Анотація до роботи:

Козятник І.П. Перетворення природних органічних речовин в процесах водоочистки та водопідготовки – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України, Київ, 2008.

Дисертацію присвячено встановленню закономірностей перетворення і глибокого вилучення природних органічних речовин з поверхневих вод на біологічно активному вугіллі і можливостей підвищення ефективності процесу для забезпечення умов екологічної безпеки людини при споживанні біологічно стабільної високоякісної питної води. Показано, що ефективність біофільтрування розчинів фульвокислот на біологічно активному вугіллі залежить від частки біологічно доступного органічного вуглецю у загальному вмісті органічного вуглецю та зміни вільної енергії адсорбції. Багатоступеневе озонування розчинів фульвокислот суттєво підвищує вміст біологічно доступного органічного вуглецю, загальну ефективність біофільтрування.

Вперше встановлено, що збагачення розчинів фульвокислот розчиненим киснем шляхом додавання до них пероксиду водню призводить до підвищення ефективності біофільтрування
в 2 рази.

Запропоновано метод відновлення структурно-сорбційних характеристик біологічно активного вугілля, як доповнення до самовільної біорегенерації, шляхом поєднання низькотемпературної теплової обробки із промиванням розчином лугу.

Запропонована раціональна послідовність здійснення технологічних процесів при підготовці питної води з поверхневих джерел водопостачання з високим вмістом природних органічних речовин для отримання високоякісної, біологічно стабільної води.

У дисертації вирішена задача зниження екологічного ризику для населення при споживанні питної води шляхом досягнення біологічної стабільності води при водопідготовці за рахунок трансформації та глибокого вилучення природних органічних речовин, що перешкоджає утворенню токсичних хлорорганічних сполук і біообростанню водорозподільних мереж.

1. Показано, що ефективність біофільтрування розчинів ФК на БАВ залежить від рівня БДОВ у загальному вмісті органічного вуглецю та зміни вільної енергії адсорбції, які добре між собою корелюють. Зниження частки БДОВ шляхом попереднього аерування знижує ефективність біофільтрування розчинів ФК.

2. Багатоступеневе озонування розчинів ФК суттєво підвищує вміст БДОВ, загальну ефективність біофільтрування і призводить до зниження БДОВ до величини 0,3 мг С/дм³ після біофільтрування, що відповідає стану біологічно стабільної води.

3. Вперше встановлено, що збагачення розчинів ФК розчиненим киснем шляхом додавання до них пероксиду водню з концентрацією 5 мг/дм³ призводить до підвищення ефективності біофільтрування в 2 рази.

4. Вперше встановлено, що ступінь самовільної біорегенерації БАВ від ПОР в процесі довготривалої роботи фільтра з очистки питної води досягає 68-83% у верхній частині фільтра і 90-99% в нижній частині фільтра.

5. Практично повне відновлення адсорбційних властивостей БАВ після тривалого фільтрування в доповнення до самовільної біорегенерації може бути здійснене шляхом поєднання низькотемпературної теплової обробки АВ із промиванням його розчином лугу.

6. На основі отриманих даних запропоновано раціональну послідовність здійснення технологічних процесів при підготовці питної води з поверхневих джерел водопостачання з високим вмістом ПОР для отримання високоякісної біологічно стабільної води із вмістом БДОВ 0,3 мг С/дм³.

Публікації автора:

1. Гончарук В.В. Современные проблемы технологии подготовки питьевой воды / В.В. Гончарук, Н.А. Клименко, Л.А. Савчина, Т.Л. Врубель, И.П. Козятник // Химия и технология воды. – 2006. – Т. 28, №1. – С.3-95.

Пошук даних літератури про поведінку ПОР в процесах водопідготовки. Участь в обговоренні та написанні статті.

2. Клименко Н.А. Оценка ресурсных возможностей активного угля в процессах доочистки водопроводной питьевой воды / Н.А. Клименко, Л.А. Савчина, А.О. Самсони-Тодоров,
   И.П. Козятник // Химия и технология воды.– 2006. – Т.28, №4. – С.356-369.

Оцінка ступеня біорегенерації БАВ. Виконання регенерації АВ шляхом промивання водою, розчинами кислоти та лугу, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

3. Клименко Н.А. Взаимодействие пероксида водорода со слоем активного угля в процессе фильтрования раствора Н₂О₂ / Н.А. Клименко, И.П. Козятник, Л.А. Савчина // Химия и технология воды. – 2006. – Т.28, №5. – С.438-445.

Виконання дослідів з фільтрування розчинів пероксиду водню через шар АВ, математична обробка результатів, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

4. Гончарук В.В. Естественная биорегенерация активных углей в фильтрах доочистки питьевой воды при их длительной эксплуатации / В.В. Гончарук, И.П. Козятник, Н.А. Клименко,
   Л.А. Савчина // Химия и технология воды. – 2007. – Т.29, №6. – С.546-559.

Оцінювання структурно-адсорбційних характеристик АВ після самовільної біорегенерації, додаткового промивання дистильованою водою, розчином гідроксиду натрію та хлороформом. Участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

5. Klymenko N.A. Estimation of features of activated carbon materials used for drinking water purification / N.A. Klymenko, L.A. Savchyna, I.P. Kozyatnyk // Polish J. Chem. – 2008. – V.82. – P.283-290.

Оцінювання структурно-адсорбційних характеристик АВ після самовільної біорегенерації. Участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

6. Козятник И.П. Использование пероксида водорода для повышения эффективности работы фильтра с биологически активным углем / И.П. Козятник, Н.А. Клименко, Л.А. Савчина,
   Т.Л. Врубель // Химия и технология воды. – 2008. – Т.30, №2. – С.136-149.

