Search academic texts

Information × Registration Number 0825U000387, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 12-05-2023 popup.evolution o Title Environmentally safe utilisation of waste for energy purposes in environmental protection technologies Author Viktoriia Chubur, popup.head Yelizaveta Y. Chernysh popup.head Hynek Roubík popup.opponent Myroslav Malovanyi popup.opponent Olha Sahdieieva popup.review Iryna V. Vaskina popup.review Tetiana Kuzmina Description Дисертаційна робота присвячена розробленню технологічних рішень утилізації відходів в анаеробних системах отримання енергетичних ресурсів та корисних біопродуктів із зменшенням техногенного впливу на довкілля. Виконано аналіз техногенного впливу на екосистему під час поводження з відходами різного генезису. Проведена оцінка вибору інтегрованих процесів утилізації відходів для потреб зеленої енергетики на підставі вивчення складу, властивостей і методів їх обробки з розробкою експериментально-методичного комплексу реалізації процесів утилізації відходів в енергетичних цілях. Для реалізації експериментальних досліджень було розроблено кільках установок моделювання процесу інтенсифікації анаеробної конверсії органічних відходів з використанням фосфогіпсу під час електроферментації та з використанням ультразвукової попередньої обробки відходів. Встановлена оптимальна концентрація фосфогіпсу під час анаеробного зброджування кількох типів органічних відходів рослинного та тваринного походження, та була розроблена узагальнююча типологія органічних відходів, які можуть використовуватися для потреб зеленої енергетики. Досліджено вплив різних доз мінерального навантаження з відношеннями 5% та 15% добавки фосфогіпсу до маси сухої речовини рослинного субстрату на виробництво біогазу, вихід метану, якість і концентрацію елементів в дігестаті до та після процесу анаеробного зброджування. У комплексному біопрепараті на основі дігестату (органічного добрива) із фосфогіпсом порівняно з дігестатом без добавки були визначені значні збільшення концентрації калію, кальцію, кремнію, сірки та алюмінію, що дозволяє використання біопрепаратів на ґрунтах, що потребують відновлення родючості та біостимулювання розвитку корисної ґрунтової біоти. У процесі інтенсифікації електроферментації органічних відходів із фосфогіпсом як мінеральною добавкою визначено механізми компенсаторної дії на газо-рідинну та тверду фази зброджуваних відходів із зв'язуванням токсичних компонентів в біогазі та дігестаті. Науково та експериментально обгрунтовано, що біоелектрохімічні реакції дозволяють скоротити період стабілізації процесу виходу біогазу і збільшити кількість виділеного біометану. Загальний вихід біогазу з біореактора-електролізера збільшився на 30-35%, продуктивність на 28 добу становила 1525 мл, з яких 640,5 мл метану, порівняно із стандартними умовами на 28 добу вихід біогазу становив 50 мл (з яких 33,4 мл метан). Визначено оптимальний режим проведення електроферментації з постійним електричним струмом силою 20 А протягом 5 хвилин один раз на добу. При цьому вміст сірководню в біогазі з біореактора-електролізера значно нижчий, ніж при стандартних умовах анаеробного збородження. Так, в процесі електро ферментації з добавкою фосфогіпсу концентрація сірководню знизилася на 14-й день до 487 ppm, під час стандартних умов концентрація цієї шкідливої домішки становила понад 5000 ppm. Практична значущість роботи підтверджена результатами впровадженими в рамках спільного українсько-чеського науково-дослідного проєкту "Біоенергетичні інновації в рециклінгу відходів та раціональному використанні природних ресурсів" (2021-2022 рр.), а також у рамках проєкту "AgriSciences Platform for Scientific Enhancement of HEIs in Ukraine"(2020-2022). Розроблено практичні рекомендації щодо впровадження у виробництво технології отримання твердофазного продукту ферментації органо-мінерального добрива із анаеробного дигестату в поєднанні з фосфогіпсом, як відходом хімічного виробництва, проведеними на базі Сумського НДІ «МІНДІП» (підтверджено актом впровадження від 15 вересня 2022 року) у м. Суми та СП «ТЕХНОПОЛІС» (підтверджено актом впровадження від 1 жовтня 2022 року). Крім того, отримано патент на корисну модель (патент України №149860, 2021). Впроваджено в навчальний процес кафедри прикладної екології Сумського державного університету методичний підхід щодо реалізації концепції “зеленої” енергетики в процесах утилізації органічних відходів з отриманням біогазу та біокомпозитів, спосіб інтенсифікація виробництва біогазу в технологіях адаптації до змін клімату, для досягнення стабільного розвитку екосистеми в умовах високого рівня техногенного навантаження в навчальному процесі дисциплін «Техноекологія», «Біотехнології в промисловості» та «Інноваційні підхо ди до розроблення технологій захисту довкілля» (акт від 7 квітня 2022 року). Крім того, впроваджено у межах проекту "Біоенергетичні інновації в управлінні відходами: Європейський досвід впровадження циркулярної економіки" програми ЄС Еразмус+ Жан Моне (BIOINWASTE, № 101085172) в 2022. Також у межах спільного освітнього проекту "Екомайнінг: Development of Integrated Ph.D. Program for Sustainable Mining & Environmental Activities" під час досліджень технології утилізації відходів в енергетичних цілях в Технічному університеті "Bergakademie Freiberg" (Німеччина). Registration Date 2025-01-31 popup.nrat_date 2025-01-31 Close