Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
4 results
Search Results
Item Екологічно безпечні технології біологічної рекультивації із використанням осадів стічних вод(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Шквірко, Оксана Михайлівна; Мальований, Мирослав Степанович; Національний університет "Львівська політехніка"; Архипова, Людмила Миколаївна; Крусір, Г. В.Item Забезпечення екологічної безпеки в зоні впливу діяльності птахоферм(Національний університет "Львівська політехніка", 2019) Канда, Марія Іванівна; Мальований, Мирослав Степанович; Національний університет «Львівська політехніка»; Пляцук, Леонід Дмитрович; Леськів, Галина ЗіновіївнаВ дисертаційному дослідженні розв’язане актуальне науково-практичне завдання в зоні впливу птахоферм шляхом додавання у підстилку суміші природних дисперсних сорбентів. Використання отриманого в результаті цього органо-мінерального добрива є одним із шляхів забезпечення екологічно безпечної та ресурсозберігаючої технології вирощування сільськогосподарських культур. Проведена ідентифікація джерел екологічної небезпеки в зоні впливу птахофабрик України та проведена оцінка ступеня зменшення екологічної небезпеки від забруднення довкілля сполуками амонію у разі внесення в підстилку суміщі природних сорбентів. Експериментально та теоретично досліджені процеси сорбції аміаку природними сорбентами із посліду птахів та технологічні аспекти отримання органо-мінерального гранульованого добрива. Для встановлення оптимальних умов проведення процесу сорбції аміаку визначалась залежність процесу від розміру зерна сорбенту, температурних умов, тривалості контакту фаз, типу структури мінерального сорбенту, оптимальної пропорції компонентів досліджуваної композиції. запропонована принципова технологічна схема виготовлення органо - мінерального добрива на основі курячого посліду та обґрунтовані параметри технологічного режиму його виготовлення. Встановлений вплив досліджуваної композиції на зміну рН та концентрації основних елементів живлення рослин в залежності від типу ґрунту. Проведені дослідно-промислові випробування технології застосування та агрохімічні випробування отриманого органо-мінерального добрива. The dissertation research provides a solution for the topical scientific and practical problem in the area of impact of poultry farms by adding a mixture of natural dispersive sorbents to litter. Application of organic-mineral fertilizer obtained as a result is one of the ways to ensure environment-friendly and resourse-saving process of cultivation of agricultural crops. The paper identifies the sources of environmental hazard in the area of impact of poultry farms in Ukraine and evalulates the reduction of environmental hazard of polution with ammonium compounds as a result of application of mixed natural sorbents to litter. The processes of ammonia sorbtion from poultry droppings by natural sorbents and technological aspects of production of organic-mineral granular fertilizer have been studied both experimentally and theoretically. In order to find the optimal conditions for ammonia sorbtion, we determined dependence of the process on the size of a sorbent grain, temperature conditions, phase contact duration, a structural type of mineral sorbent, and the optimal proportion of components of the study composition. We presented a process flow diagram for production of organic-mineral fertilizer on the basis of chicken manure, and substantiated the parameters of technological process of its production. We determined influence of the study composition on change of pH and the concentration of primary plant nutrition elements depending on a soil type. Also, we conducted research-commercial tests of the application technology and agrochemical tests of the obtained organic-mineral fertiliser. В диссертационном исследовании решена актуальная научно-практическая задача: уменьшение уровня экологической опасности в зоне влияния птицеферм путем добавления в подстилку смеси природных дисперсных сорбентов. Использование полученного в результате этого органо-минерального удобрения является одним из путей обеспечения экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Проведена идентификация источников опасности в зоне влияния птицефабрик Украины. Установлено, что определяющим источником опасности являются птичники - места образования птичьего помета, который является источником выделения загрязнений в атмосферу, гидросферу и в грунты. Расчетами установлено, что внесение в состав подстилки сорбентов с соотношением