Формалізація нелінійних закономірностей розвитку екосистемних процесів при впливі антропогенезу

The analysis of non-linear aspects of the kinetics of organic contaminants’ decomposition in an aquatic ecosystem has substantiated the destruction patterns for environmental pollutants with regard to the biotic component. The findings of studying transformations in oil fractions of porous matters concern a number of indicators that are related to the biotic component of the ecosystem and previously disregarded in the sample models. In particular, it concerns the extent of biodegradation, bioassimilation and biotoxication of the natural environment. The study has revealed that these indicators influence the quality of assessing the carrying capacity of an ecosystem.The developed formalized model of synergistic patterns in the evolution of species allows us to consider the reconstructive potential of the corresponding ecosystem and a possibility to assimilate all types of pollutants due to the genesis of species and their populations. This entails that the model includes bifurcation of genetic variability, which manifests itself through an autocatalysis process of mutations at different organisation levels of living organisms under the influence of external environmental factors (including determinism of resources and their quality). The study has disclosed a possibility of formalizing the living systems of different taxonomic ranks. The modelling accounted for the factors of self-regulation and autocatalysis at different organisation levels of the population and organisms.Представлены результаты анализа моделей нелинейной кинетики экосистемных процессов при воздействии загрязнителей и распространении органических примесей в окружающей среде. Обоснована необходимость учета при анализе антропогенного влияния на биосферу процессов автокатализа и самоорганизации живых систем. Разработана модель синергетических закономерностей эволюции видов в контексте традиционного континуального представления при учете бифуркационных механизмов синергетической теории познания.Представлені результати аналізу моделей нелінійної кінетики екосистемних процесів при впливі забруднювачів і поширенні органічних домішок у довкіллі. Обґрунтовано необхідність врахування при аналізі антропогенного впливу на біосферу процесів автокаталізу і самоорганізації живих систем. Розроблено модель синергетичних закономірностей еволюції видів у контексті традиційного континуальної уявлення при обліку біфуркаційних механізмів синергетичної теорії пізнання

The Removal of Hydrogen Sulfide in the Biodesulfurization System Using Granulated Phosphogypsum

This paper focuses on the study the possibility of phosphogypsum utilization in the biotechnological processes for hydrogen sulfide removal from biogas. The optimal parameters of the process of granulation dihydrate phosphogypsum were determined. The biochemical characteristics of granular carrier based on phosphogypsum was studied. The efficiency of the gas cleaning under immobilization of the thiobacillus on the surface support medium was analyzed. The main parameters of the gas cleaning process were determined. The degree of H2S removal from a gas stream was 98.22% at pH = 5.0 and optimum empty bed residence time of 10 h. The possibility of the phosphogypsum using as a new type of mineral support medium for the associations of sulfur-oxidizing microorganisms developing was determined in the process of biological gases purification from sulfur compounds. It was the first time both theoretically and experimentally proved that the mineral support on the basis of phosphogypsum has a sufficient micro and macro elements that necessary for the thiobacteria development. Thus it is eliminating the need to supply additional sources of feeding organisms to biofilter. The gas purification biotechnology with support medium using on the basis of phosphogypsum was developed. This technological solution which allows providing the high quality of gas stream purification with a high content of sulfur compounds, particularly hydrogen sulfide (more than 10% of the gas total volume)

