101 "Екологія"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/52149
Переглянути
3 результатів
Результати пошуку
Публікація Інтенсифікації очистки багатокомпонентних стоків машинобудівного підприємства задля підвищення рівня екологічної безпеки(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Босюк, Альона СергіївнаДисертаційну роботу виконано на кафедрі хімічної техніки та промислової екології Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Об’єктом дослідження є процеси очищення стічних вод машинобудівного підприємства від масляних емульсій, нафтопродуктів та завислих часток для підвищення їх екологічності. Предмет дослідження – методи та екологічні рішення з інтенсифікації очистки багатокомпонентних стічних вод машинобудівних підприємств. Дисертаційне дослідження присвячене вирішенню задач екологічної безпеки на виробництві машинобудівної галузі на основі інтенсифікації очистки багатокомпонентних стоків для вторинного використання очищеної води. Отримані результати сприяють розвитку ефективних та екологічно безпечних технологій управління стічними водами на машинобудівних підприємствах, розвитку концепції екологічного менеджменту щодо підвищення екологічної сталості та зменшення негативного впливу на довкілля. У вступі обґрунтовано вибір теми дослідження та наукову актуальність дисертаційної роботи, сформовано мету і задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок дисертаційного дослідження з науково-практичною роботою кафедри, сформовано наукову новизну та наведено практичне значення отриманих результатів. У першому розділі надається комплексний аналіз науково-технічної інформації, що стосується сучасних технологій очищення стічних вод на машинобудівних підприємствах. Визначено ключові фактори, які впливають на екологічний стан природного середовища внаслідок скиду стічних вод машинобудівної галузі, проведено аналіз існуючих методів очищення стічних вод з відзначенням їх ефективності та актуальності. В аналітичних матеріалах підкреслюється, що відпрацьована водна емульсія, забруднена нафтопродуктами, має значний негативний вплив на навколишнє середовище через високий вміст шкідливих речовин, становить небезпеку забруднення ґрунтів, водойм, загрозу порушення природного балансу і реалізації негативних наслідків для екосистем. За результатами наукових і практичних досліджень щодо підвищення рівня екологічної безпеки на машинобудівному підприємстві відзначено доцільним розвиток інноваційних екологічно ефективних технологій охорони навколишнього середовища. Показана перспективність використання передових технологій замкненої водооборотної системи, що дозволяє повторно використовувати очищену воду для внутрішніх потреб підприємства, таких як омивання обладнання та інших технологічних процесів. Це дасть можливість зменшити витрати водних ресурсів і обсяги стоків, реалізувати екологічно безпечне виробництво відповідно до вимог стандартів екологічного менеджменту. У другому розділі відзначені особливості складу стічних вод на машинобудівному підприємстві, проаналізовано методи відбору проб і методики дослідження їх характеристик, способи експериментального очищення в лабораторних умовах. Детально відзначені характеристики зразків реальних стічних вод з машинобудівного виробництва на рівні концентрацій основних забруднюючих речовин. Оцінка складу та властивостей стічних вод надана за результатами санітарно-хімічного аналізу. Експериментальні роботи з модельними зразками стічних вод проводилися на кафедрі хімічної техніки та промислової екології НТУ «ХПІ». Третій розділ присвячений результатам досліджень способів очищення стічних вод на машинобудівних підприємствах, аналізу закономірностей коагуляції та флокуляції модельних зразків. За результатами лабораторних експериментів з вивчення ефективності поєднання методів коагуляції та флокуляції були визначені розрахункові залежності для відзначення умов видалення забруднень з води. Отримані оцінки ефективності різних методів очищення стоків машинобудівного виробництва відповідно до рівня якості очищеної води. Це дозволило встановити оптимальні технологічні рішення щодо підвищення екологічної ефективності поводження зі скидами на машинобудівних підприємствах, можливості повторного використання очищеної води на виробництві. У четвертому розділі досліджені питання внесення пропозицій щодо інтенсифікації роботи системи екологічного менеджменту та управління на підприємстві на основі пропозицій з підвищення екологічної ефективності виробництва. Виокремлення можливостей екологічного розвитку здійснюється відповідно до результатів SWOT-аналізу, який дозволяє ідентифікувати сильні та слабкі сторони, можливості та загрози у контексті змін екологічної діяльності. У п’ятому розділі наведено науково-обґрунтовані рекомендації вибору технології обробки стічних вод машинобудівних підприємств для вторинного використання стічної води, що дозволяє зменшити витрати виробництва та навантаження на природні екосистеми від скидів. За висновками щодо ефективності дисертаційного дослідження відзначені такі наукові результати: 1) вперше науково обґрунтовано запровадження технології