Анотація до роботи:

Плахотнік О.М. Технологія органо-мінеральних добрив з осадів міських стічних вод. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.17.01. – Технологія неорганічних речовин. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2006.

Захищаються результати теоретичних і експериментальних досліджень, виконаних для розробки технологічного процесу обезводнення осадів стічних вод і одержання органо-мінеральних добрив з цих осадів. Досліджено вплив попереднього вакуумування на процеси відстоювання, центрифугування, фільтрування, метанування і сушіння осадів стічних вод. Встановлено, що застосування органо-мінеральних добрив з осадів стічних вод з добавкою карбаміду позитивно впливає на схожість і ріст пшениці. Розроблено комплексну технологічну схему одержання органо-мінеральних добрив з осадів стічних вод на базі очисних споруд, до якої крім стадій зневоднення, компостування, кондиціювання і устрою дренажу на мулових майданчиках додано вузол вакуумування активного мулу перед його ущільненням. Обґрунтовано використання добрива за розробленою технологією для рекультивації радіоактивних ділянок. Матеріал дисертації викладено у 8 друкованих роботах.

В дисертації, що є завершеною науково-дослідною роботою, поставлена і розв’язана актуальна науково-практична задача, яка полягає в розробці технології одержання органо-мінеральних добрив з осадів міських стічних вод шляхом встановлення нових закономірностей процесів зневоднення, сушіння, термофільного компостування і кондиціювання і обґрунтування відповідних технологічних і конструктивних рішень на основі цих досліджень з урахуванням місцевих умов.

Найбільш важливі наукові і практичні результати, висновки та рекомендації:

1. Аналіз відомих методів одержання добрив з осадів міських стічних вод показав, що основною складністю в розробці технології є стадія зневоднення цих осадів, яка викликає великі капітальні, експлуатаційні і транспортні витрати. В останні роки спостерігається тенденція до зниження вмісту важких металів в осадах міських стічних вод і підвищення в них амонійного азоту та фосфатів. В дренажних водах мулових майданчиків вміст амонійного азоту сягає 150-300 мг/дм³ та фосфатів - 100-200 мг/дм³.

2. Досліджено вплив основних технологічних факторів, в тому числі попереднього вакуумування, на процеси відстоювання, центрифугування, фільтрування, термофільного компостування і сушіння осадів міських стічних вод. Встановлено, що попередня витримка активного мулу під вакуумом не менш як 80 кПа в продовж 5 - 6 хвилин при температурі 20^оС викликає пригнічення мікроорганізмів і простіших, наслідком чого виникає можливість інтенсифікувати швидкість зневоднення активного мулу шляхом відстоювання, фільтрування, центрифугування, сушіння.

3. Вивчено динаміку термофільного компостування активного мулу, відібраного на виході з радіальних ущільнювачів і на мулових майданчиках лівобережних очисних споруджень міста Дніпродзержинська. Попередня витримка активного мулу під вакуумом значно гальмує процес анаеробного зброджування його.

4. За рахунок впровадження вакуумної обробки ущільненого мулу перед подачею його на мулові майданчики і встановлення фільтру в ущільнювачі можна скоротити об’єм ущільненого мулу вдвічі при зниженні вмісту в ньому вологи з 98 до 96 % та загальмувати процес анаеробного розкладання осадів на муловому майданчику і як наслідок цього скоротити втрати вуглецевої частини одержаного добрива і зменшити потрапляння в атмосферне повітря парникових газів – СО₂, СН₄.

5. Досліджено якість і мінеральний склад осадів міських стічних вод і органо-мінеральних добрив з них і складено матеріальний баланс очисних споруд по металам. За вмістом важких металів осади стічних вод м. Дніпродзержинська можливо використовувати як сировину для одержання органо-мінеральних добрив. Показано наявність значної неоднорідності осадів в межах мулового майданчику за вмістом металів.

6. Встановлено, що при роздільному додаванні до ґрунту органо-мінеральних добрив і карбаміду темпи росту пшениці в лабораторних умовах на початкової стадії збільшуються відповідно в 3,3 і 2 рази в порівнянні з контрольними зразками. А при додаванні органо-мінерального добрива з осадів стічних вод сумісно з карбамідом темпи росту пшениці зростають у 7,5 рази. Застосування органо-мінерального добрива сумісно з добавкою карбаміду в лабораторних умовах позитивно впливає на схожість пшениці.

7. Удосконалено технологію безперервного збору плаваючих речовин у вихідних стічних водах, які поступають на очисні споруди, і запатентовано і впроваджено пристрій в первинному відстійнику, що дозволяє зменшити потрапляння води з плаваючими речовинами на мулові майданчики, а також пристрій, який слугує для усереднення вихідних стічних вод.

8. Розроблено технологічну схему одержання органо-мінеральних добрив з осадів міських стічних вод на базі очисних споруд, до якої крім стадій зневоднення, кондиціювання, устрою дренажу на мулових майданчиках і компостування додано вузол вакуумування ущільненого мулу перед подачею його на мулові майданчики або на зневоднення за інтенсивною технологією (центрифугування, фільтрування).