Біоіндикаційні дослідження стану придорожніх екосистем

The object of the research is the ecosystems that are directly adjacent to the Ukrainian highways of interstate, state and regional importance. The areas on the roads М02, М03, Н07, Н12 and Р44 were under investigation. Assessment of the emissions of roadside ecosystems is a perspective and difficult task. One of the key problems is the detection of the trends of vehicles movement impact on roadside ecosystems.During the study, bioindicative methods were used. The lichen indication method was used to study the pollution of atmospheric air by sulfur oxides. Phytotesting of soils from the studied sites was also applied.The results of bioindicative studies have shown that the level of air pollution by sulfur dioxide along the highways of inter-state importance is higher than others. At the sites of these roads, the concentration of sulfur dioxide exceeds the maximum permissible. This can be explained by the intensive movement of vehicles, including trucks. After all, combustion of diesel fuel is a significant source of sulfur dioxide. According to the calculation of phytotoxicity effect of the soil, selected on the studied sites, the highest level of soil contamination is also observed along the interstate highways. The studies have shown that the impact on roadside ecosystems depends on the category of a highway, as well as its technical condition. The impact level is higher on the roads with high traffic density and areas with poor technical roadbed condition.Проведено исследование состояния придорожных экосистем вдоль автомагистралей Украины различных категорий. Исследовались участки на дорогах М02, М03, Н07, Н12 и Р44. Оценка воздействия на экосистемы осуществлялась биоиндикационными методами, с помощью лишайников и высших растений (овес). Показано, что уровень загрязнения придорожных экосистем тем больше, чем выше категория дороги, а соответственно интенсивность движения автотранспорта.Проведено исследование состояния придорожных экосистем вдоль автомагистралей Украины различных категорий. Исследовались участки на дорогах М02, М03, Н07, Н12 и Р44. Оценка воздействия на экосистемы осуществлялась биоиндикационными методами, с помощью лишайников и высших растений (овес). Показано, что уровень загрязнения придорожных экосистем тем больше, чем выше категория дороги, а соответственно интенсивность движения автотранспорта

Біоіндикаційні дослідження стану придорожніх екосистем

The object of the research is the ecosystems that are directly adjacent to the Ukrainian highways of interstate, state and regional importance. The areas on the roads М02, М03, Н07, Н12 and Р44 were under investigation. Assessment of the emissions of roadside ecosystems is a perspective and difficult task. One of the key problems is the detection of the trends of vehicles movement impact on roadside ecosystems.During the study, bioindicative methods were used. The lichen indication method was used to study the pollution of atmospheric air by sulfur oxides. Phytotesting of soils from the studied sites was also applied.The results of bioindicative studies have shown that the level of air pollution by sulfur dioxide along the highways of inter-state importance is higher than others. At the sites of these roads, the concentration of sulfur dioxide exceeds the maximum permissible. This can be explained by the intensive movement of vehicles, including trucks. After all, combustion of diesel fuel is a significant source of sulfur dioxide. According to the calculation of phytotoxicity effect of the soil, selected on the studied sites, the highest level of soil contamination is also observed along the interstate highways. The studies have shown that the impact on roadside ecosystems depends on the category of a highway, as well as its technical condition. The impact level is higher on the roads with high traffic density and areas with poor technical roadbed condition.Проведено исследование состояния придорожных экосистем вдоль автомагистралей Украины различных категорий. Исследовались участки на дорогах М02, М03, Н07, Н12 и Р44. Оценка воздействия на экосистемы осуществлялась биоиндикационными методами, с помощью лишайников и высших растений (овес). Показано, что уровень загрязнения придорожных экосистем тем больше, чем выше категория дороги, а соответственно интенсивность движения автотранспорта.Проведено исследование состояния придорожных экосистем вдоль автомагистралей Украины различных категорий. Исследовались участки на дорогах М02, М03, Н07, Н12 и Р44. Оценка воздействия на экосистемы осуществлялась биоиндикационными методами, с помощью лишайников и высших растений (овес). Показано, что уровень загрязнения придорожных экосистем тем больше, чем выше категория дороги, а соответственно интенсивность движения автотранспорта

Обгрунтування еколого-енергетичного підходу до удосконалення технологічних регламентів систем водоочищення

