циклу моніторингу земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації; технологічного циклу розмінування земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації; технологічного циклу біологічного очищення земель сільськогосподарського призначення, що постраждали внаслідок військової агресії російської федерації; технологічного циклу утилізації біологічних відходів, що утворилися внаслідок військової агресії російської федерації. 2. Розроблено спосіб виявлення осередків небезпеки під час рекультивації земель місця знешкодження та знищення боєприпасів шляхом використання безпілотної авіаційної системи зі встановленими засобами ідентифікації залишків боєприпасів у місці їх знешкодження та знищення. 3. Розроблено мобільний комплект польових досліджень ґрунту, який дозволяє визначити експрес-методом характеристики якості ґрунту одночасно за показниками його родючості та вмістом основних забруднювачів, що надходять до нього внаслідок бойових дій. Отримані результати, в свою чергу, дають змогу визначити технологічні характеристики процесу рекультивації земель, що постраждали внаслідок бойових дій. Основні результати дослідження використовуються у практичній діяльності частини піротехнічних робіт та гуманітарного розмінування Аварійно-рятувального загону спеціального призначення Головного управління Державної служби України з надзвичайних ситуацій у Кіровоградській області (акт про використання від 08.11.2023 р.) та ТОВ «Агрофірма Софіївська» (с. Софіївка Компанівського району Кіровоградської області) (акт про впровадження від 21.12.2023 р.), а також у навчальному процесі Національного університету цивільного захисту України при підготовці здобувачів третього (освітньо-наукового) рівня вищої освіти за освітньою програмою «Техногенно-екологічна безпека» зі спеціальністю 183 «Технології захисту навколишнього середовища» (акт про впровадження від 08.12.2022 р.).

Підвищення екологічної безпеки процесу очистки стічних вод молокопереробних підприємств

Fri, 07 Jul 2023 00:00:00 GMT

Title: Підвищення екологічної безпеки процесу очистки стічних вод молокопереробних підприємств Authors: Макаров, Євген Олексійович Abstract: Макаров Є.О. Підвищення екологічної безпеки процесу очистки стічних вод молокопереробних підприємств. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 183 – Технології захисту навколишнього середовища – Національний університет цивільного захисту України, Державна служба України з надзвичайних ситуацій, Харків, 2023. Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково практичного завдання в галузі технологій захисту навколишнього середовища, а саме, підвищенню екологічної безпеки процесу очистки стічних вод молокопереробних підприємств шляхом встановлення колоїдно-хімічних закономірностей і раціональних хіміко-технологічних параметрів очищення хімічними та електрохімічними методами. У вступі подано загальну характеристику дисертаційної роботи. Обґрунтована актуальність теми дисертації, сформульовано мету роботи та основні завдання дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами. Наведено дані про особистий внесок здобувача, апробацію роботи та публікації. У першому розділі СУЧАСНІ ШЛЯХИ ПІДВИЩЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ПРОЦЕСІВ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД МОЛОКОПЕРЕРОБНИХ ПІДПРИЄМСТВ надано аналітичний огляд стану сучасної молокопереробної промисловості України. Визначені проблеми та перспективи розвитку галузі з урахуванням впливу воєнного стану, що був запроваджений після повномасштабного російського вторгнення. Встановлено, що вітчизняне виробництво молока та виробів з нього, не дивлячись на суттєві проблеми та навіть під час широкомасштабної війни, здатне не тільки вижити, а й повільно, але нарощувати об’єми виробництва та продажів. Тому перспективність молочної галузі України, як на внутрішньому ринку, так і на 3 ринку країн Європейського Союзу є безсумнівною. Показано, що при зростанні кількості і потужностей молокопереробних підприємств, збільшенні об’ємів готової продукції, зростатиме і кількість стічних вод, які за складом та властивостями є небезпечними для навколишнього середовища та потребують