Search academic texts

Information × Registration Number 0825U001689, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 23-06-2025 popup.evolution o Title Reducing the negative impact of water softening systems on water bodies Author Kateryna Hordiienko, popup.head Iaroslav Radovenchyk popup.opponent Alina Dychko popup.opponent Gennadiy M. Kochetov popup.review Yuliia Nosachova popup.review Inna M. Trus Description Дисертаційна робота присвячена актуальній екологічній проблемі — забрудненню водних об’єктів відходами систем пом’якшення води, насамперед іонообмінних, які активно використовуються в побуті та промисловості. Незважаючи на високу ефективність цих систем, вони спричиняють утворення регенераційних розчинів, які містять іони натрію, кальцію, магнію та хлоридів. Потрапляючи у каналізаційні мережі або водойми, ці розчини призводять до вторинного солонцювання вод, підвищення мінералізації та зниження якості природних ресурсів. У зв’язку з тенденцією зростання використання мембранних технологій (зокрема, зворотного осмосу), що часто поєднуються з іонним обміном як попереднім етапом, масштаби проблеми лише збільшуватимуться. Саме тому виникає потреба в розробці екологічно безпечних та економічно обґрунтованих альтернатив і модифікацій існуючих технологій, зокрема для систем малої та середньої продуктивності. Мета дослідження полягає у виборі та модифікації реагентної технології пом’якшення води, яка б відповідала сучасним вимогам до екологічної безпеки, енергоефективності та ресурсозбереження. Основним завданням дисертації було дослідити технологічні варіанти пом’якшення, що дозволяють мінімізувати утворення відходів і підвищити ефективність очищення без шкоди для довкілля. У першому розділі дисертації розглянуто існуючі підходи до пом’якшення води: реагентні, іонообмінні, фізичні та електрохімічні. Обґрунтовується обмеження іонообмінних систем через необхідність утилізації регенераційних розчинів, а також підкреслюється слабка вивченість електрохімічних методів. Фізичні методи визнано недостатньо ефективними для питного водопостачання. Найбільш перспективними для побутового й офісного використання визначено реагентні методи. У другому розділі викладено методологію досліджень, перелік матеріалів і реагентів, методи моделювання та обробки даних. Для перевірки ефективності запропонованих підходів застосовувалися модельні розчини, які імітують природні джерела водопостачання. Третій розділ присвячено оцінці стану водних ресурсів в Україні та аналізу наявних технологій очищення води. Порівняно екологічну ефективність різних методів. Зазначено, що системи зворотного осмосу хоча й забезпечують високий рівень очищення, мають значний екологічний слід через високі витрати води та енергії. Іонообмінні технології займають проміжне положення, а реагентні системи, за умов правильної організації, можуть бути екологічно доцільними. У четвертому розділі проведено експериментальне дослідження традиційних реагентів. Встановлено, що найбільш ефективним у широкому діапазоні температур є фосфат натрію, зокрема в комбінації з дигідроортофосфатом натрію, що дозволяє підтримувати необхідний рівень рН. Також підібрано оптимальні дози флокулянтів для ефективного розділення твердої та рідкої фаз після обробки. Запропоновано розділити оброблену воду на два потоки — для побутового використання та для споживання, а також як підготовчий етап перед зворотним осмосом для питної води. П’ятий розділ містить розробку технологічної схеми пом’якшення води з урахуванням малих і середніх потужностей. Проведено математичне моделювання процесів, складено рівняння регресії, побудовано поверхні рішень для прогнозування ефективності залежно від складу вихідної води. Запропонована технологія дозволяє мінімізувати екологічне навантаження за рахунок зменшення кількості шкідливих відходів і раціонального використання ресурсів. Результати дослідження мають прикладне значення і можуть бути впроваджені у побутових, офісних та комунальних системах водопідготовки. Вони сприяють підвищенню екологічної безпеки, дозволяють зменшити обсяги забруднень та сприяють сталому використанню водних ресурсів. Registration Date 2025-05-14 popup.nrat_date 2025-05-14 Close