комплексного очищення стічних вод машинобудівних підприємств від багатокомпонентних забруднень на основі поєднання процесів коагуляції та флокуляції, що дозволило повторне використання очищеної води в технологічних процесах виробництва, і як результат отримати зменшення водоспоживання та підвищити екологічну ефективність підприємства; 2) вперше відзначені особливості перебігу процесу фізико-хімічного очищення багатокомпонентних стоків (емульсій, суспензій) машинобудівних підприємств від тонкодисперсних домішок при оптимізації кількості використаних коагулянту та флокулянту, що дозволило розробити науково-обґрунтовані рекомендації удосконалення технології обробки стічних вод; 3) удосконалено систему інтегрованої екологізації машинобудівного підприємства на основі екологічного менеджменту за рахунок впровадження перспективних технологій очищення стічних вод, що надає можливості отримання відповідності екологічним стандартам при зменшенні водоспоживання та збільшенні ефективності виробничих процесів; 4) отримали подальший розвиток теоретичні основи перебігу фізико-хімічних процесів агрегатоутворення при дестабілізації водно-шламових суспензій і водно-масляних емульсій під впливом поліелектролітів (іоногенних флокулянтів та коагулянтів), що дозволило рекомендувати засоби з інтенсифікації процесів очищення стічних вод з мінімальною витратою реагентів. Теоретичні та практичні результати дисертаційної роботи використовуються у навчальному процесі НТУ «ХПІ» при підготовці студентів спеціальностей 101 «Екологія». The dissertation was written at the Department of Chemical Techniques and and Industrial Ecology of the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" of the Ministry of Education and Science of Ukraine. The dissertation will be defended at the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2024. The object of the study is the processes of wastewater treatment of a machine-building enterprise from oil emulsions, oil products and suspended particles in order to improve their environmental friendliness. The subject of the study is methods and environmental solutions to intensify the treatment of multicomponent wastewater from machine-building enterprises. The dissertation research is devoted to solving the problems of environmental safety in the production of the machine-building industry on the basis of intensification of multicomponent wastewater treatment for the reuse of purified water. The results obtained contribute to the development of efficient and environmentally friendly wastewater management technologies at machine-building enterprises, the development of the concept of environmental management to improve environmental sustainability and reduce negative environmental impact. The introduction substantiates the choice of the research topic and the scientific relevance of the dissertation, formulates the goal and objectives, defines the object, subject and methods of the study, shows the connection of the dissertation research with the scientific and practical work of the department, forms the scientific novelty and provides the practical significance of the results. The first chapter provides a comprehensive analysis of scientific and technical information related to modern wastewater treatment technologies at machine-building enterprises. The key factors that affect the ecological state of the environment as a result of wastewater discharge from the machine-building industry are identified, and the existing methods of wastewater treatment are analyzed, noting their effectiveness and relevance. The analytical materials emphasize that the spent water emulsion contaminated with oil products has a significant negative impact on the environment due to the high content of harmful substances, poses a risk of soil and water pollution, threatens to disrupt the natural balance and cause negative consequences for ecosystems. Based on the results of scientific and practical research on improving the level of environmental safety at a machine-building enterprise, the author notes that it is advisable to develop innovative environmentally efficient environmental protection technologies. The article shows the prospects of using advanced technologies of a closed water recycling system, which allows reusing purified water for the internal needs of the enterprise, such as washing equipment and other technological processes. This will make it possible to reduce water consumption and wastewater volumes, and to implement environmentally friendly production in accordance with the requirements of environmental management standards. The second section describes the peculiarities of the composition of wastewater at an engineering enterprise, analyzes the methods of sampling and methods for studying their characteristics, and methods of experimental treatment in the laboratory. The characteristics of samples of real wastewater from machine-building production at the level of concentrations of the main pollutants are noted in detail. The composition and properties of wastewater are evaluated based on the results of sanitary