Анотація до роботи:

Носачова Ю. В. Створення нових засобів і технологій для забезпечення ресурсозбереження у промисловому водоспоживанні .–Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – Екологічна безпека. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006.

Вивчено процеси стабілізаційної обробки води з використанням інгібіторів накипоутворення. Розроблені методики синтезу даних речовин з доступних та дешевих реагентів, оцінено їх ефективність по відношенню до стабілізації карбонатно- та сульфатно-кальцієвих розчинів та зниженню корозійної агресивності води. Вибрані умови іонообмінного пом’якшення води з використанням слабокислотних катіонітів, а також умови регенерації даних катіонітів. На основі слабоосновного аніоніту АН–31 створені поліамфоліти для комплексного пом’якшення оборотних вод. Розроблено умови багаторазового використання регенераційних розчинів після відновлення сильнокислотних катіонітів в Са²⁺- та Мg²⁺-формі. Показано, що сильнокислотні катіоніти ефективно регенеруються розчинами хлористого натрію в нейтральному та слаболужному середовищі. Створено маловідходні ефективні технології іонообмінного пом’якшення води з використанням слабокислотних катіонітів та натрій-катіонних фільтрів.

1. Розроблено прості, надійні методи синтезу ефективних стабілізаторів накипоутворення із простих доступних речовин – етаноламінів, о-фосфорної кислоти, формаліну, перекису водню, гіпофосфіту натрію. Розроблено принципові технологічні схеми синтезу кислих алкіламінофосфатів та нітрилоксиетилдиметиленфосфонової кислоти.

2. Встановлено, що аміак, уротропін, етаноламіни (МЕА, ТЕА, НОТЕА) та морфолін при обробці артезіанської води з карбонатною твердістю (Т=5,2 мг-екв/дм³) забезпечують сповільнення накипоутворення на рівні фосфінових кислот (СЕ=28–82%), а моноетаноламін дозволяє досягти повної стабілізації води (СЕ=100%) при дозах 2–5 мг/дм³.

3. Показано, що кислий моноетаноламінфосфат є ефективним інгібітором накипоутворення (СЕ=82–100% при дозах 2 та 5 мг/дм³) при індивідуальному використанні та при використанні разом з іонами цинку. Розроблено ряд композицій, які забезпечують ефективну стабілізацію води по відношенню до накипоутворення при використанні МЕА та КМЕАФ.

4. Вивчено процеси осадкоутворення з водних розчинів сульфату кальцію при 80 С. Показано, що найвищу ефективність, як інгібітори накипоутворення, забезпечують НТФ, НОЕДМФК та композиції на їх основі. Високу ефективність по стабілізації розчину забезпечують НОТЕА та ТЕАДФ, що є значно доступнішими реагентами за нітрилфосфонові кислоти. Встановлено, що при 95 С при відкладенні накипу на зашламлену поверхню ефективність як інгібіторів накипоутворення таких доступних реагентів, як КМЕАФ та НОТЕА близька до ефективності інгібіторів на основі нітрилфосфонових кислот.

5. Визначено вплив розроблених інгібіторів накипоутворення на процеси корозії сталі. Встановлено, що фосфороганічні інгібітори краще знижують швидкість корозії в рухомому водному середовищі. Їх захисний ефект зростає при використанні разом з іонами цинку.

6. Встановлено, що слабокислотний катіоніт Lewatit TP–207 погано регенерується розчинами солей, включаючи і насичений розчин хлористого натрію в нейтральному або слаболужному середовищі. Ефективність регенерації зростає із зниженням рН і ступінь регенерації перевищує 90% при концентрації кислоти >5%.

7. Визначено умови ефективного пом’якшення регенераційних розчинів, що містять хлористий натрій та іони твердості. Показано, що кількість соди, що використовується для пом’якшення розчинів, повинна бути еквівалентною вмісту іонів кальцію, а рН повинно доводитись з допомогою лугу до 11.

8. При модифікації низькоосновного аніоніту АН–31 було отримано поліамфоліти М–АН–31АК, М–АН–31УК, які мали обмінні ємності по іонах твердості близькі до слабокислотного катіоніту Lewatit TP–207.

9. Встановлено, що ефективність регенерації сильнокислотних іонітів розчинами хлористого натрію зростає із підвищенням їх концентрації і не залежить від реакції середовища при рН 6–10,5. Ступінь регенерації перевищує 90% при концентраціях хлористого натрію > 100 г/дм³.