заходів для очищення і знешкодження. На основі аналізу наукової та патентної літератури вивчено хімічний склад, фізико-хімічні та санітарно-гігієнічні властивості стічних вод молокозаводів, встановлені шляхи потрапляння забруднювачів до стічних вод, визначені найбільш небезпечні компоненти, які, при безвідповідальному скиду у водні джерела, можуть призвести до негативних наслідків у навколишньому середовищі. Проаналізовано літературні джерела щодо методів очищення стічних вод молокопереробних підприємств. Визначені найбільш використовувані в схемах очистки комбінації хімічних, механічних, фізико-хімічних, електрохімічних та біологічних методів, які дозволяють знизити концентрацію найбільш небезпечних забруднювачів в цих водах – етеророзчинних речовин (ЕРР) – жирів, білків, інших органічних речовин до нормативних показників. Особливу увагу приділено електрохімічним методам, використання яких для очистки стічних вод молокозаводів є обґрунтованим та найбільш прийнятним з еколого економічної точки зору. Надано порівняльну характеристику електрохімічних методів, визначені переваги та недоліки. Встановлено, що найбільш перспективними, які дозволяють отримати найвищий ступінь очистки, є електрохімічні методи, а саме, електрокоагуляція. Спираючись на 12 принципів «зеленої хімії» та на принципи сталого розвитку, сформульовано основні напрями для підвищення екологічної безпеки електрохімічних методів очистки. У другому розділі МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ наведені матеріали та методи дослідження, які використовувались для досягнення мети та рішення основних завдань дисертаційної роботи. Надана хіміко-технологічна характеристика процесів утворення загального стоку, а також схем очистки стічних вод, яка складена на основі вивчення існуючих схем та споруд на молокопереробних підприємствах Сумської і Харківської областей. Описана 4 технологічна схема очистки стічних вод на ТОВ «Богодухівський молзавод» Харківської області, яка включає очистку механічним та хімічним (реагентним) методами. Встановлено, що існуюча схема не дозволяє отримати воду після очистки з показниками, які б надавали можливість скиду в системи централізованого водовідведення або на споруди біологічної очистки. Наведений опис лабораторних методів дослідження процесів хімічної та електрохімічної очистки стічних вод молокозаводів, а також лабораторні методики визначення хімічного складу, фізико-хімічних та санітарно-гігієнічних властивостей стічних вод. Наведені методи математичної обробки результатів експериментальних досліджень та основні прийоми, які використовувались для отримання максимально достовірних результатів. У третьому розділі ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД МОЛОКОПЕРЕРОБНОГО ПІДПРИЄМСТВА представлені дослідження умов та закономірностей утворення і формування стічних вод молокопереробного підприємства. Встановлено, що процес формування загального стоку відбувається у складних виробничих умовах, що включають раптові викиди сильно забруднених стоків з високою концентрацією основних забруднювачів, нестабільний об’єм вод, які утворюються в різних технологічних процесах, залежність об’єму і складу вод від сезону, виробничої зміни, часу доби тощо. Досліджено хімічний склад стічних вод за основними показниками, які регламентуються при викиді стоків у систему водовідведення та на споруди біологічної очистки. Визначено, що хімічний склад загального стоку молокопереробного підприємства не відповідає вимогам скиду. Норми суттєво перевищені по наступним показникам: ХСК – у 4–24 рази; концентрація ЕРР – у 8–26 разів; концентрація ортофосфат-іонів – у 10–15 разів; концентрація ЗР – у 4–10 разів. Показник реакції середовища рН стічних вод є кислим, а по нормам має бути нейтральним або слабко лужним. Порівняльна характеристика окремих виробництв свідчить про те, що найбільш забруднені стічні води утворюються в процесі виробництва масла (цех масла) і сиру (цех сиру). Меншими концентраціями забруднювачів характеризуються стічні води з відділення 5 приймання сировини та цеху плавлених сирів. Наведені результати дослідження процесів реагентних (хімічних) методів очистки, встановлені хіміко технологічні