The object of research is the environmental safety of wastewater treatment plants while minimizing resource costs for the implementation of technological processes for the removal of pollutants from effluents. There are factors that comprehensively create the prerequisites for the inefficiency of activities to maintain the environmental safety of wastewater treatment systems, and, accordingly, the complexity of implementing their technical regulation. These factors include:– lack of real –time information on a specific combined process of water treatment, the complexity of its adequate research, even in laboratory conditions;– lack and/or low accuracy and speed of modern technical means of measuring the composition of aqueous solutions, especially in industrial conditions.Elimination of the influence of negative factors is achieved by improving the scientific and theoretical foundations for the creation of technological regulations for wastewater treatment plants while improving the environmental safety of industrial facilities, taking into account the requirements for reducing resource costs according to the concept of synthesis of environmental management systems.The environmental and energy criterion for assessing the functioning of wastewater treatment facilities is substantiated and analytically obtained. An analysis of the results of production implementation allows to state that the environmental and energy criterion, which shows the specific energy consumption for ensuring the environmental safety of water treatment, is acceptable to use when setting up industrial water treatment systems and creating their technological regulations. During the month of production research, the value of the environmental and energy criterion had deviations from the set by ± 3.4 %, which is a technologically acceptable indicator.An improved concept for setting integrated goals for achieving environmentally friendly sanitation in accordance with international systems for assessing the quality of enterprise management on the basis of environmental and energy criteria creates the prerequisites for obtaining an ISO 14001 certificate. Implementation of environmental management systems will provide:– reduction of financial expenses due to saving of natural resources and reduction of penalties;– profit growth due to potential implementation of reuse of water resources.Объектом исследования является экологическая безопасность сооружений очистки сточных вод при минимизации ресурсозатрат на реализацию технологических процессов удаления загрязнителей со стоков. Существуют факторы, которые комплексно создают предпосылки для неэффективности деятельности по поддержанию экологической безопасности систем очистки сточных вод, а соответственно, и сложности реализации их технического регулирования. К таким факторам относятся:– отсутствие в режиме реального времени полноты информации относительно конкретного комбинированного процесса водоочистки, сложность его адекватного исследования даже в лабораторных условиях;– отсутствие и/или низкие точность и быстродействие современных технических средств измерений состава водных растворов, особенно в промышленных условиях.Устранение влияния негативных факторов достигается путем совершенствования научно-теоретических основ создания технологических регламентов сооружений очистки сточных вод при повышении экологической безопасности промышленных объектов с учетом требований уменьшения ресурсозатрат согласно концепции синтеза систем экологического менеджмента.Обосновано и аналитически получено эколого-энергетический критерий оценки функционирования сооружений очистки сточных вод. Анализ результатов производственного внедрения позволил констатировать, что эколого-энергетический критерий, показывающий удельные энергозатраты для обеспечения экологической безопасности водоочистки, приемлемо применять при настройке промышленных систем водоочистки и создании их технологических регламентов. В течение месяца производственных исследований значения эколого-энергетического критерия имели отклонения от заданного на ±3,4 %, что является технологически приемлемым показателем. Усовершенствованная концепция постановки интегрированных целей достижения экологически безопасного водоотведения согласно международных систем оценки качества управления предприятиями на основе эколого-энергетического критерия создает предпосылки для получения сертификата ISO 14001. Внедрение систем экологического менеджмента обеспечит:– снижение финансовых расходы за счет экономии природных ресурсов и уменьшения штрафных санкций;– рост прибыли благодаря потенциальной реализации повторного использования водных ресурсов.Об’єктом дослідження є екологічна безпека споруд очищення стічних вод при мінімізації ресурсовитрат на реалізацію технологічних процесів видалення забруднювачів із стоків. Існують фактори, які комплексно створюють передумови щодо неефективності діяльності із підтримання екологічної безпеки систем очищення стічних вод, а відповідно, і складності реалізації їх технічного регулювання. До таких чинників відносяться:– відсутність у режимі реального часу повноти інформації щодо конкретного комбінованого процесу водоочищення, складність його адекватного дослідження навіть у лабораторних умовах;– відсутність і/або низькі точність та швидкодія сучасних технічних засобів вимірювань складу водних розчинів, особливо у промислових умовах.Усунення впливу негативних чинників досягається шляхом удосконалення науково-теоретичних засад створення технологічних регламентів споруд очищення стічних вод при підвищенні екологічної безпеки промислових об'єктів з урахуванням вимог зменшення ресурсовитрат згідно концепції синтезу систем екологічного менеджменту.Обґрунтовано та аналітично отримано еколого-енергетичний критерій оцінки функціонування споруд очищення стічних вод. Аналіз результатів виробничого впровадження дозволив констатувати, що еколого-енергетичний критерій, який показує питомі енергозатрати для забезпечення екологічної безпеки водоочищення, прийнятно застосовувати при налаштуванні промислових систем водоочищення та створенні їх технологічних регламентів. Протягом місяця виробничих досліджень значення еколого-енергетичного критерію мали відхилення від заданого на ±3,4 %, що є технологічно прийнятним показником.Удосконалена концепція постановки інтегрованих цілей досягнення екологічно безпечного водовідведення згідно міжнародних систем оцінки якості управління підприємствами на основі еколого-енергетичного критерію створює передумови для отримання сертифікату ISO 14001. Впровадження систем екологічного менеджменту забезпечить:– зниження фінансових витрати за рахунок економії природних ресурсів і зменшення штрафних санкцій;– зростання прибутку завдяки потенційній реалізації повторного використання водних ресурсів

