Реєстраційний номер
0826U004640, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
02-09-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Денітрифікація та супутні технологічні процеси у біофільтрі для децентралізованої підготовки питної води
Здобувач
Борисов Іван Олександрович,
Керівник Гевод Віктор Сергійович
Опонент Іванченко Анна Володимирівна
Опонент Косогіна Ірина Володимирівна
Рецензент Бутиріна Тетяна Євгенівна
Рецензент Груздєва Олена Володимирівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Український державний університет науки і технологій
Опис
Борисов І. О. «Денітрифікація та супутні технологічні процеси у біофільтрі для децентралізованої підготовки питної води». – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису.
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 Хімічні технології та інженерія. – Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026.
Дисертаційну роботу виконано на кафедрі технології неорганічних речовин та екології Українського державного університету науки і технологій.
Дисертацію присвячено вирішенню проблеми створення ефективного, надійного, доступного водоочисного пристрою персонального використання для отримання якісної питної води із води джерел децентралізованого водоспоживання, що забруднені нітратами.
Актуальність роботи зумовлена потребою у дослідженні процесів і розробці відповідного устаткування для реалізації способу біологічно-фільтраційного зниження вмісту нітратів і супутніх домішок у воді з децентралізованих джерел приладом персонального використання типу point-of-use (POU) для запобігання ризикам громадського здоров’я шляхом забезпечення стійкої безпеки питної води.
Об’єкт дослідження – процеси комплексного очищення води від нітратів, сульфатів, солей жорсткості та її кондиціонування в локальній системі POU.
Предмет дослідження – закономірності паралельного протікання мікробіологічних (денітрифікація, сульфатредукція) і фізико-хімічних (пом’якшення, бульбашково-плівкова екстракція) процесів у біофільтрі POU та їх вплив на якість очищеної води.
У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету, задачі, об`єкт і предмет досліджень, висвітлено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено зв’язок роботи з іншими науковоми тематиками та приведено особистий внесок здобувача.
Перший розділ дисертації висвячує проблему забруднення природних вод нітратами, внаслідок порушення збалансованого природного циклу азоту і розкриває шляхи її вирішення для водо споживачів поза межами централізованого водопостачання.
У другому розділі детально описано конструкцію та принцип роботи розробленого лабораторного прототипу денітрифікуючого біофільтра. Апаратура має гібридну конфігурацію з поєднанням низхідного та висхідного потоків, що дозволяє формувати необхідні функціональні зони.
Третій розділ присвячено дослідженню роботи прототипу біофільтра та обґрунтуванню гідравлічного режиму витіснення. Доведено, що перехід від безперервного проточного режиму до порційного (витіснювального) подачі води є критично важливим для запобігання кольматації фільтрувального завантаження біомасою.
У четвертого розділі проведено детальне дослідження кінетики процесу денітрифікації. На основі математичного моделювання та аналізу експериментальних даних встановлено, що біологічне відновлення нітратів до молекулярного азоту в даній системі підпорядковується кінетиці першого порядку.
П'ятий розділ присвячено дослідженню процесу сульфатредукції, який активується в біофільтрі при надлишку органічного субстрату та наявності сульфатів у вихідній воді.
Шостий розділ містить результати дослідження процесу зниження кальцієвої жорсткості. Теоретично та експериментально обґрунтовано, що біологічні процеси в біофільтрі супроводжуються накопиченням гідрокарбонат-іонів та гідроксид-іонів.
Сьомий розділ присвячено дослідженню процесу освітлення води методом бульбашково-плівкової екстракції. Вперше у фільтрі POU реалізовано фінішне кондиціонування питної води цим методом.
Восьмий розділ описує розробку та дослідження гідродинамічного дозатора бактеріального живлення. Запропоновано інноваційний пристрій, який не потребує електроживлення та електронних компонентів, що забезпечує його надійність та доступність.
Запропонована технологія та конструкція денітрифікуючого біофільтра дозволяють створити ефективний, автономний та економічно вигідний пристрій для децентралізованого водоочищення, що вирішує проблему забруднення питної води нітратами в умовах відсутності централізованих мереж.
Ключові слова: підготовка питної води, якість води, денітрифікація, нітрати, екстракція, біомаса, добрива, розчинники, реакція виділення кисню, спротив корозії, зворотний осмос, іонний обмін, відновлення сульфатів, біофільтри для точки використання.
Дата реєстрації
2026-08-17
Додано/оновлено в НРАТ
2026-08-17 / 2026-09-08