Виконання дослідів з динамічного фільтрування розчинів ФК з пероксидом водню та без нього через шар АВ, визначення концентрації розчиненого кисню, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

7. Пат. 76034 Україна, МПК⁷ C02F 1/28 C02F 3/34. Спосіб очистки води від органічних забруднень / Мєшкова-Клименко Н.А., Савчина Л.А., Гречаник С.В., Невинна Л.В.,
   Швиденко О.Г., Титаренко Н.З., Козятник І.П.; заявник і патентовласник Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України. – №20040907759; заявл. 24.09.2004; опубл. 15.06.2006, Бюл. №6.

Визначення структурно-сорбційних характеристик АВ після біорегенерації та промивання лугом. Участь в обговоренні результатів досліджень та оформленні патенту.

8. Пат. 82627 Україна, МПК⁷ C02F 1/28 C02F 3/06 C02F 3/26. Спосіб роботи адсорбційного фільтра / Козятник І.П., Мєшкова-Клименко Н.А., Савчина Л.А., Врубель Т.Л., Титаренко Н.З.; заявник і патентовласник Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України. – №а200703361; заявл. 28.03.2007; опубл. 25.04.2008, Бюл. №8.

Проведення експериментів з біофільтрування розчинів ФК та пероксиду водню через шар АВ. Участь в обговоренні результатів досліджень та оформленні патенту.

9. Клименко Н.А. Сочетание биорегенерации активных углей с другими методами регенерации / Н.А. Клименко, Л.А. Савчина, И.П. Козятник // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2008.– №2. – С.51-55.

Експерименти з визначення структурно-сорбційних характеристик АВ після біорегенерації, обробки ультразвуком, кип’ятіння, прогрівання та промивання лугом. Участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

10. Kozyatnyk I.P. Biodegradable organic carbon change during drinking water treatment /
    I.P. Kozyatnyk, N.A. Klymenko, L.A. Savchyna // IWA Natural Organic Matter: From Source to Tap: 2-4 September 2008.: conference proceedings. – Bath, 2008. – P.632-638.

Виконання дослідів з визначення рівня біологічно доступного органічного вуглецю, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

11. Kozyatnyk I.P. Influence of hydrogen peroxide on activated carbon surface during filtration /
    I.P. Kozyatnyk, N.A. Klimenko // NATO Advanced Research Workshop “Pure and Applied Surface Chemistry and Nanomaterials for Human Life and Environment Protection”, Kyiv, Ukraine:
    15-16 September 2005.: book of abstract. – K., 2005 – P.102.

Виконання дослідів з фільтрування розчинів пероксиду водню через шар АВ, математична обробка результатів, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні тез.

12. Козятник І.П. Визначення ресурсу використання активованого вугілля в процесах доочистки водопровідної питної води / І.П. Козятник, Л.А. Савчина, Н.А. Клименко // Сьома Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”, Київ, Київський Національний Університет ім. Тараса Шевченка, 18-19 травня 2006 р.: збірка тез доповідей. – K., 2006 – С.171.

13. Kozyatnyk I.P. Release of activated carbon microporosity after drinking water preparation /
    I.P. Kozyatnyk, N.A. Klimenko // X Ukrainian-Polish Symposium “Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications”, Lviv-Uzlissia, Ukraine,
    26-30 September, 2006.: proceedings. – Lviv, 2006 – P.175-176.

Виконання регенерації АВ шляхом промивання водою, розчинами кислоти та лугу, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні тез.

14. Kozyatnyk I.P. Regeneration of activated carbon by ecologically acceptable methods after long-time drinking water purification / I.P. Kozyatnyk, L.A Savchyna, O.O. Samsoni-Todorova // XI Polish-Ukrainian Symposium “Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications”, Krasnobrd-Zamo, Poland, 22-26 August, 2007.: program and proceedings. – Krasnobrd-Zamo, 2007. – P.67.

Експерименти з визначення структурно-сорбційних характеристик АВ після біорегенерації, обробки ультразвуком, киплячою водою, прогрівання та промивання лугом. Участь в обговоренні результатів досліджень та написанні тез.

15. Kozyatnyk I. Using of hydrogen peroxide for increasing of biologically active carbon filter work efficiency / I. Kozyatnyk, N. Klymenko // VI European Congress of Chemical Engineering, Copenhagen, Denmark, 16-20 September 2007.: book of abstracts. – Copenhagen, 2007. – P.357-358.

16. Kozyatnyk I.P. Effect of hydrogen peroxide and microbiological activity on the structural characteristics of activated carbon / I.P. Kozyatnyk, L.A Savchyna, T.V. Poliakova // 22^nd Conference of the European Colloid and Interface Society, Crakow, Poland, 31 August – 5 September 2008.: book of abstracts. – Crakow, 2008. – P.481.

Виконання дослідів з фільтрування розчинів ФК з пероксидом водню та без нього через шар АВ, визначення концентрації розчиненого кисню, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні тез.

17. Kozyatnyk I. Changing of biodegradable organic carbon value in some drinking water treatment processes / I. Kozyatnyk, L. Savchyna // The 3rd Central and Eastern Europe Conference on Health and the Environment, Cluj-Napoca, Romania, 19-22 October 2008.: abstracts. – Cluj-Napoca, 2008. – P.50.

Виконання дослідів з визначення рівня біологічно доступного органічного вуглецю, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні тез.