Intensification of Waste Valorization Techniques for Biogas Production on the Example of Clarias gariepinus Droppings

This study aims to evaluate the process of biogas production from the droppings of Clarias gariepinus under intensification of methanogenesis using electrolysis pretreatment and electrofermentation in comparison with the addition of stimulating substances (humates and zeolites). For the realization of a series of experiments, laboratory installations of electrolysis and electro fermentation were developed. The following parameters were monitored: biogas composition, chemical oxygen demand, redox potential, hydrogen potential, nitrates, ammonia–ammonium, and nitrites. A taxonomic classification and review of the metabolic pathways were performed using the KEGG, MetaCyc, and EzTaxon databases. The stimulation of biomethanogenesis in the utilization of catfish droppings by the introduction of additional electron donors—exogenous hydrogen (electro fermentation)—was confirmed. The electro-fermentation process released 4.3 times more methane compared to conventional conditions and stimulant additives and released 1.7 times more with electrolysis pretreatment. The main metabolic pathways of electron acceptor recruitment using bioinformatic databases are highlighted, and models of CO2 transformation involving exogenous hydrogen along the chain of metabolic reactions of methanogenesis are generated. The summary model of metabolic pathways of methanogenesis are also proposed. Based on the results of the present and previous studies, two technological solutions are proposed to implement the process of anaerobic treatment intensification of excreta of the clariid catfish. Additional studies should include the optimization of the operation mode of electro-fermentation and electrolysis pretreatment of the substrate during the aquacultivation process

Обгрунтування еколого-енергетичного підходу до удосконалення технологічних регламентів систем водоочищення