смеси палыгорскит + клиноптилолит (1: 1) и куриного помета с подстилкой с соотнгошением 1: 5 позволяет адсорбировать 84% всего выделенного пометом птиц аммиака, то есть в случае введения в состав подстилки адсорбентов в установленном оптимальном соотношении количество аммиака, который попадает в вентиляционную систему, уменьшается в 6,3 раз. Для определения оптимальных условий реализации процесса адсорбции аммиака с помета птиц экспериментально устанавливался оптимальный размер зерна сорбента, исследовалась кинетика процесса адсорбции аммиака, определялся влияние температуры воздушной среды на адсорбцию аммиака, устанавливалась зависимость сорбции от типа структуры минерального сорбента, определялось оптимальное соотношение смеси природных дисперсных сорбентов и куриного помета. Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что наиболее высокую емкость продемонстрировала композиция из смеси клиноптилолита и палыгорскита в пропорции 1: 1. Анализ результатов проведенных экспериментов свидетельствуют, что с целью предупреждения потерь аммиака сушки следует проводить при минимальных значений температур сушки - (20÷25) 0С. При такой температуре сушки в фильтрационном режиме относительная влажность гранул органо-минерального удобрения составит ≈ 30%, а содержание азота аммонийного - 0,86%. На основе анализа данных исследований предложена принципиальная технологическая схема изготовления органо-минерального удобрения на основе куриного помета. Исследовано влияние композиции куриного помета и смеси природных сорбентов на изменение рН почвы. Во всех образцах установлено незначительное смещение уровня рН почвенного раствора в сторону нейтральности (в среднем на 0,6 единицы показателя рН), то есть снижения кислотности почвенной среды. Наиболее благоприятна для растений слабокислая и слабощелочная реакция почвенного раствора находится в пределах pH = 6 - 7,5. Определялся влияние композиции на изменение концентрации аммонийного азота в почве и на изменение концентрации фосфора, кальция, калия и марганца в зависимости от типа почвы. Установлено, что содержание фосфора с внесением смеси сорбента и помета увеличивается для всех типов почв. Содержание калия, кальция и марганца для серого типа почвы остается практически неизменной, но для дерново-подзолистого типа почвы содержание калия снижается, концентрация кальция возрастает, а марганца почти не меняется. Установлено, что предложенная композиция является эффективным органическим удобрением пролонгированного действия. По данным однолетних полевых агроэкологических исследований, внесение органо-минеральных удобрений на урожайность райграса многоукосного сорта «Жайвир» достоверно влияет на выход семян с единицы площади. Отмечено также тенденцию к росту сходства полученного семян и массы 1000 семян.Item Інтегрований процес адсорбції іонів амонію природними дисперсними сорбентами(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Чорномаз, Наталія ЮріївнаДисертаційна робота присвячена встановленню теоретичних залежностей та кінетичних закономірностей інтегрованого процесу адсорбції іонів амонію із стоків природними дисперсними сорбентами. Встановлено, що сорбція іонів амонію природними сорбентами є складним процесом, який реалізується одночасно за декількома механізмами, але основним є механізм іонного обміну. Проведено ідентифікацію експериментально отриманих ізотерм відомим теоретичним моделям. Встановлено теоретичні залежності для прогнозування зміни середньої концентрації забрудника в розчині та в зерні сорбенту в процесі сорбції, розроблені методики визначення констант рівноваги іонного обміну із використанням експериментальних даних кінетики адсорбції та встановлено значення цих констант для різних співвідношень “сорбент – амонійвмісні стоки”. Досліджено стадію відділення відпрацьованого сорбенту після реалізації процесу адсорбції іонів амонію природними сорбентами. Розроблено принципову технологічну схему процесу, яку успішно апробовано в лабораторно-промислових умовах. Диссертационная работа посвящена установлению теоретических зависимостей и кинетических закономерностей интегрированного процесса адсорбции ионов аммония из стоков природными дисперсными сорбентами. Доказано перспективность применения природных дисперсных сорбентов (цеолиты, палигорскиты, глаукониты) для очистки аммонийсодержащих стоков. Установлено, что сорбция ионов аммония природными сорбентами является сложным процессом, который реализуется одновременно за несколькими механизмами, но преимущественно – за механизмом ионного