Дисертація присвячена питанням раціонального використання води і електроенергії в системах водного господарства. Уточнена методика визначення розрахункових витрат води на тваринницьких фермах, яка враховує процедурні операції по утриманню тварин. Розроблені нові технологічні схеми і конструкції водозабірно-очисних споруд з пінополістирольним фільтрувальним завантаженням, встановлено їх оптимальні конструктивні та технологічні параметри. Розроблені методики розрахунку витрат води за парціальною схемою в трубах великого діаметру розгалужених водорозподільчих систем та виявлення місць витоків води з них за допомогою манометричної зйомки. Запропоновані оптимальні графіки роботи насосів та методика їх підбору для економії витрат електроенергії.

Розроблено комплекс для прямої обробки забрудненої води імпульсним бар'єрним розрядом, що складається з генератора імпульсів та розрядної камери. Генератор побудовано на принципах магнітного стискання імпульсів та використання в кінцевій ланці індуктивного накопичувача енергії, який комутується діодом з малим часом обривання зворотного струму. Генератор забезпечує короткі (~100 нс) високовольтні (до 30 кВ) імпульси з енергією до 0,3 Дж, які діють на поверхню води, що тече тонкою плівкою (0,15 мм) по поверхні внутрішнього електроду коаксійної розрядної камери. З метою отримання максимальної енергоефективності обробки води досліджено шляхи узгодження роботи всіх ланок комплексу. На основі аналізу втрат енергії при її передачі від зовнішнього джерела до навантаження встановлено, що основна їхня частина припадає на ланцюг з імпульсним трансформатором та кінцеву ланку генератора з розрядною камерою. При обробці водного розчину метиленової сині з початковою концентрацією 50 мг/л енергетичний вихід імпульсного бар'єрного розряду при 50 % розкладанні домішки досягав 75 г/квт-год, а енергоефективність комплексу в цілому - 22 г/квт-год.

Наведено нове вирішення науково-практичної проблеми, пов'язаної з подоланням невідповідності сучасних реагентних технологій на існуючих очисних спорудах, сучасному стану джерел водопостачання та якості вихідної води. Запропоновано напрям розвитку теоретичних засад підготовки природних вод (ПВ) на основі процесів природного кругообігу води, який дав змогу вести водопідготовку в більшості випадків без залучення або з мінімальним використанням, за винятком дизенфектантів, штучних реагентів. Одержала подальшого розвитку теорія інтенсифікації абіотичних і біотичних процесів деманганації ПВ. Створено нові технології та технічні засоби деманганації, знезелізнення та затримання фітопланктону з одночасною контактною коагуляцією за рахунок інтенсифікації біотичних та абіотичних процесів, оптимізації порядку їх проходження порівняно з їх природним циклом і максимальним використанням наявних очисних споруд. Розроблені на цих засадах технології впроваджено на діючих об'єктах водопідготовки в Київській, Житомирській, Полтавській, Чернігівській, Черкаській, Сумській областях. Вони забезпечили нормативну якість води з одночасним зменшенням як експлуатаційних витрат, так і антропогенного навантаження на навколишнє середовище під час водопідготовки.