The object of research is the environmental safety of wastewater treatment plants while minimizing resource costs for the implementation of technological processes for the removal of pollutants from effluents. There are factors that comprehensively create the prerequisites for the inefficiency of activities to maintain the environmental safety of wastewater treatment systems, and, accordingly, the complexity of implementing their technical regulation. These factors include:– lack of real –time information on a specific combined process of water treatment, the complexity of its adequate research, even in laboratory conditions;– lack and/or low accuracy and speed of modern technical means of measuring the composition of aqueous solutions, especially in industrial conditions.Elimination of the influence of negative factors is achieved by improving the scientific and theoretical foundations for the creation of technological regulations for wastewater treatment plants while improving the environmental safety of industrial facilities, taking into account the requirements for reducing resource costs according to the concept of synthesis of environmental management systems.The environmental and energy criterion for assessing the functioning of wastewater treatment facilities is substantiated and analytically obtained. An analysis of the results of production implementation allows to state that the environmental and energy criterion, which shows the specific energy consumption for ensuring the environmental safety of water treatment, is acceptable to use when setting up industrial water treatment systems and creating their technological regulations. During the month of production research, the value of the environmental and energy criterion had deviations from the set by ± 3.4 %, which is a technologically acceptable indicator.An improved concept for setting integrated goals for achieving environmentally friendly sanitation in accordance with international systems for assessing the quality of enterprise management on the basis of environmental and energy criteria creates the prerequisites for obtaining an ISO 14001 certificate. Implementation of environmental management systems will provide:– reduction of financial expenses due to saving of natural resources and reduction of penalties;– profit growth due to potential implementation of reuse of water resources.Объектом исследования является экологическая безопасность сооружений очистки сточных вод при минимизации ресурсозатрат на реализацию технологических процессов удаления загрязнителей со стоков. Существуют факторы, которые комплексно создают предпосылки для неэффективности деятельности по поддержанию экологической безопасности систем очистки сточных вод, а соответственно, и сложности реализации их технического регулирования. К таким факторам относятся:– отсутствие в режиме реального времени полноты информации относительно конкретного комбинированного процесса водоочистки, сложность его адекватного исследования даже в лабораторных условиях;– отсутствие и/или низкие точность и быстродействие современных технических средств измерений состава водных растворов, особенно в промышленных условиях.Устранение влияния негативных факторов достигается путем совершенствования научно-теоретических основ создания технологических регламентов сооружений очистки сточных вод при повышении экологической безопасности промышленных объектов с учетом требований уменьшения ресурсозатрат согласно концепции синтеза систем экологического менеджмента.Обосновано и аналитически получено эколого-энергетический критерий оценки функционирования сооружений очистки сточных вод. Анализ результатов производственного внедрения позволил констатировать, что эколого-энергетический критерий, показывающий удельные энергозатраты для обеспечения экологической безопасности водоочистки, приемлемо применять при настройке промышленных систем водоочистки и создании их технологических регламентов. В течение месяца производственных исследований значения эколого-энергетического критерия имели отклонения от заданного на ±3,4 %, что является технологически приемлемым показателем. Усовершенствованная концепция постановки интегрированных целей достижения экологически безопасного водоотведения согласно международных систем оценки качества управления предприятиями на основе эколого-энергетического критерия создает предпосылки для получения сертификата ISO 14001. Внедрение систем экологического менеджмента обеспечит:– снижение финансовых расходы за счет экономии природных ресурсов и уменьшения штрафных санкций;– рост прибыли благодаря потенциальной реализации повторного использования водных ресурсов.Об’єктом дослідження є екологічна безпека споруд очищення стічних вод при мінімізації ресурсовитрат на реалізацію технологічних процесів видалення забруднювачів із стоків. Існують фактори, які комплексно створюють передумови щодо неефективності діяльності із підтримання екологічної безпеки систем очищення стічних вод, а відповідно, і складності реалізації їх технічного регулювання. До таких чинників відносяться:– відсутність у режимі реального часу повноти інформації щодо конкретного комбінованого процесу водоочищення, складність його адекватного дослідження навіть у лабораторних умовах;– відсутність і/або низькі точність та швидкодія сучасних технічних засобів вимірювань складу водних розчинів, особливо у промислових умовах.Усунення впливу негативних чинників досягається шляхом удосконалення науково-теоретичних засад створення технологічних регламентів споруд очищення стічних вод при підвищенні екологічної безпеки промислових об'єктів з урахуванням вимог зменшення ресурсовитрат згідно концепції синтезу систем екологічного менеджменту.Обґрунтовано та аналітично отримано еколого-енергетичний критерій оцінки функціонування споруд очищення стічних вод. Аналіз результатів виробничого впровадження дозволив констатувати, що еколого-енергетичний критерій, який показує питомі енергозатрати для забезпечення екологічної безпеки водоочищення, прийнятно застосовувати при налаштуванні промислових систем водоочищення та створенні їх технологічних регламентів. Протягом місяця виробничих досліджень значення еколого-енергетичного критерію мали відхилення від заданого на ±3,4 %, що є технологічно прийнятним показником.Удосконалена концепція постановки інтегрованих цілей досягнення екологічно безпечного водовідведення згідно міжнародних систем оцінки якості управління підприємствами на основі еколого-енергетичного критерію створює передумови для отримання сертифікату ISO 14001. Впровадження систем екологічного менеджменту забезпечить:– зниження фінансових витрати за рахунок економії природних ресурсів і зменшення штрафних санкцій;– зростання прибутку завдяки потенційній реалізації повторного використання водних ресурсів

