Browsing by Author "Гумницький, Ярослав Михайлович"

Now showing 1 - 2 of 2

Екологічно безпечне адсорбційне очищення промислових стоків від іонів купруму та хрому
(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Миляник, Оксана Вікторівна; Гумницький, Ярослав Михайлович; Національний університет «Львівська політехніка»; Челядин, Любомир Іванович; Сакалова, Галина Володимирівна
Дисертаційна робота присвячена знешкодженню іонів важких металів у стічних водах промислових підприємств за допомогою природних цеолітів з метою забезпечення екологічної безпеки водних об’єктів. У роботі наведено характеристику природного цеоліту, подано його фізико-хімічні властивості, структуру кристалів цеоліту, сорбційні та іонообмінні властивості. Виконано фракційний розподіл та визначено усереднений діаметр зерен цеоліту. Наведено фізико-хімічні та токсикологічні характеристики двох металів: купруму та хрому. Визначено статичні активності та побудовано ізотерми адсорбції для іонів купруму та хрому за їх одинарної та сумісної присутності у розчині. Дослідження кінетики поглинання іонів Cu2+ дало змогу встановити, що механізм поглинання визначається зовнішньо- та внутрішньодифузійною областями. Досліджено динаміку адсорбції окремих компонентів розчину та двокомпонентної системи з іонами купруму та хрому на шарі адсорбенту різної висоти. Запропоновано принципову технологічну схему хроматографічного розділення двокомпонентної системи купрум – хром у водному розчині. Одержав подальший розвиток метод послідовної адсорбції з використанням заадсорбованого купрумом цеоліту для поглинання фосфорних сполук. The dissertation is devoted to the removal of heavy metal ions from wastewaters of industrial enterprises by means of natural zeolites in order to ensure the ecological safety of water bodies. In this paper, the characteristics of natural zeolite, given its physical and chemical properties, crystal structure of zeolite, ion exchange and sorption properties. Fractional division was done and the average diameter of the grains of zeolite was determined. Physicochemical and toxicological properties of two metals, copper and chromium are shown. Static activity was determined and adsorption isotherm for copper and chromium ions for their single and simultaneous presence in solution were built. The isotherm of sorption for the Сu2+ was described by the equation of the Langmuir isotherm. The obtained dependences indicate a high selectivity for copper ions in the region of low concentrations. According to the type of the curve, the isotherm for Cr6+ can be attributed to the isotherm S-like appearance, which belongs to the isotherm of type II, which indicates the continuation of adsorption after the formation of a monomolecular adsorption layer. By analyzing the results of the experimental studies on the coherent adsorption of copper and chromium ions, it has been established that the copper ions were significantly better absorbed by the sorbent compared to chromium ions. Study of adsorption kinetics of Cu2+ ions made it possible to establish the mechanism of sorption which determinates by the diffusion of Cu2+ ions to the surface of the zeolite grain (the external diffusion region) and the transport of ions inside the pores and channels (the internal diffusion region). By using the basic mass transfer equation, coefficients of mass transfer have been determined. The determination of effective coefficients of internal diffusion was based on the experimental results and a theoretical model based on the differential equation of molecular diffusion with boundary conditions of the first kind. The dynamics of adsorption for different heights of adsorbent layer for certain components of monpropellant solution and of two-component system wich containes copper and chromium ions was investigated. An approximated Thomas model has been used to describe the adsorption dynamics, by means of which the process in a short layer may be described using the exponential dependence. A fundamental technological scheme of chromatographic separation of the binary system which containes copper and chromium ions in aqueous solution was proposed. The method of sequential adsorption by application of copper-exchanged zeolite to adsorb of phosphate compounds got its further development.
