Анотація до роботи:

Шевчук Л.І. Звукохімічне очищення стічних вод від домішок органічних сполук. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.21 – технологія водоочищення.- Інститут колоїдної хімії і хімії води ім.А.В.Думанського НАН України, Київ, 2002.

Робота присвячена питанню підвищення ефективності очищення стічних вод від домішок органічних сполук шляхом застосування ультразвукових кавітаційних окисних рідиннофазних та гетерогенно-каталітичних процесів. На основі теоретико-експериментальних досліджень механізму дії звукохімічних окисних реакцій визначено вплив основних технологічних параметрів процесу, до яких належать температура і час реакції, тиск та концентрація каталізатора, на швидкість окисних реакцій і її константу. Встановлено, що, залежно від умов, застосування ультразвуку на 14-37% пришвидшує окисні реакції на модельних сумішах та більш ніж на порядок – на реальних стічних водах ЗАТ “ЛУКОР”.

Розроблено математичні моделі процесів рідиннофазного і гетерогенно-каталітичного окиснення домішок органічних сполук в ультразвуковому полі, запропоновано нові ефективні технологічні процеси водоочищення, що базуються на використанні кавітаційних явищ.

1. Резервом підвищення якості і ефективності водоочищення є очищення стічних вод від органічних сполук окисненням, проте недосконалість сучасних хімічних, електро- та фізико-хімічних методів водоочищення висуває потребу у розробці та дослідженні нових високоефективних технологій очищення стічних вод від органічних сполук, зорієнтованих на використанні енергії ультразвукових коливань як найефективнішого засобу інтенсифікації процесів окиснення та створення ефективних каталітичних систем.

2. Створено наукові основи застосування енергії акустичної кавітації для процесу очищення стічних вод від домішок органічних речовин. Показано, що застосування ультразвуку в цих процесах дозволяє збільшити швидкість окиснення більш, ніж на порядок.

3. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено, що домішки органічних сполук у водних розчинах при ультразвуковій обробці окиснюються за допомогою вільних радикалів ОН і НО₂, а не пероксидом водню, як це вважали раніше.

4. Показано, що окиснення домішок в умовах кавітації протікає в кінетичній області. Встановлено порядок реакції та визначені ефективні константи реакції окиснення домішок органічних речовин у стічних водах.

5. Виявлено, що залежність швидкості окиснення в ультразвуковому полі від тиску і температури носить екстремальний характер і визначається фізичними параметрами субстрату. Визначені оптимальні умови обробки домішок органічних речовин стічних вод в акустичному полі.

6. Вивчено вплив ультразвуку на процес гетерогенно-каталітичного окиснення органічних домішок стічних вод і показано, що в цих умовах вагоме значення має концентрація каталізаторів, а також умови їх обробки.

7. Встановлено відносний ряд активності та оптимальні умови застосування гетерогенних каталізаторів (Ni, NiO, Co₃O₄ ) в умовах кавітаційного окиснення органічних сполук у водних розчинах.

8. Розроблено математичні моделі звукохімічного, гетерогенно-каталітичного процесу очищення стічних вод від домішок органічних сполук як в ультразвуковому полі, так і без нього та проведена перевірка їх адекватності.

9. Результати роботи перевірені на дослідному устаткуванні при очищенні стічних вод ВАТ “Бориславський НДІ “Синтез” та ЗАТ “ЛУКОР” і показано суттєвий ефект від застосування акустичної кавітації – при двохгодинному очищенні стічної води з ХСК₀=1020-1100 мг/дм³ в умовах кавітації кінцеве значення ХСК становило 30-40 мг/дм³.

10. Запропоновано зміни у технологічній схемі очищення стічних вод, зорієнтовані на використанні акустичної кавітації та гетерогенних каталізаторів, що дає змогу підвищити ефективність процесів очищення на 30-100% в залежності від умов застосування.

Основний зміст дисертаційної роботи викладений у таких публікаціях:

1. Афтаназів Л.І., Старчевський В.Л., Мокрий Є.М. Вплив ультразвуку на процес окислення органічних домішок у стічних водах. / Зб-к тез доповідей Шостої наукової конференції "Львівські хімічні читання-97" – Львів: НУ ім. І. Франка. - 1997- С.238.

2. Афтаназів Л.І., Старчевський В.Л. Вплив ультразвуку на процес окислення органічних домішок у стічних водах // Вісн. ДУ ”Львівська політехніка”. - 1998. - № 339. - С. 74-78;

3. Шевчук Л.І., Старчевський В.Л. Кінетичні закономірності та аналіз механізму реакціїї окислення домішок стічних вод // Вісн. ДУ ”Львівська політехніка”. - 1999. - № 374. - С. 116 -118;

4.Шевчук Л.І., Караман Н.С. Окислення органічних домішок в стічних водах під дією ультразвуку. / Зб-к тез доповідей II Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених "Екологія. Людина. Суспільство" пам'яті професора О.П.Шутька – Київ: НТУУ "КПІ"- 1999-С.68.

5. Шевчук Л.І., Караман Н.С. Кінетичні закономірності процесу окислення органічних домішок у водних розчинах. / Зб-к тез доповідей 111 Всеукраїнської конференції студентів, аспірантів та молодих вчених з міжнародною участю "Екологія. Людина. Суспільство" -Київ: НТУУ "КПІ"- 2000 – С.163.

6. Шевчук Л.І., Старчевський В.Л. Окислення водних розчинів органічних сполук в умовах кавітації // Вісн. ДУ ”Львівська політехніка”. - 2000. - № 395. - С. 50-52;

7. Шевчук Л.І., Караман Н.С., Старчевський В.Л. Особливості гетерогенно-каталітичного окиснення водно-органічних сумішей в умовах кавітації // Вісник НУ “Львівська політехніка”.- 2000. - № 414. - С. 128-131.

8. Шевчук Л.І., Караман Н.С., Старчевський В.Л. Оптимізація гетерогенно-каталітичних процесів окиснення органічних сполук у стічних водах // Вісник НУ “Львівська політехніка”.- 2001. - № 426. - С.151- 154.

9. Шевчук Л.И., Старчевский В.Л. Применение ультразвука при окислении примесей органических соединений в сточных водах // Химия и технология воды. – Киев – 2001. - №4 - С.371-376.

10. Шевчук Л.І., Караман Н.С., Старчевський В.Л. Активація процесів окиснення органічних сполук у водних розчинах під дією ультразвуку. / Зб-к тез доповідей XIX Української конференції з органічної хімії. - Львів: НУ “ЛП”. – 2001. – С.118.

11. Шевчук Л.І., Караман Н.С. Нові підходи до технології очищення стічних вод / Зб-к тез доповідей 1V Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених. "Екологія. Людина. Суспільство" - Київ: НТУУ "КПІ"- 2001. – С.183.

12. L.I.Shevchuk and V.L.Starchevsky. The ultrasound influence upon oxidation of organic impurities in waste water. // Eighth Conference of the European Society of Sonochemistry – Italy: 2002.- P.39-40.