обмена. Проведено идентификацию экспериментально полученных изотерм известным теоретическим моделям. Установлено, что при использовании для очистки стоков природного цеолита и глауконита экспериментальные изотермы описаны прямолинейным участком изотермы Ленгмюра (изотермой Генри), а в случаи применения для очистки палигорскита наиболее корректно описывает процесс изотерма Ленгмюра. Путем идентификации данных экспериментов этим моделям рассчитаны численные значения констант изотерм. Установлено теоретические зависимости для прогнозирования изменения средней концентрации загрязнителя в растворе и в зерне сорбента в процессе сорбции, разработано методики определения констант равновесия ионного обмена с использованием экспериментальных данных кинетики адсорбции и установлено численные значения этих констант для различных соотношений “сорбент – аммонийные стоки”. Полученные теоретические зависимости и рассчитанные с использованием данных экспериментов кинетические константы использованы для прогнозирования реальных процессов очистки аммонийсодержащих стоков с использованием природных дисперсных сорбентов. Исследована стадия отделения отработанного сорбента после реализации процесса адсорбции ионов аммония природными сорбентами. На основании анализа проведенных исследований выбран оптимальный метод отделения отработанного сорбента – разделение суспензии “очищенные аммонийсодержащие стоки – отработанный сорбент” под действием силы тяжести. Установлено, что применять ультразвук для самостоятельной интенсификации процессов осаждения частиц сорбента в очищенных стоках нецелесообразно по причине значительного возрастания энергетических затрат. Разработан алгоритм оптимизации интегрированного процесса очистки стоков от ионов аммония, использование которого позволит выбрать оптимальные параметры реализации интегрированного процесса при условии заданной его продолжительности и необходимой степени очистки стоков. Разработана принципиальная технологическая схема процесса, которая успешно апробирована в лабораторно-промышленных условиях. Рекомендации по промышленному внедрению процесса переданы для использования при проектировании промышленных установок. This thesis studies determination of theoretical and kinetic dependencies of the integrated process of ammonia ions adsorption from sewage by the natural dispersion sorbents. The sorption of the ammonia ions by the natural sorbents was found to be a complex process, which is realized simultaneously due to some mechanisms, the ions exchange mechanism in particular. Identification of the obtained isotherms with the available theoretical models has been carried out. Theoretical dependencies for prediction of the average concentration of the pollution in the solution and in the sorbent grain while sorption, have been defined. Methods for finding the ions exchange equilibrium constants using the experimental kinetic adsorption data have been developed and the values of these constants for different relation “sorbent – ammonia contained sewage”, have been found. The stage of the waste sorbent deposition of the integrated process of the ammonia ions adsorption by the natural sorbents has been investigated. The technological scheme of the process, which is successfully tested in the scientific-industrial conditions, has been developed.Item Хемосорбція гідроген сульфіду модифікованими природними сорбентами(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Степова, Катерина ВікторівнаДисертаційна робота присвячена теоретичним та експериментальним дослідженням процесу хемосорбції гідроген сульфіду природними глинистими мінералами, модифікованими солями важких металів (солей Fe3+ та Cu2+). Вперше обґрунтовано та доведено можливість одержання ефективних і недорогих сорбентів на основі глинистої сировини, модифікованої відходами важких металів. Встановлено закономірності процесу хемосорбції H2S твердими поглиначами, запропоновано ймовірний механізм поглинання у системі газ-тверде тіло. Отримано основні константи та коефіцієнти хімічної адсорбції для визначення швидкості і тривалості поглинання. Запропоновано модель процесу хемосорбції H2S сорбентами на основі глинистого мінералу з нанесеними на поверхню гідроксоформами металів (Fe3+ та Cu2+). Вперше визначено основні сорбційні властивості синтезованих глинистих матеріалів щодо гідроген сульфіду в динамічних умовах. Диссертационная работа посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям процесса хемосорбции гидроген сульфида природными глинистыми минералами, модифицированными