Теоретичні основи сорбційних процесів на природних та синтетичних сорбентах
(Національний університет "Львівська політехніка", 2019) Сабадаш, Віра Василівна; Гумницький, Ярослав Михайлович; Національний університет «Львівська політехніка»; Ведь, Валерій Євгенович; Вітенько, Тетяна Миколаївна; Ляпощенко, Олександр Олександрович
Дисертаційна робота присвячена розробленню теоретичних основ адсорбційних процесів у системі тверде тіло-рідина. Дисертаційна робота присвячена вивченню механізмів та закономірностей процесів адсорбції за участю синтетичних та природних сорбентів з метою оптимізації хіміко-технологічних процесів та ресурсозбереження. Адсорбційні процеси є основою багатьох хіміко-технологічних та біологічних процесів на поверхні розділу фаз тверде тіло-рідина. Наведено характеристику природного цеоліту, подано його фізико-хімічні властивості, структуру кристалів цеоліту, сорбційні та іонообмінні властивості. Досліджено вплив гранулометричного складу сорбентів на їх статичну ємність. Встановлено вплив фізико-хімічних властивостей компонентів адсорбційної системи на пріоритетність вилучення її складових. Приведено результати дослідження сорбційної здатності природних та синтезованих сорбентів щодо органічних та неорганічних сполук у молекулярному та дисоційованому вигляді, розроблено методики аналітичного визначення складових багатокомпонентних сумішей. Подано результати експериментальних досліджень та теоретичних розрахунків кінетичних досліджень з метою визначення коефіцієнтів масовіддачі та ефективних коефіцієнтів внутрішньої дифузії. Розроблено математичні моделі для опису процесів адсорбції та іонного обміну в апараті колонного типу. Представлено порівняння експериментальних та обчислюваних даних для процесів сорбції одно та багатокомпонентних розчинів у апараті колонного типу. Представлено результати прикладного застосування адсорбційних процесів у хімічній промисловості. The dissertation is devoted to the development of theoretical foundations of adsorption processes in the system of ―solid-liquid‖. The dissertation is devoted to the study of mechanisms and patterns of adsorption processes involving synthetic and natural sorbents in order to optimize chemical and technological processes and resource conservation. Adsorption processes are the basis of many chemical-technological and biological processes on phase interface of ―solid-liquid‖. The characteristic of natural zeolite and its physical and chemical properties, structure of zeolite crystals, sorption and ion-exchange properties were given. The fractional distribution of natural zeolite has been fulfilled and a distribution function was presented, on the basis of which the average diameter of zeolite grains was determined. The physical-chemical characteristics of two types of heavy metals ions: copper and chromium were given. Their toxicological characteristics, which determine the need for sewage treatment from these components, were described. The maximum permissible concentrations of cuprum and chromium in purified water were given. The static activity of natural zeolite with respect to components of inorganic and organic composition was determined. The statics of adsorption processes were mathematically described by the equations of the Langmuir, Freundlich, and BET isotherms. The kinetic dependences and coefficients of mass deducing and effective coefficients of internal diffusion, which allow determining the time of the adsorption process, were obtained. The methods of determining the sorption ability of natural and synthesized sorbents for organic and inorganic compounds in molecular and dissociation form, methods of analytical determination of components of multi-component mixtures were given. Methods of conducting kinetic researches are presented in order to determine the coefficients of mass return and effective coefficients of internal diffusion. The mathematical models for describing adsorption and ion exchange processes in a column type apparatus are developed. Technological solutions for separating of bicomponent solutions containing of cuprum and chromium ions were presented. The variants of solution the problems of proteins macromolecules extraction from the aqueous medium that interfere with the adsorption of proteins by creating a diffusion resistance on the surface of the sorbent grain were solved. The methods of ultrahigh-frequency radiation application for denaturising of proteins were presented. These methods allow them to be removed from the water dispersion. The mathematical model of the process was developed and a mathematical solution was obtained for calculating the time and temperature of heating the dispersion of the protein. The temperature of the heating of a body of arbitrary shape at the time τ after the influence of microwave radiation was calculated. Диссертация посвящена разработке теоретических основ адсорбционных процессов в системе твердое тело-жидкость. Диссертационная работа посвящена изучению механизмов и закономерностей процессов адсорбции с участием синтетических и природных сорбентов с целью оптимизации химико-технологических процессов и ресурсосбережения. Адсорбционные процессы являются основой многих химико-технологических и биологических процессов на поверхности раздела фаз твердое тело-жидкость. Приведена характеристика природного цеолита, представлены его физико-химические свойства, структуру кристаллов цеолита, сорбционные и ионообменные свойства. Исследовано влияние гранулометрического состава сорбентов на их статическую емкость. Установлено влияние физико-химических свойств компонентов адсорбционной системы приоритетность изъятия ее составляющих. Приведены результаты исследования сорбционной способности природных и синтезированных сорбентов относительно органических и неорганических соединениях в молекулярном и диссоциированном виде. Разработаны методики аналитического определения составляющих многокомпонентных смесей. Представлены результаты экспериментальных исследований и теоретических расчетов кинетических исследований с целью определения коэффициентов массоотдачи и эффективных коэффициентов внутренней диффузии. Разработаны математические модели для описания процессов ионного и обмена адсорбции в аппарате колонного типа. Представлены сравнения экспериментальных и вычислительных данных для процессов сорбции одно и многокомпонентных растворов в аппарате колонного типа. Представлены результаты прикладного применения адсорбционных процессов в химической промышленности.