10. Показано, що при регенерації сильнокислотних іонітів пом’якшеними при обробці содою та лугом розчинами ємність іоніту при повторній сорбції іонів твердості, не залежить від реакції пом’якшеного розчину при рН 6–10,5. Ефективної регенерації іонітів досягнуто при питомій витраті розчину хлористого натрію 5–6 дм³/дм³.

11. Розроблені стабілізатори накипоутворення та технології іонообмінного пом’якшення води були апробовані на ВАТ “Стиролбіотех”.

Публікації автора:

1. Гомеля Н. Д., Шаблий Т. А., Носачева Ю. В. Кондиционирование воды для ресурсосберегающих систем водопользования // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2004, № 4. – С. 55–58.

Внесок здобувача: експериментальні дослідження по визначенню впливу складу регенераційних розчинів на обмінну ємність слабокислотного іоніту при пом’якшенні води, аналіз результатів, обгрунтування технологічної схеми.

2. Гомеля Н. Д., Носачева Ю. В. Разработка ингибиторов отложения осадков для обеспечения ресурсосбережения в системах водопотребления // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2004, № 5. – С. 29–32.

Внесок здобувача: синтез та визначення ефективності стабілізаторів накипоутворення в розчинах з карбонатною твердістю, аналіз та оцінка отриманих результатів.

3. Гомеля М. Д., Носачова Ю. В. Створення добавок для забезпечення ресурсозбереження в системах охолодження // Наукові вісті НТУУ. – 2004. – №5. – С. 101 – 105.

Внесок здобувача: визначення ефективності розроблених добавок по зниженню швидкості корозії сталі у водному середовищі, залежності корозійної агресивності води від типу інгібітора.

4. Гомеля Н. Д., Носачева Ю. В. Разработка доступных ионитов для ресурсосберигающих процессов умягчения воды // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2004. – № 6. – С. 51 – 54.

Внесок здобувача: модифікація низькооосновного аніоніту АН–31 та визначення його обмінних ємностей по вилученню іонів кальцію та магнію в статичних та динамічних умовах, оцінка отриманих результатів.

5. Пат. 6445 Україна, МКВ⁷ С 23 F 11/08, С 07 F 9/09. Спосіб одержання інгібітора накипоутворення та корозії сталі КМЕАФ–1 / Гомеля М. Д., Носачова Ю. В. (Україна). – № 20040806782; Заявл. 12.08.2004; Опубл. 16.05.2005, Бюл. № 5. – 2 с.

Внесок здобувача: створення методу одержання та визначення ефективності як інгібітора корозії сталі та стабілізатора накипоутворення КМЕАФ–1.

6. Пат. 50436А Україна, МКВ С 23 F 11/08, С 07 F 9/09. Спосіб отримання диметилолфосфінової кислоти – інгібітора корозії сталі, стабілізатора накипоутворення / Гомеля М. Д., Шаблій Т. О., Носачова Ю. В. (Україна). – № 2002010255; Заявл. 10.01.2002; Опубл. 15.10.2002, Бюл. № 10. – 2 с.

Внесок здобувача: експериментальне отримання диметилолфосфінової кислоти та визначення її властивостей як інгібітора корозії сталі та стабілізатора накипоутворення.

7. Пат. 6443 Україна, МКВ⁷ С 23 F 11/08, С 07 F 9/09. Спосіб одержання стабілізатора накипоутворення та інгібітора корозії сталі на основі нітрилоксиетилдиметилфосфонової кислоти (НОЕДМФК) / Гомеля М. Д., Носачова Ю. В. (Україна). – № 20040806779; Заявл. 12.08.2004; Опубл. 16.05.2005, Бюл. № 5. – 2 с.

Внесок здобувача: одержання та визначення ефективності інгібітора корозії сталі та стабілізатора накипоутворення на основі нітрилоксиетилдиметилфосфонової кислоти (НОЕДМФК).

8. Гомеля М. Д., Носачова Ю. В. Розробка інгібіторів відкладення сульфату кальцію для систем охолодження // Збірник наукових статей міжнародної науково-практичної конференції “Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення”.–Харків, 2005.–Т.2.–С. 13–18.

