Анотація до роботи:

Іваненко О.І. Очищення стічних вод від іонів важких металів та радіоізотопів феритним методом.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – Екологічна безпека. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003.

Досліджено ефективність видалення іонів важких металів та іонорозчинних радіоізотопів феритним методом. Знайдено оптимальні умови застосування даного методу. Вивчено вплив природи лужних реагентів на проходження процесу феритизації. Визначено, що залишкові концентрації важких металів в очищеній воді при використанні даного методу не перевищують граничних норм на скид в каналізацію. Доведено на основі даних рентгено-фазового аналізу, що при очищенні води методом феритизації відбувається утворення сполук магнетиту та подальша зміна його структури з утворенням ізоморфно-заміщених сполук типу феритів, що надає їм магнітних властивостей. Показано, що феритний метод забезпечує високий ступінь очищення від іонорозчинних радіоізотопів на прикладі Cs-137 в випадку застосування колектора. Створено ефективні маловідходні технології очищення стічних вод, головною перевагою яких в порівнянні з традиційною реагентною технологією є використання високопродуктивних магнітних фільтрів. Встановлено, що впровадження феритного методу на вже існуючому устаткуванні дозволить значно підвищити ефективність процесу очищення, знизити експлуатаційні витрати, а в разі видалення іонів важких металів – отримати осад, придатний для використання в якості пігменту для фарб.

1. Вперше визначено оптимальні умови (початкова концентрація іонів металів, їх співвідношення, рН, температура) застосування феритного методу для очищення стічних вод від іонів Fe(II), Fe(III), Cr(VI), Cu(II), Ni(II), Zn(II) та вивчено вплив різних лужних реагентів на проходження процесу феритизації. В порівнянні з Са(ОН)₂, NaOH забезпечує більш глибоке очищення стічної води та кращі магнітні властивості отриманого осаду, що інтенсифікує проведення технологічного процесу.

2. Встановлено, що при дотриманні оптимальних умов проведення процесу феритизації в маточному розчині забезпечується гранична норма на скид в каналізацію та очищені стічні води не потребують доочищення від вище вказаних іонів. Значне покращення якості очищеної води досягається при застосуванні 30 % оборотного осаду.

3. На основі даних рентгено-фазового аналізу доведено, що при очищенні води методом феритизації відбувається утворення сполук магнетиту та подальша зміна його структури з утворенням ізоморфно-заміщених сполук типу феритів, що надає їм магнітних властивостей.

4. Запропоновано маловідходну технологічну схему очищення стічних вод від іонів важких металів, головною перевагою якої в порівнянні з традиційною є використання високопродуктивних магнітних фільтрів. При цьому, крім зниження капітальних затрат, спостерігається значне скорочення терміну обробки води. Визначено, що дана технологія може бути успішно впроваджена на вже існуючих очисних спорудах без суттєвої їх реконструкції.

5. Розроблено новий метод видалення ізотопів Cs-137 феритним методом з допомогою колектора – фероціаніду нікелю та визначено оптимальні умови очищення води (рН, температура, співвідношення іонів заліза, початкова концентрація іонів заліза, концентрація фероціаніду нікелю, час перемішування). При дотриманні визначених умов ефективність видалення даних ізотопів сягає 99.3 %.

6. Запропоновано локальну систему видалення ізотопів Cs-137 з водних розчинів з надійним закріпленням їх в тілі твердих часток з магнітними властивостями.

7. Показано, що найбільш раціональним способом утилізації шламу є його використання в якості сорбенту при очищенні низькоконцентрованих стічних вод промислових підприємств. При цьому відбувається одночасне відмивання шламу від надлишку солей, що дозволяє в подальшому використовувати його як сировину для отримання залізного сурику.

8. Встановлено, що застосування маловідходної феритної технології забезпечує зниження загальних витрат на експлуатацію локальних очисних споруд заводу гальванічних покрить потужністю 15367.2 м³/рік стічних вод на 92818 грн на рік, а при врахуванні прибутку від утилізації утворених шламів – на 97545 грн на рік.