9. Виконано техніко-економічні розрахунки з організації виробництва органо-мінеральних добрив з осадів стічних вод в складі очисних споруд м. Дніпродзержинська і їх застосування для рекультивації радіоактивних хвостосховищ в м. Дніпродзержинську та його передмісті. Впровадження запропонованої технології дозволить в значній мірі вирішити важливу соціальну і екологічну проблему міста - переробку й утилізацію осадів міських стічних вод з рекультивацією радіоактивних хвостосховищ.

У додатках дисертації надано: акт впровадження пристрою для збору плаваючих речовин у первинному відстійнику (додаток А); акт про випробування фільтру на мулоущільнювачі та муловому майданчику (додаток Б); протокол аналізу вмісту радіонуклідів в осадах стічних вод (додаток В); протокол дослідження виробів з полімерних і інших матеріалів (додаток Д); економічні розрахунки з технології органо-мінеральних добрив і їх застосування для рекультивації радіоактивних сховищ (додаток Е); копія договору про продаж ліцензії на право користування патентами (додаток Ж).

Публікації автора:

1. Плахотнік О.М., Волошин М.Д., Журавльова А.В. Дослідження осадів стічних вод з метою отримання органо-мінеральних добрив//Вопросы химии и хим. технологии. – 2004. - №2 – с. 210-213.

Здобувачеві належить узальнення отриманих результатів лабораторних дослідів.

2. Плахотнік О.М., Волошин М.Д., Журавльова А.В., Клименко Т.К. Дослідження кінетики зневоднення активного мулу//Регіональний міжвузівський збірник наукових праць. – Випуск 4 (33). – Дніпропетровськ: Системні технології, 2004. – С. 82-89.

Здобувачем виконано обробку результатів експериментів.

3. Плахотнік О.М., Коробочка О.М., Волошин М.Д. Рішення рівняння сумісного фільтрування і відстоювання осадів стічних вод в процесі отримання органно-мінеральних добрив. Регіональний міжвузівський збірник наукових праць. Випуск 5 (34). – Дніпропетровськ: Системні технології, 2004. – с. 47-54.3.

Здобувачем виконане рішення рівняння фільтрування і визначені його коефіцієнти

4. Плахотнік О. М., Волошин М.Д., Черненко Я.М., Зеленська Л.О. Використання активного мулу як добавки до мінеральних добрив// Науковий вісник будівництва. Вип. 27. Харків: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2004. – с. 113 – 118.

Здобувачем запропоновано ідею та методику проведення досліджень.

5. Волошин М.Д., Полянчиков О.І., Плахотнік О.М. Оцінка впливу міських очисних споруд на довкілля//Вісник харківського інституту соціального прогресу. Матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції «Екологічна і техногенна безпека». Вип.1 (6) – 2004. –– с. 11 – 16.

Здобувачем зібрано і узагальнено дані, які стосуються складу матеріальних потоків на очисних спорудах.

6. Волошин М.Д., Плахотнік О.М., Панченко М.І., Сухореброва С.С. Зневоднення осаду стічних вод шляхом відстоювання і фільтрування і скорочення його вологості до потрапляння на мулові майданчики.// Вестник национального технического университета „ХПИ”. Тематический выпуск № 37 «Химия, химическая технология и экология». - Харьков, 2004. – с. 94-97.

Здобувачеві належать розрахунки і обробка результатів дослідів.

7. Плахотнік О.М., Волошин М.Д., Михайленко Г.А. Удосконалювання очисних споруд м. Дніпродзержинська// Збірка доповідей Міжнародного Конгресу „ЕТЕВК-2003”. Під загальною редакцією проф.. І.А. Абрамовича. - Харьков: Вокруг цвета, 2003. – с. 269-272.

Здобувачем узагальнено дані з якості стічних вод на очисних спорудах.

8. Плахотнік О.М., Волошин М.Д., Проценко О.В. Отримання органо-мінеральних добрив з осадів стічних вод і зниження тиску на довкілля з боку очисних споруд//Збірник наукових праць міжнародної науково-практичної конференції «Комплексне використання сировини, енерго- та ресурсо-зберігаючі технології у виробництві неорганічних речовин». – Черкаси: Вертикаль, ПП Кандич С.Г., 2004. – с. 237 – 238.

Здобувачеві належить ідея використання добрив для рекультивації ґрунтів, які забруднені радіоактивними відходами та розробка принципової схеми зневоднення осадів стічних вод.

9. Муловий майданчик. Патент 73657. Україна.7 С02F11/12, B01D24/24/ Волошин М. Д., Плахотнік О. М., Ктітаров А. С., Панченко М. І., Лосенко І. М. Заявл. 06.11.2003. опубл. 16.08.2005. Бюл. №8, 2005 – 2 с.

Здобувачеві належить ідея застосувати фільтрацію в циклічному режимі і встановити проміжну ємність для зберігання фільтрату.

10. Радіальний відстійник для відстоювання побутових стічних вод. Деклараційний патент 64230А. Україна. 7 B01D21/00/ Плахотнік О.М., Ктітаров А. С., Смирнова Т.В., Волошин М.Д., Черненко Я. М. Заявл. 08.04.2003. опубл. 16.02.2004. Бюл. №2, 2004 – 2 с.

Здобувачеві належить остаточна конструкція радіального відстійнику.