Внесок здобувача: синтез та визначення ефективності інгібіторів накипоутворення сульфатних розчинів, порівняльний аналіз стабілізаторів розчинів сульфату кальцію.

9. Носачова Ю. В. Створення добавок для забезпечення зменшення забору природної води промисловими підприємствами // Праці наукової конференції молодих учених “Охорона водного басейну та контроль якості води”, м. Київ, 2004.–С.67–70.

Внесок здобувача: експерементальне визначення ефективності інгібіторів корозії сталі в нейтральному водному середовищі.

10. Гомеля М. Д., Шаблій Т. О., Носачова Ю. В. Вдосконалення технології реагентного пом’якшення води для зменшення антропогенного навантаження на природні водойми // Сборник научных статей «Вода и здоровье – 2001».– Одесса: ОЦНТЭИ, 2001.–С. 59–62.

Внесок здобувача: експерементальне визначення ефективності та умов реагентного пом’якшення води.

11. Шаблій Т. О., Носачова Ю. В. Розробка маловідходної технології іонообмінного пом’якшення води // Збірка тез доповідей учасників науково-практичної конф. Студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 11–12 трав. 2000 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2000. – С. 162.

Внесок здобувача: вивчено процеси відновлення регенераційних розчинів, обгрунтовано технологічну схему.

12. Шаблій Т. О., Носачова Ю. В., Карапетян Ю. А. Розробка технологічної схеми пом’якшення води з використанням магнетиту // Збірка тез доповідей учасників науково-практичної конф. Студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 14–16 трав. 2001 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2001. – С. 180–181.

Внесок здобувача: вивчила вплив магнетиту на процеси пом’якшення води, визначила умови інтенсифікації реагентного пом’якшення води.

13. Шаблій Т. О., Носачова Ю. В., Васильченко І. П. Дослідження ефективності інгібіторів накипоутворення // Збірка тез доповідей учасників науково-практичної конф. Студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 13–15 трав. 2002 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2002. – С. 582–583.

Внесок здобувача: експериментальне визначення ефективності інгібіторів накипоутворення.

14. Шаблий Т. А., Носачева Ю. В. Ионообменное умягчение воды для ресурсозберигающих систем водопользования // Збірка тез доповідей учасників науково-практичної конф. Студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 14–17 трав. 2003 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2003. – С. 170.

Внесок здобувача: експериментальні дослідження по визначенню впливу складу регенераційних розчинів на обмінну ємність слабокислотного іоніту при пом’якшенні води.

15. Шаблій Т. О., Носачова Ю. В., Васильченко І. П. Розробка нових засобів стабілізаційної обробки води для водооборотних систем водокористування // Збірка тез доповідей учасників науково-практичної конф. Студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство.” (м. Київ, 14–17 трав. 2003 р.) – К.: НТУУ „КПІ”, 2003. – С. 171.

Внесок здобувача: визначення ефективності стабілізаторів накипоутворення, розробка методів їх синтезу.

16. Gomelya N. D., Nosachova J. Working out inhibitors of scale formation and corrosion of steel for assure resource saving in water use systems // Fifth international young scientists’ conference “Environment. Development. Engineering.” (Cracow, 18 – 19 may, 2004) – Cracow: Cracow University of Technology, 2004. – P. 17.

Внесок здобувача: розробка методів контролю процесів накипоутворення та визначення ефективності стабілізаторів накипоутворення.

17. Гомеля Н. Д., Носачева Ю. В. Малоотходная ионнообменная технология умягчения води // Шестой международный конгресс “Вода: экология и технология” ЭКВАТЭК–2004, (Москва 1–4 июня 2004 г.).–М.: ЭКВАТЭК, 2004.–С. 877–878.

Внесок здобувача: експериментальне вивчення процесів іонообмінного пом’якшення води та розробка технології пом’якшення з використанням слабокислотного катіоніту.

18. Гомеля М. Д., Шаблій Т. О., Носачова Ю. В. Ресурсозбереження в промисловому водокористуванні // VІІІ міжнародна науково-практична конференція “Проблеми управління якістю підготовки фахівців-екологів у світлі інтеграції освіти України в європейській простір та перспективні природоохоронні технології”.– Львів, 2003.–С.–34.

Внесок здобувача: вивчено процеси стабілізаційної обробки води реагентами.