Очищення радіоактивно забруднених вод в Україні, як правило, здійснюють методом дистиляції. Кондиціонування утвореного сольового плаву вимагає проведення складних і дорогих технологічних операцій. Тому в розробках зарубіжних вчених, що стосуються переробки рідких радіоактивних відходів, спостерігається тенденція до мінімізації об'ємів активних вод. Одними з найбільш перспективних напрямків вилучення речовин із рідких середовищ є сорбційні технології. До їх переваг можна віднести простоту апаратурного оформлення, низькі енергозатрати та високу ефективність. Розкрито необхідність попереднього зниження органічної складової трапних вод АЕС перед початком процесу адсорбції дозоутворювальних радіонуклідів. Обгрунтовано ефективність окиснення органічної складової цих вод за допомогою плазмової обробки, при отриманні плазми шляхом бар'єрного розряду на поверхні тонкого шару води. Встановлено, що найбільш ефективними є перші 2 енергетичних вклади, завдяки яким отримано високі показники енергоефективності обробки води на перших стадіях близько 50 % за загальної ефективності 51,3 %. Виявлено, що подальше підвищення енергетичного вкладу без зміни зовнішніх умов є малоефективним і призводить до збільшення концентрацій азотних сполук. Спричинене цим ефектом суттєве підвищення концентрацій окисів азоту в оброблюваній рідині провокує збільшення загального хімічного споживання кисню (ХСК). Розроблено регресійну модель зміни ХСК - вкладена енергії та наведено напрями подальшої інтенсифікації цих процесів. Як напрями підвищення ефективності електророзрядної обробки є можливим застосування киснево-інертної газової без азотної суміші, або проведення процесу у кисневій атмосфері. Також можливим є напрям нейтралізації азотних сполук і похідних від них кислот за рахунок введення лугів і підвищення рН оброблюваних розчинів до 10 - 12.

Сталий розвиток будь-якої держави є можливим лише за умови забезпечення її населення та виробничо-промислового комплексу питною водою у відповідній до їх потреб кількості. Це питання є вкрай актуальним для України як маловодної держави, але попри це її водогосподарський комплекс перманентно перебуває у цілому в умовах кризи, обумовленої як соціально-економічними, так і природними чинниками, зокрема глобальними кліматичними змінами. Наприклад, для поверхневих вод Дніпровського басейну склад води змінюється з півдня на північ із гідрокарбонатного кальцієвого на хлоридний натрієвий. Ще 10 - 15 років тому ці зміни відчувалися лише у нижній течії р. Дніпро, зараз вони досягли Київщини; разом із цим відбувається істотне підвищення загальної мінералізації води. Всі ознаки вказують і на поступове вичерпання запасів і зменшення природних ресурсів підземних вод. Такі ж саме чинники формують сучасний незадовільний стан систем водопостачання-водовідведення. Поєднання цих факторів із хронічним недофінансуванням систем водопостачання - водовідведення поступово призвело до того, що фактично всі водопроводи працюють у позарегламентному режимі, постійно знаходяться у передаварійному або аварійному стані. Найбільш яскравим прикладом такого стану речей є незворотні втрати води - вони можуть сягати 50 і більше відсотків від забраної з джерела водопостачання. Відсутність достатніх коштів робить застосування стандартних для розвинених країн підходів недоцільним. Відповідно, стають актуальними нетрадиційні підходи до підготовки води, які базуються на інших засадах. Вони мають забезпечити відповідну якість води за рахунок максимального використання наявних ресурсів і виявлених резервів уже діючих очисних споруд за межами типової технології водопідготовки. Зазначено, що перспективним у цьому напрямку є відтворення інтенсифікованих біогеохімічних процесів самоочищення води, які відбуваються під час її кругообігу на Землі. Зокрема, запропоновано створення на базі відстійників водопровідних очисних споруд споруди нового типу, що поєднує властивості повільних і намивних фільтрів і працює з використанням механізмів геохімічного бар'єру.

Набула подальшого розвитку теорія інтенсифікації процесів деманганації підземних вод на базі природного колообігу води, що дає змогу здійснювати водопідготовку здебільшого без залучення штучних реагентів. Розглянуто теорії абіотичних і біотичних процесів деманганації природних вод, що ґрунтуються на використанні елементів біогеохімічних циклів заліза та марганцю, створення на їх основі сучасних технологій і технічних засобів деманганації, знезалізнення та видалення сірководню.