та колоїдно-хімічні закономірності, а також умови гідролізу солей металів FeSO4, Al2(SO4)3 і FeCl3 у стічних водах молокозаводів, за яких забезпечується достатньо високий ступінь очистки за ЕРР (85-87 %). Показаний взаємозв’язок між ефектом очистки, рН середовища, хімічною природою, механізмом гідролізу і концентрацією солей металів. Встановлено, що при очистці стічних вод молокозаводів від ЕРР реагентним (хімічним) методом найбільш ефективним є додавання FeCl3 в концентрації 150-200 мг/дм3 при рН середовища 9,5-10. При цьому утворюється найменша кількість шламу. Зазначається, що додавання солей металів має і негативні аспекти, а саме, вторинне забруднення стічних вод аніонами солей – хлорид- або сульфат-іонами. Показано, що використання методу реагентно-електрофлотаційної очистки стічних вод молокозаводів для видалення ЕРР та завислих речовин забезпечує необхідний ступінь очистки в області вивчених технологічних параметрів. Встановлено, що зниження концентрації ЕРР до 40 мг/дм3 (при гранично допустимій концентрації для стічних вод молокозаводів 50 мг/дм3) можливо тільки при високій тривалості електрофлотаційної обробки (20-30 хвилин), густини електричного струму (0,05 А/см2) і електричної напруги (26 В), що призводить до високих витрат електроенергії. Недоліком є утворення великої кількості флотошламу, який потребує спеціальної обробки та зневоднення, що збільшує експлуатаційні витрати. Встановлено, що комбінація реагентних (хімічних) методів очистки з електрофлотаційною обробкою не дозволяє отримати очищену стічну воду з достатнім ступенем очистки (за ЕРР цей показник не перевищує 88%). Тому застосування цієї комбінації методів можливо тільки для стічних вод, в яких вміст ЕРР не перевищує 400 мг/дм3. При вмісті ЕРР > 400 мг/дм3 у стічних водах такий метод не забезпечуватиме максимально допустимого вмісту ЕРР в очищеній воді 50 мг/дм3. Встановлено, що у випадку використання сталевих електродів процес електрокоагуляції стічних вод молокозаводів протікає в несприятливих технологічних умовах: дисперсна 6 фаза щільно налипає на електроди, відповідно, швидко зменшується корисна площа електродів, яка здатна регенерувати коагулянти – іони феруму тощо. У випадку алюмінієвих електродів оброблена вода та шлам мають суттєво кращі характеристики: шлам щільний, швидко осаджується та достатньо легко відділяється від освітленої частини стічних вод. Проведені дослідження хіміко технологічних та колоїдно-хімічних закономірностей електрохімічного одержання коагулянтів на основі алюмінію для електрокоагуляційного очищення стічних вод молокопереробних підприємств. Встановлено, що ефективність електрохімічного утворення та хімічна природа коагулянтів (гідроксидів металів, комплексних іонів) безпосередньо залежить від умов проведення процесу: рН середовища і хімічного складу стічних вод, густини електричного струму, тривалості проведення процесу електрокоагуляції. Вплив рН середовища та тривалості процесу електрокоагуляції досліджено у двох випадках реалізації технологічного процесу: при додаванні лужної добавки до і після проведення електрокоагуляційної очистки. У випадку реалізації першого випадку зроблені наступні висновки. При електрокоагуляції кислих та слабко кислих стічних вод (4 < рН < 6), тобто вод без лужної добавки, головним чином утворюється колоїдний розчин малорозчинних частинок молекулярної будови Al(OH)3, які здійснюють коагулюючу дію. При цьому більшою мірою реалізується адсорбційний механізм коагуляції та очистки стічної води. При електрокоагуляції нейтральних та слабко лужних стічних вод (9 > рН > 6) в якості коагулянтів виступають заряджені мономерні та полімерні комплексні іони алюмінію. Наявність електричного заряду забезпечує більш високий ступінь очистки стічних вод, оскільки при цьому реалізується змішаний механізм коагуляції: поряд з адсорбційною можлива електростатична коагулююча дія. Проведені експериментальні дослідження ефективності використання лугів різної хімічної природи та агрегатного стану в процесі електрокоагуляційної очистки стічних вод молокозаводів. Наведена порівняльна характеристика застосування натрію гідроксиду (у вигляді водного розчину) та кальцію оксиду (у вигляді