9. Впроваджено феритну технологію очищення стічних вод в депо “Оболонь” Київського метрополітену. Проведено натурні випробування процесів очищення відпрацьованих електролітів ВАТ “Цукроавтомат” феритним методом.

Основний зміст дисертаційної роботи відображено у публікаціях:

1. Радовенчик В.М., Иваненко Е.И. Очистка низкоконцентрированных железосодержащих вод ферритным методом // Химия и технология воды. – 1999. – 21, № 5. – С. 534 – 540.

Здобувачем визначено оптимальні умови очищення низькоконцентрованих залізовмісних стічних вод феритним методом.

2. Радовенчик В.М., Коростятинец В.Д., Иваненко Е.И. Исследование эффективности выделения ионов железа из водных растворов ферритным методом // Химия и технология воды. – 2001. – 23, № 2. – С. 172 –176.

Здобувачем досліджено ефективність процесу очищення в разі впровадження феритного методу на існуючих очисних спорудах та визначено оптимальні умови обробки залізовмісних розчинів.

3. Радовенчик В.М., Иваненко Е.И., Коростятинец В.Д. Совместная утилизация железо- и хромсодержащих растворов // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2001. – № 1. – С. 36 – 38.

Здобувачем визначено оптимальні умови сумісної утилізації залізо- та хроматвмісних розчинів феритним методом.

4. Радовенчик В.М., Иваненко Е.И. Окисление Fe (ІІ) кислородом воздуха для получения суспензии магнетита (Обзор) // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2001. – № 5. – С. 37 – 48.

Здобувачем виконано літературний огляд, викладено сучасні погляди на процеси окислення іонів Fe²⁺ та формування часток магнетиту в різноманітних умовах у водних розчинах.

5. Радовенчик В.М., Іваненко О.І. Очистка стічних вод від іонів нікелю феритним методом // Наукові вісті НТУУ. – 2001. – № 3. – С. 140 – 143.

Здобувачем визначено оптимальні очищення стічних вод від іонів нікелю феритним методом.

6. Радовенчик В.М., Іваненко О.І. Очищення стічних вод від іонів заліза та цинку // Проблеми збору, переробки та утилізації відходів. – Одеса: ОЦНТЕІ. – 2001. – С. 285 – 289.

Здобувачем визначено оптимальні умови очищення стічних вод від іонів заліза та цинку феритним методом.

7. Радовенчик В.М., Іваненко О.І. Інтенсифікація процесів відділення осаду при очищенні води феритним методом // Вопросы химии и химической технологии. – 2002. – № 5. – С. 263 – 265.

Здобувачем досліджено ефективність та визначено оптимальні умови очищення стічних вод феритним методом з використанням оборотного осаду.

8. Пат. 34764А Україна, МПК⁶ С 02 F 1/64. Спосіб обробки залізомістких вод / В.М. Радовенчик, О.І. Іваненко (Україна). – № 99073776; Заявл. 02.07.1999; Опубл. 15.03.2001, Бюл. № 2. – 2 с.

Здобувачем експериментально обгрунтовано, що для формування в водному середовищі часток з магнітними властивостями необхідно підтримувати оптимальну сумарну концентрацію сполук заліза та їх співвідношення.

9. Пат. 45062А Україна, МПК⁷ С 02 F 1/64. Спосіб очистки водних розчинів від іонів нікелю / В.М. Радовенчик, О.І. Іваненко (Україна). – № 2001042700; Заявл. 20.04.2001; Опубл. 15.03.2002, Бюл. № 3. – 2 с.

Здобувачем експериментально доведено, що ефективне очищення водних розчинів від іонів нікелю відбувається шляхом додавання сполук заліза при оптимальному співвідношенні іонів металів та встановлення необхідного водневого показнику.