and chemical analysis. Experimental work with model samples of wastewater was carried out at the Department of Chemical Engineering and Industrial Ecology of NTU “KhPI”. The third section is devoted to the results of research on wastewater treatment methods at machine-building enterprises, analysis of coagulation and flocculation patterns of model samples. Based on the results of laboratory experiments to study the effectiveness of combining coagulation and flocculation methods, calculation dependencies were determined to indicate the conditions for removing contaminants from water. Estimates of the effectiveness of various methods of wastewater treatment in machine-building production were obtained in accordance with the level of quality of treated water. This made it possible to establish optimal technological solutions to improve the environmental efficiency of wastewater management at machine-building enterprises and the possibility of reusing treated water in production. The fourth section investigates the issues of making proposals to intensify the work of the environmental management and control system at the enterprise on the basis of proposals to improve the environmental efficiency of production. The identification of environmental development opportunities is carried out in accordance with the results of the SWOT analysis, which allows identifying strengths and weaknesses, opportunities and threats in the context of changes in environmental activities. The fifth section provides scientifically based recommendations for choosing a wastewater treatment technology for machine-building enterprises for the secondary use of wastewater, which reduces production costs and the burden on natural ecosystems from discharges. According to the conclusions on the effectiveness of the dissertation research, the following scientific results were noted: 1) for the first time, the introduction of the technology of integrated wastewater treatment of machine-building enterprises from multicomponent pollution based on a combination of coagulation and flocculation processes was scientifically substantiated, which allowed the reuse of purified water in production processes, and as a result, to reduce water consumption and increase the environmental efficiency of the enterprise; 2) for the first time, the peculiarities of the process of physical and chemical treatment of multicomponent wastewater (emulsions, suspensions) from machine-building enterprises from fine impurities were noted while optimizing the amount of coagulant and flocculant used, which allowed developing scientifically based recommendations for improving wastewater treatment technology; 3) improved the system of integrated ecologization of the machine-building enterprise on the basis of environmental management through the introduction of advanced wastewater treatment technologies, which provides opportunities to meet environmental standards while reducing water consumption and increasing the efficiency of production processes; 4) the theoretical foundations of the course of physical and chemical processes of aggregate formation during the destabilization of water-sludge suspensions and water-oil emulsions under the influence of polyelectrolytes (ionic flocculants and coagulants) were further developed, which allowed us to recommend means for intensifying wastewater treatment processes with minimal reagent consumption. The theoretical and practical results of the dissertation are used in the educational process of NTU “KhPI” in the training of students majoring in 101 “Ecology”.Документ Підвищення екологічної безпеки харчових виробництв шляхом очищення та утилізації рідких відходів(Національний технічний інститут "Харківський політехнічний інститут", 2021) Гетта, Оксана СергіївнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 101 – «Екологія». – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2021. Дисертаційну роботу виконано на кафедрі Хімічної техніки та промислової екології Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України. Об’єктом дослідження є процеси очищення стічних вод харчових виробництв з порівнянням ефективності методів очищення стічних вод після миття картоплі для підвищення екологічної безпеки підприємств. Предмет дослідження – рішення питань екологічної безпеки при очищенні стічних вод харчових підприємств та розробці обґрунтованої схеми очищення стічних вод після миття овочевої продукції. Дисертаційне дослідження присвячене пошуку раціональних умов очищення стічних вод до норм водовідведення у міську каналізацію, а також пошук інноваційних екологічно безпечних рішень щодо вторинного їх використання на виробництві шляхом повторного їх використання із застосуванням фізико-хімічних методів коагуляції розчинних та завислих домішок, а також флокуляції дрібнодисперсних часток забруднень води з подальшим її освітленням. У вступі обґрунтовано наукову актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано наукову новизну та наведено практичне значення отриманих результатів. Перший розділ присвячено комплексному аналізу науково-технічної