порошку). Зазначається, що використання кальцію 7 оксиду є більш ефективним. При додаванні у стічну воду кальцію оксиду після електрокоагуляції до рН = 9,0-9,5 дозволяє підвищити ступінь очистки за всіма показниками та зменшити концентрацію ЕРР майже до нуля. Встановлено, що додавання кальцію оксиду після проведення електрокоагуляції є більш ефективним та дозволяє зменшити густину електричного струму з 50 А/м2 до 30 А/м2 (на 40%). При цьому ступінь очистки стічної води від ЕРР залишається достатньо високим (98-99%). Це забезпечує економію електроенергії та позитивно впливає на еколого-економічну оцінку технології. Встановлено, що для електрокоагуляційної очистки стічних вод молокозаводів оптимальними є наступні технологічні параметри: густина електричного струму 30-50 А/м2; тривалість електрокоагуляції 5-7 хвилин; концентрація лужної добавки СаО 0,5 г/дм3; рН води після підлужування кальцій оксидом 9,0-9,5. Встановлені закономірності впливу концентрації доданого СаО на рН стічної води та об’єм утвореного шламу після електрокоагуляції. Визначені математичні вирази цих залежностей, які мають поліноміальний характер. Доведено, що використання порошкоподібного кальцію оксиду в порівнянні із застосуванням розчину натрію гідроксиду дозволяє не тільки підвищити ступінь очистки стічної води, а й покращити фізико-хімічні властивості утвореного шламу. Проведені дослідження процесів освітлення очищених електрокоагуляцією стічних вод трьома способами: гідростатичним відстоюванням та додатково, напірною флотацією або центрифугуванням. Проведено дослідження кінетики відстоювання очищених стічних вод після електрокоагуляції та встановлені закономірності утворення і осадження шламу в залежності від концентрації добавок, що дозволяють прискорити процес ущільнення та покращити фізико хімічні властивості шламу – кальцію оксиду (СаО) та флокулянту поліакриламіду (ПАА). Встановлено, що використання напірної флотації є неефективним, адже, концентрація ЕРР в освітленій воді є більшою в 6-10 разів, ніж після гідростатичного відстоювання. Крім того, напірна флотація не дозволяє видаляти дрібнодисперсну завись. Зазначається, що тривалість центрифугування відстояної стічної води, за якої задовільно зневоднюється 8 шлам, складає 5 хвилин при факторі розділення 1200. Фугат (освітлена вода) містить 15-20 мг/дм3 завислих речовин та близько 20 мг/дм3 ЕРР. Використання більш високого фактору розділення не доцільно, оскільки потребує високих витрат електрики. Побудовано математичну модель осадження шламу, яка є системою із трьох нелінійних диференціальних рівнянь зі сталими коефіцієнтами. Застосування методу найменших квадратів дозволило визначити коефіцієнти рівнянь на основі експериментальних даних. Модель описує кінетику процесу осадження шламу в залежності від концентрації доданих реагентів. Показано, що лінії рівня об’єму шламу, як функції від кількості доданих реагентів, є прямими. Це означає, що рішенням задачі про вибір реагентів з мінімальною загальною вартістю, що забезпечують досягнення об’єму шламу не більше певного рівня, є вибір лише одного реагенту. Показано, що при поточних цінах на СаО і ПАА, економічно вигідним для освітлення є використання ПАА. У четвертому розділі РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТА ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ТЕХНОЛОГІЇ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД МОЛОКОПЕРЕРОБНОГО ПІДПРИЄМСТВА розроблені технологічна схема, технологічний режим, характеристика матеріальних потоків, розрахована еколого-економічна ефективність електрокоагуляційної технології очистки та надані рекомендації для ефективного впровадження технологічних рішень у виробництво. Надана порівняльна характеристика ефективності впровадження хімічного (реагентного) та електрокоагуляційного методів. Встановлено, що хімічний метод дозволяє отримати ефект очистки близько 85% за більшістю забруднювачів, але спричиняє вторинне забруднення внаслідок додавання коагулянтів. Впровадження електрокоагуляційного методу дозволяє очищати воду до концентрацій забруднювачів, значення яких близькі до ГДК. Встановлено раціональний технологічний режим електрокоагуляційної очистки, який забезпечує