Search academic texts

Registration Number

0524U000420, Doctoral dissertation

Status

Доктор технічних наук, 21.06.01, Екологічна безпека

Date

12-12-2024

popup.evolution

o

Title

Scientific and Methodological Principles of Phytoremediation Technologies of Wastewater to Improve Environmental Safety of Wastewater Infrastructure

Author

Lesia Pavliukh, Кандидат технічних наук

popup.opponent Serhii M. Chumachenko
popup.opponent Vasil G. Petruk
popup.opponent Hanna Trokhymenko

Description

Дисертацію присвячено вирішенню науково-прикладної проблеми підвищення екологічної безпеки інфраструктури водовідведення шляхом розроблення науково-методологічних засад екологічно безпечних технологій фіторемедіації муніципальних стічних вод в контексті повоєнної відбудови держави. У роботі проаналізовано сучасний стан та перспективи інноваційного розвитку методів та технологій поліпшення стану водного середовища. Виконане оцінювання концентрацій біогенних сполук у комунальних стічних водах. Обгрунтовано вибір теоретичних та експериментальних методів дослідження винзачення біогенних елементів у стоках. Досліджено метаболізм Ch. Vulgaris, Ch. Reinhardtii, O. Neglecta та E. Gracilis. За результатами проведених досліджень встановлено, що ефективність видалення нітритів (початкова концентрація 23 mg l−1), нітратів (початкова концентрація 9,3 mg l−1) та фосфатів (початкова концентрація 22,49 mg l−1) за участю Ch. Vulgaris складала; 82,6%; 78,55%; 30,9% відповідно. За результатами проведених досліджень встановлено, що ефективність видалення N-NH4+ з синтетичних стічних вод за участю Ch. reinhardtii складає 49-63%, водночас P-PO43– – 6-18 % (в залежності від вихідної концентрації поживних речовин). Отже, Ch. reinhardtii, перш за все, є перспективним видом мікроводоростей для видалення амонійного азоту зі стічних вод. Культура O. neglecta проявляла чутливість до надмірно високих концентрацій N-NH4+ (90-140 mg l−1) та P-PO43– (26-90 mg l−1). Проте, ця мікроводорість характеризується високими показниками функціональної активності, а також високою ефективністю видалення як амонійного азоту (60-61%), так і фосфору фосфатів (43-55%) при вихідних їхніх концентраціях 30-50 mg l−1 та 7-14 mg l−1 відповідно. Встановлено, що Euglena gracilis, характеризується резистентністю до високих концентрацій азоту та фосфору. Експериментально доведено здатність Euglena gracilis упродовж 7 діб практично повністю вилучати амонійний азот та фосфор фосфатів з досліджуваних стічних вод. Виконане математичне моделювання фіторемедіаційних процесів. Досліджено особливості використання математичних моделей взаємодії мікроводоростей з біогенними забрудненнями типу «хижак-жертва». Розроблено та апробовано математичні моделі взаємодії мікроводоростей з біогенними елементами та оцінено ефективність використання мікроводоростей у процесах фіторемедіації стічних вод. Виконаний аналіз сучасних підходів до організації комунальної інфраструктури на засадах екобезпечності та встановлено низку проблем, пов’язаних з неефективністю, зношеністю та застарілістю обладнання комунальних об’єктів. На основі критичного аналізу сучасних підходів організації комунальної інфраструктури розроблена модель відбудови водоочисних споруд на засадах екобезпеченості. Обґрунтована перспективність розвитку фіторемедіаційних технологій в контексті повоєнної відбудови держави. Проаналізовано різні конструкції фотобіореакторів та запропоновано власні для підвищення ефективності культивування біомаси з одночасним очищенням стічних вод, забруднених біогенними сполуками. Розроблено методологічні основи прийняття рішень при підготовленні організаційно-технічних заходів відновлення інфраструктури водовідведення в умовах післявоєнної відбудови країни на підставах екобезпечності. Сформовано систему цільових показників, на основі якої запропоновано організаційно-цільову модель та алгоритм впровадження організаційно-технічних заходів відбудови інфраструктури водовідведення. Розроблено організаційну модель впровадження методу фіторемедіації стічних вод у технологічний процес очищення в межах організації інфраструктури на засадах екобезпечності. Розроблено та запропоновано методику оцінювання перспективного рівня екологічної безпеки та перспективних результатів управління екологічною безпекою відновленої інфраструктури з використанням методів парних порівнянь та методів експертно-розрахункового оцінювання. Запропоновано модель стратегічного управління відновленням інфраструктури, що визначає порядок стратегічного планування відновлення, порядок оцінювання перспективного рівня екологічної безпеки відбудованих чи відновлених об’єктів, порядок управління екологічною безпекою відновленої інфраструктури.