інформації щодо сучасних методів очистки, стічних вод харчових та підприємств. Визначено основні фактори впливу на навколишнє природне середовище стічних вод харчової промисловості. Проаналізовані сучасні методи очищення стічних вод. Виявлено, що складність очищення таких стічних вод обумовлена полідисперсним складом забруднень та поєднанням органічних, неорганічних розчинних і нерозчинних сполук, які утворюють стійкі колоїди та дисперсні системи. Встановлений перспективний метод підвищення екологічної безпеки підприємств харчової та переробної галузі є створення замкнених водооборотних схем та повторного використання очищеної води у виробництві, наприклад, для миття овочевої продукції. У другому розділі проаналізовано склад стічних вод, харчових виробництв, описані методи відбору проб та методики дослідження характеристик води та способів експериментальної їх очищення в лабораторних умовах. Описані характеристики зразків реальних стічних вод виробництва картопляних чипсів, в результаті аналізу були встановлені, основні забруднюючі речовини. Склад стічних вод і їх властивості оцінювались за результатами санітарно-хімічного аналізу. Було запропоновано методику експериментального дослідження по очищенню стічних вод озонуванням. Всі експериментальні роботи з модельними зразками стічних вод проводилися в лабораторії кафедри хімічної техніки та промислової екології НТУ «ХПІ» та також в лабораторії кафедри промислової та біомедичної електроніки. Третій розділ присвячений результатам досліджень способів очищення стічних вод після миття овочей та аналізу закономірностей коагуляції та флокуляції модельних зразків стічних вод. Визначені розрахункові залежності з отриманих результатів експерименту, які свідчать що концентрація озону впливає значно сильніше ніж час обробки, а також для менших концентрацій, що після 5 хвилин обробки починається різке зменшення показників загального мікробного числа. У четвертому розділі були встановлені закономірності очищення стічних виробництва картопляних чипсів. За отриманими аналітичними даними надані такі висновки: – проведено аналіз зразків стічних вод виробництва картопляних чипсів; – встановлені методи очистки, які дозволяють отримати прозору воду, придатну до повторного використання для миття картоплі; – визначено що для порушення стійкості дисперсної системи виявився коагулянт – сульфат алюмінію в кількості 250 мг/л. Для інтенсифікації осідання скоагульованих пластівців завислих часток підібрано неіоногенний флокулянт, який рекомендовано дозувати після введення коагулянту в кількості по 2,5 мл/л; – встановлено залежність зміни швидкості осадження флокул від кількості флокулянту; – проведено аналіз освітленої води, який свідчить про зниження концентрації завислих часток до 26 мг/л та зменшення ХСК та БСК5 до значень 262 мг/л та 176 мг/л відповідно; – запропоновано схему очищення стічної води після миття картоплі, яка складається з попереднього проціджування, реагентної обробки, освітлення води та зневоднення осаду. У п’ятому розділі наведено науково-обгрунтовані рекомендації вибору технології обробки стічних вод харчових виробництв задля зменшення негативного впливу на довкілля та вторинного використання стічної води. Запропонована екологічно безпечна технологічна схема очищення стічної води з можливістю її вторинного використання після миття плодоовочевої продукції. Запропоновано рекомендації щодо екологізації харчових виробництв.Документ Підвищення екологічної безпеки металургійних виробництв шляхом очищення, зневоднення та утилізації шламів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Брянкін, Олександр СерафимовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 101 – Екологія (10 – Природничі науки). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2021. Роботу виконано на кафедрі хімічної техніки та промислової екології Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України. Об’єктом дослідження є процеси очищення шламів мокрої газоочистки металургійного виробництва на основі флокуляції та седиментації завислих часток. Предмет досліджень – рішення питань екологічної безпеки при очищенні та зневодненні шламів металургійних підприємств на основі запропонованих методик пошуку оптимальних умов флокуляції і збереження міцності флокул при їх транспортуванні для агрегатоутворення твердої фази. Дисертаційне дослідження присвячене розв’язанню задач екобезпеки при пошуку оптимальних умов очищення та зневоднення тонкодисперсних шламів металургійних виробництв з використанням інноваційного рішення щодо процесу агрегатоутворення завислих часток шляхом флокуляції твердої фази. У вступі обґрунтовано наукову актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано наукову новизну та наведено практичне значення отриманих результатів. Перший розділ присвячено аналізу та систематизації наукових і статистичних даних, отриманих з джерел інформації, щодо впливу металургійного виробництва на екологічний стан навколишнього середовища, сучасних методів очищення стічних вод і шламів, процесів зневоднення та утилізації осадів підприємств металургійної галузі. Визначені основні