максимальний ефект очистки за показниками ХСК, БСК, ЕРР, сполук нітрогену, завислих речовин: рН = 4,0-6,5; густина електричного струму – 30-50 А/м2; тривалість електрообробки – 5-7 хвилин. За 9 такого режиму на 1 м3 стічної води витрачається 27-54 г алюмінію та 0,43-1,6 кВт∙год електроенергії. Розроблена технологічна схема очистки стічних вод, яка включає видалення грубодисперсних механічних домішок відстоюванням і фільтруванням, електрокоагуляційну очистку, відстоювання після додавання лужної добавки та флокулянту, зневоднення шламу і флотоконденсату центрифугуванням. Розрахований еколого-економічний ефект впровадження технологій очистки стічних вод молокозаводів. Показано, що еколого економічний ефект від запровадження хімічного методу очистки стічних вод становить 14 048,10 грн, а від запровадження електрокоагуляційного методу – 16 062,75 грн. Розроблені рекомендації по проектуванню очисних споруд та вибору обладнання для очистки найбільш забруднених стічних вод молокопереробного підприємства. Наукова новизна отриманих результатів. 1. Вперше встановлені колоїдно-хімічні закономірності електрохімічного одержання коагулянтів на основі алюмінію для електрокоагуляційного очищення стічних вод молокозаводів, а саме, що при електрокоагуляції кислих та слабко кислих стічних вод (4 < рН < 6) утворюється колоїдний розчин малорозчинних частинок молекулярної будови Al(OH)3, які здійснюють коагулюючу дію і при цьому реалізується адсорбційний механізм коагуляції; при електрокоагуляції нейтральних та слабко лужних стічних вод (9 > рН > 6) в якості коагулянтів виступають заряджені мономерні та полімерні комплексні іони алюмінію, що забезпечує більш високий ступінь очистки, оскільки при цьому реалізується змішаний механізм коагуляції: поряд з адсорбційною здійснюється електростатична коагулююча дія. 2. Вперше розроблено математичну модель осадження шламу, яка є системою із трьох нелінійних диференціальних рівнянь зі сталими коефіцієнтами, які було визначено на основі експериментальних даних з використанням методу найменших квадратів. Модель описує кінетику процесу осадження шламу в залежності від концентрації доданих реагентів – лужної добавки кальцію оксиду (СаО) та флокулянту поліакриламіду (ПАА). 3. 10 Удосконалено технологічну схему очистки висококонцентрованих стічних вод молокопереробного підприємства, яка включає видалення грубодисперсних механічних домішок відстоюванням і фільтруванням, електрокоагуляційну очистку, відстоювання після додавання лужної добавки та флокулянту, зневоднення шламу і флотоконденсату центрифугуванням. Впровадження удосконаленої схеми забезпечує високий ступінь очистки (98-99%) стічної води від жирів, білків та інших органічних етеророзчинних речовин (ЕРР), а також економію електроенергії. Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці раціонального технологічного режиму електрокоагуляційної очистки, який забезпечує максимальну ефективність очищення від забруднень за показниками ХСК, БСК, ЕРР, сполук нітрогену, завислих речовин. В результаті проведених досліджень встановлені наступні параметри технологічного режиму: рН = 4,0-6,5; густина електричного струму – 30-50 А/м2; тривалість електрообробки – 5-7 хвилин. За такого режиму для очищення 1 м3 стічної води витрачається 27-54 г алюмінію та 0,43-1,6 кВт∙год електроенергії. Надана характеристика матеріальних потоків процесу очистки, розраховано еколого-економічний ефект від впровадження технологій очистки стічних вод молокозаводів. Показано, що еколого-економічний ефект від запровадження хімічного методу очистки становить 14 048,10 грн, а від запровадження електрокоагуляційного методу – 16 062,75 грн. Розроблені рекомендації по проектуванню очисних споруд та вибору обладнання для очистки висококонцентрованих стічних вод молокопереробного підприємства. Результати досліджень впроваджені у виробництво на ТОВ «Богодухівський молзавод» Харківської області, у науково-дослідній установі «Український науково-дослідний інститут екологічних проблем» (УКРНДІЕП), а також у навчальний процес здобувачів вищої освіти спеціальності 183 «Технології захисту навколишнього середовища» Національного університету цивільного захисту України.