10. Пат. 47012А Україна, МПК⁷ С 02 F 1/64. Спосіб очистки води від радіоізотопів ¹³⁷Сs / В.М. Радовенчик, О.І. Іваненко (Україна). – № 2001063864; Заявл. 7.06.2001; Опубл. 17.06.2002, Бюл. № 6. – 2 с.

Здобувачем визначено оптимальні умови видалення ізотопів ¹³⁷Cs з водних розчинів феритним методом.

11. Коростятинець В.Д., Іваненко О.І. Утилізація залізомістких розчинів феритним методом // Збірка тез доповідей учасників науково-практичної конф. студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 22 трав. 1998 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 1998. – С. 30 - 31.

Здобувачем досліджено ефективність видалення іонів заліза з водних розчинів феритним методом.

12. Іваненко О.І. Очистка стічних вод від іонів нікелю феритним методом // Збірка тез доповідей учасників ІІІ Всеукраїнської науково-практичної конф. студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 11 – 12 трав. 2000 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2000. – С. 100.

Здобувачем досліджено ефективність видалення іонів нікелю з водних розчинів феритним методом.

13. Іваненко О.І., Овсянкіна В.О. Очистка стічних вод від іонів міді(ІІ) феритним методом // Збірка тез доповідей учасників ІІІ Всеукраїнської науково-практичної конф. студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 11 – 12 трав. 2000 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2000. – С. 100 – 101.

Здобувачем досліджено ефективність видалення іонів міді з водних розчинів феритним методом.

14. Иваненко Е.И., Коломыцев Д.В. Извлечение изотопов ¹³⁷Cs из водных растворов // Збірка тез доповідей учасників ІV Міжнародної науково-практичної конф. студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 14 – 16 трав. 2001 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2001. – С. 128 – 129.

Здобувачем запропоновано підвищити ефективність видалення ізотопів ¹³⁷Cs з водних розчинів феритним методом за допомогою додавання колектора.

15. Іваненко О.І. Ефективність використання магнетиту в якості оборотного осаду // Збірка тез доповідей учасників ІV Міжнародної науково-практичної конф. студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 14 – 16 трав. 2001 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2001. – С. 129 – 130.

Здобувачем показано високу ефективність використання магнетиту в якості оборотного осаду.

16. Радовенчик В.М., Иваненко Е.И. Использование ферритного метода в процессах очистки воды // Тезисы докладов VI международного симпозиума „Чистая вода России – 2001” (г.Екатеринбург, 20 – 24 апр. 2001 г.) – Екатеринбург, 2001. – С. 183.

Здобувачем зроблено загальний огляд застосування феритного методу в процесах очищення води.

17. Ivanenko O. Extraction of isotopes ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr from aqueous solutions // Third international students’ conference “Environment. Development. Engineering.” (Cracow, 30 – 31 may, 2001) – Cracow: Cracow University of Technology, 2001. – P. 85 – 89.

Здобувачем показана ефективність застосування феритного методу для видалення ізотопів ¹³⁷Cs в випадку додавання колектора.

18. Радовенчик В.М., Иваненко Е.И. Утилизация шламов при очистке сточных вод ферритным методом // Материалы международной научно-технической конференции “Новые технологии рециклинга вторичных ресурсов” (г.Минск, 24 – 26 окт. 2001 г.) – Минск: БГТУ, 2001. – С. 205 – 208.

Здобувачем показано можливість застосування шламу після феритного очищення в якості пігменту залізного сурику.

19. Радовенчик В.М., Иваненко Е.И. Утилизация медьсодержащих растворов // Материалы международной научно-технической конференции “Новые технологии рециклинга вторичных ресурсов” (г.Минск, 24 – 26 окт. 2001 г.) – Минск: БГТУ, 2001. – С. 266 – 269.

Здобувачем визначено оптимальні умови видалення іонів міді з водних розчинів феритним методом.