солями тяжёлых металлов (солей Fe3+ и Cu2+). Впервые обоснована и доказана возможность получения эффективных и недорогих сорбентов на основе глинистого сырья, модифицированного отходами тяжёлых металлов. Установлены закономерности процесса хемосорбции H2S твердыми поглотителями, предложен вероятный механизм поглощения в системе газ - твёрдое тело. Получены основные константы и коэффициенты химической адсорбции гидроген сульфида для определения скорости и продолжительности поглощения. Предложена модель процесса хемосорбции H2S сорбентами на основе глинистого минерала с нанесёнными на поверхность гидроксоформами металлов (Fe3+ и Cu2+). Впервые определены основные сорбционные свойства синтезированных глинистых материалов относительно гидроген сульфида в динамических условиях.Dissertation is dedicated to theoretical and experimental research of hydrogen sulfide chemisorption by natural clay minerals modified by heavy metals' (salts of iron(III) and copper(II)) wastes. For the first time the possibility of production of effective sorbents on the basis of clay minerals modified by heavy metals wastes was substantiated and proved. Method of solventless metals (hydro-)xoforms (Fe3+ and Cu2+) dispersion on the surface of carbonate-containing clay mineral was improved and optimal bentonite – modifier ratios was found.. As a result new sorbents for hydrogen sulphide capture from exhaust gases of industrial plants were produced. Carbonate destruction and hydroxides' deposition on the bentonite surface were proved due to quantitative (atomic absorption spectroscopy) and structural (XRD, FTIR, SEM) analysis of original and modified bentonite. Influence of thermal treatment up to 1100oC on sorbents structure was analyzed by means of thermogravimetric and differential thermogravimetric analysis. Due to porosity investigations it was found out that chemical treatment of natural clay by acid salts of Fe (III) and Cu (II) results in an increase of the BET surface area and pore volume. Influence of different modifiers on the properties of synthesized clay sorbent was determined. Regularities of H2S chemisorption by solid sorbents were studied and the mechanism of sorption in gas-solid system was proposed. Basic constants and coefficients for defining of chemical adsorption velocity and duration were determined. The model of chemisorption of hydrogen sulfide by sorbents based on Fe- and Cu-modified clay mineral was presented. Model of the process is supposed to consist of three stages. First stage is limited by external diffusion of hydrogen sulfide to the sorbent's surface, second stage is limited by rate of reaction between hydrogen sulfide and iron (copper) hydroxide deposited on the surface of the grain and it can be described by the rate equation. Third stage of adsorption is carrying out within the internal diffusion region and mathematically it can be described by Fick's second law in a spherical coordinate system with the boundary conditions of the third kind. Cu-modified sample shows higher rate on all stages than the Fe-modified one. For the first time basic sorption properties of synthesized materials at dynamic conditions from the model gas flows were determined. Breakthrough capacities and maximum sorption capacities of sorbents and original bentonite were determined and compared. Fe-modified sample shows the enhanced capacity in comparison of unmodified and copper-modified samples. Though, the time before H2S appears on the outlet of adsorption column for Fe-modified clay is less than for Cu-modified sample but the breakthrough capacity of the former sample is much higher. Dependence of sorption capacity of sorbents on H2S concentration in the gas flow was studied. H2S concentration in the gas flow doesn't affect sorption capacity of Cu-modified clay, whereas the reducing of concentration of H2S in the gas flow results in increase of sorption capacity of Fe-modified sample. Optimal granulometric composition of sorbents was chosen. Dependence of sorption capacity of Fe-bentonite on quantity of sorption-regeneration cycles was identified. The adsorption capability of the iron-containing sample steadily decreased after every adsorption-regeneration cycle and adsorbent total saturation with sulfur was reached when sulfur content came up to 34%. Flow diagram of new sorbents application was presented. Optimal parameters for its realization were proposed. Prospective economic effect from new materials application in production plant was calculated.