Розглянуто зміни розрахованих значень питомого стоку грунтових і напірних вод до річок Південний Буг (м. Хмільник) та Згар (притока Південного Бугу, Вінницька та Хмельницька області) по сезонах і багаторічних етапах, в цілому за 38 років (1980 - 2017 рр.). Виділено закономірності сезонних змін підземного стоку на ділянках з різним рельєфом та середньобагаторічними рівнями грунтових вод у межах 0,5 - 1,5; 0,8 - 2,5 та 2,7 - 4,5 м. Встановлено, що ці зміни тісно пов'язані з аномальними коливаннями температури повітря. Виділено чотири етапи послідовних змін у режимі урунтових вод та в обсягах їх стоку до річок: 1980 - 1989 (1990) рр. - традиційно мінімального зимового та осіннього підземного стоку, помірного літнього та переважаючого весняного, домінування стоку з ділянки з високими рівнями грунтових вод; 1990 - 1998 рр. - зростання та переважання підземного стоку з ділянки з низькими рівнями грунтових вод, зниження до багаторічного мінімуму підземного стоку на ділянці з високими рівнями грунтових вод (1 - 2,5 м); з 1999 по 2014 р. - превалюючого зимового стоку над весняним, повільного зростання обсягів підземного стоку на обмеженій ділянці водозбору з рівнями грунтових вод 1,0 - 2,5 м; високоамплітудні коливання стоку та рівнів грунтових вод з досягненням багаторічних максимумів на ділянці з рівнями грунтових вод 2,5 - 4,0 м; 2015 - 2019 рр. - найбільш інтенсивного зниження рівнів грунтових вод, а у верхів'ях малих річок - і підземного стоку до річок.

Сталий розвиток будь-якої країни можливий лише за умови стабільного забезпечення її населення питною водою у відповідній до його потреб кількості та нормативній якості. Це питання є важливим для України як маловодної держави, особливо при негативному впливі кліматичних і антропогенних чинників на якість води. Насамперед це стосується поверхневих джерел водопостачання загалом і передусім Дніпровського каскаду водосховищ. Зарегулювання р. Дніпро, глобальне потепління і збільшення антропогенного навантаження у вигляді значного (у рази) підвищення поліфосфатів і азотних сполук у стоках, що потрапляють у р. Дніпро, провокує катастрофічне розмноження ціанобактерій протягом чотирьох-п'яти місяців на рік. Застарілі технології водопідготовки не здатні боротися з цим фактором і застосовують єдиний можливий технологічний прийом, придатний для боротьби з підвищеним вмістом органічної речовини будь-якого генезу - збільшення дози хлору і коагулянтів. Це зазвичай не покращує якість очищення води, а призводить до сталого формування хлорорганічних сполук у процесі очищення і транспортування води. Сталим маркером тригалагенметанів є хлороформ, і його концентрація традиційно визначається лабораторіями водоканалів. Відповідно дослідено можливості окиснення хлороформу за допомогою комплексних оксидантів, утворених при плазмовому розряді у водоповітряному середовищі в змішувальній камері ежектора. Вивчався вплив рН середовища на процес деструкції хлороформу. Експериментально встановлено, що навіть слабо кисле середовище не дозволяє ефективно окиснювати хлороформ і призводить до його рекомбінації і навіть збільшує його концентрацію. У той же час у лужному середовищі процес окиснення відбувається інтенсивно і з меншими енерговитратами.

Шифр НБУВ: Ж72342 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Шифр НБУВ: Ж72342 Пошук видання у каталогах НБУВ 

розглянуто методологію аналізу даних тривалих моніторингових спосте¬режень у межах забруднених техногенними радіонуклідами водозбірних басейнів. Головним завданням таких досліджень є встановлення ступеня бар’єрної стійкості ландшафтного комплексу водозбору до водного винесення радіонуклідів. Рівень узагальнень, локальний чи регіональний, обґрунтовано результатами досліджень відповідного рівня починаючи зі встановлення часткової участі процесів вторинного забруднення поверхневих вод радіо¬нуклідами, що пов’язано із реалізацією балансового методу. До методів наукового аналізу належать статистичні методи, спрямовані на виділення ландшафтно-геохімічних чинників, що відповідають за депонування, міграцію та асиміляцію радіонуклідів у межах водозбірних басейнів. Описано процедуру відбору чинників для прогнозування концентрацій та водного винесення радіонуклідів. Наведено приклади аналізу ефективності виконаних та обгрун¬тування можливих водоохоронних і протипожежних заходів у Чорнобильській зоні відчу¬ження.