тенденції з пошуку шляхів розв’язання задач екологічної безпеки на металургійних підприємствах відповідно до методів інтенсифікації процесу очищення стічних вод і шламів при використанні флокулянтів, для яких позначені оптимальні умови використання для підвищення рівня безпечності та екологічної якості на виробництві. На підставі аналізу обґрунтовано наукові задачі дисертаційного дослідження. У другому розділі наведено характеристику засобів та методів дослідження технологічних рішень для підвищення екологічної ефективності очищення шламів на основі флокуляції. Лабораторні досліди з вивчення флокуляції і особливостей змін швидкості осідання флокул, визначення гідродинамічного впливу на флокули, встановлення складу та властивостей речовин здійснювалось за допомогою об’ємних, вагових та фізико-хімічних методів дослідження за стандартними методиками. Експериментальні роботи з модельними шламами проводилися в лабораторії кафедри хімічної техніки та промислової екології НТУ "ХПІ" і відокремленій аналітичній лабораторії ТОВ "НТЦ "Екомаш". Третій розділ присвячений результатам експериментальних дослідів флокуляції тонкодисперсних шламів, проведених в лабораторних умовах з модельними суспензіями і в промислових умовах на реальних стічних водах металургійних виробництв на модулі очищення стічних вод. У розділі досліджені питання екологічної безпеки при отриманні металонаповнених композитів з використанням відходів металургійного виробництва. За експериментальними дослідами отримані такі результати: – досліджено вплив концентрації твердої фази модельних шламів мокрої очистки газу і витрати флокулянту на зміни величини швидкості осідання твердої фази і міцності флокул; флокуляція здійснюється найбільш ефективно, а саме для дослідженого виду шламу вона склала 8–12 г/л; – установлено, що зміни швидкості руху рідини додатково на і понад 1–1,5 м/с призводить до значного руйнування флокул, що є більш дієвим за тривалість перебігу процесу за висновками дослідження гідромеханічного впливу на агрегати, руйнуюча дія якого залежить від концентрації твердої фази, часу та інтенсивності перемішування сфлокульованого шламу; – виявлено, що вологість осаду та ефективність затримання твердої фази залежить від міцності флокул перед центрифугою; – встановлена залежність міцності флокул від параметрів агрегатоутврення (концентрації, витрати флокулянта та продуктивності) за результатами дослідження ефективності затримання твердої фази і зневоднення тонкодисперсних шламів металургійного підприємства на модулі очищення і зневоднення шламу; – визначені умови утилізації дрібнодисперсного пилу ливарних виробництв в якості наповнювача композитів холодного затвердіння за результатами дослідження впливу дисперсної твердої фази металевих відходів на міцність та експлуатаційні характеристики металонаповнених епоксидних композитів. У четвертому розділі подані результати статистичної обробки даних експериментів, математичного моделювання процесів очищення й зневоднення шламів та пошуку оптимальних значень параметрів утилізації з урахуванням вимог екологічної безпеки для металургійного виробництва. За отриманими аналітичними даними надані такі висновки: – установлені розрахункові залежності дозволяють визначати кількість флокулянту або швидкість осадження флокул при врахуванні інших чинників, вплив факторів агрегатоутворення на зміну швидкості осідання твердої фази і залишкову міцність флокул після гідродинамічного впливу; – визначені розрахункові залежності для промислового модуля надають можливість оперативно розрахувати концентрацію твердої фази в шламі, кількість флокулянту та швидкість осадження флокул до відстійника та після нього, на основі яких робиться заключення про досягнення певного рівня екологічної ефективності зневоднення осаду у центрифузі та відповідності вимогам екобезпеки при утилізації шламів; – прийнято за оптимальний екобезпечний вміст наповнювача для досліджуваних металонаповнених епоксидних композитів з використанням відходів у концентраційному інтервалі 45–60 % мас. У п’ятому розділі розроблено науково-обгрунтовані рекомендації щодо вибору оптимальних умов проведення процесу очищення та зневоднення шламів металургійних виробництв і надані такі результати. 1. Визначені мінімальні витрати флокулянту шляхом контролю залишкової швидкості осадження флокул перед зневоднюючим устаткуванням відповідно до запропонованих рекомендацій щодо вибору оптимальних технологічних параметрів очищення стічних вод після очищення газів у металургійному виробництві, методики підбору робочих параметрів устаткування, критерію міцності флокул. Встановлено за необхідне підтримувати постійною концентрацію твердої фази у стічній воді, що надходить на очищення, або регулювати витрати флокулянту залежно від концентрації твердої фази в шламі для досягнення необхідного критерію міцності флокул і потрібного рівня екологічної безпечності стічних вод. 2. Розроблена удосконалена схема технологічного рішення очищення стічних вод і зневоднення шламів з урахуванням можливості автоматичного управління процесами для досягнення певного рівня екологічної ефективності утилізації шламів.