Обгрунтування еколого-енергетичного підходу до удосконалення технологічних регламентів систем водоочищення

The object of research is the environmental safety of wastewater treatment plants while minimizing resource costs for the implementation of technological processes for the removal of pollutants from effluents. There are factors that comprehensively create the prerequisites for the inefficiency of activities to maintain the environmental safety of wastewater treatment systems, and, accordingly, the complexity of implementing their technical regulation. These factors include:– lack of real –time information on a specific combined process of water treatment, the complexity of its adequate research, even in laboratory conditions;– lack and/or low accuracy and speed of modern technical means of measuring the composition of aqueous solutions, especially in industrial conditions.Elimination of the influence of negative factors is achieved by improving the scientific and theoretical foundations for the creation of technological regulations for wastewater treatment plants while improving the environmental safety of industrial facilities, taking into account the requirements for reducing resource costs according to the concept of synthesis of environmental management systems.The environmental and energy criterion for assessing the functioning of wastewater treatment facilities is substantiated and analytically obtained. An analysis of the results of production implementation allows to state that the environmental and energy criterion, which shows the specific energy consumption for ensuring the environmental safety of water treatment, is acceptable to use when setting up industrial water treatment systems and creating their technological regulations. During the month of production research, the value of the environmental and energy criterion had deviations from the set by ± 3.4 %, which is a technologically acceptable indicator.An improved concept for setting integrated goals for achieving environmentally friendly sanitation in accordance with international systems for assessing the quality of enterprise management on the basis of environmental and energy criteria creates the prerequisites for obtaining an ISO 14001 certificate. Implementation of environmental management systems will provide:– reduction of financial expenses due to saving of natural resources and reduction of penalties;– profit growth due to potential implementation of reuse of water resources.Объектом исследования является экологическая безопасность сооружений очистки сточных вод при минимизации ресурсозатрат на реализацию технологических процессов удаления загрязнителей со стоков. Существуют факторы, которые комплексно создают предпосылки для неэффективности деятельности по поддержанию экологической безопасности систем очистки сточных вод, а соответственно, и сложности реализации их технического регулирования. К таким факторам относятся:– отсутствие в режиме реального времени полноты информации относительно конкретного комбинированного процесса водоочистки, сложность его адекватного исследования даже в лабораторных условиях;– отсутствие и/или низкие точность и быстродействие современных технических средств измерений состава водных растворов, особенно в промышленных условиях.Устранение влияния негативных факторов достигается путем совершенствования научно-теоретических основ создания технологических регламентов сооружений очистки сточных вод при повышении экологической безопасности промышленных объектов с учетом требований уменьшения ресурсозатрат согласно концепции синтеза систем экологического менеджмента.Обосновано и аналитически получено эколого-энергетический критерий оценки функционирования сооружений очистки сточных вод. Анализ результатов производственного внедрения позволил констатировать, что эколого-энергетический критерий, показывающий удельные энергозатраты для обеспечения экологической безопасности водоочистки, приемлемо применять при настройке промышленных систем водоочистки и создании их технологических регламентов. В течение месяца производственных исследований значения эколого-энергетического критерия имели отклонения от заданного на ±3,4 %, что является технологически приемлемым показателем. Усовершенствованная концепция постановки интегрированных целей достижения экологически безопасного водоотведения согласно международных систем оценки качества управления предприятиями на основе эколого-энергетического критерия создает предпосылки для получения сертификата ISO 14001. Внедрение систем экологического менеджмента обеспечит:– снижение финансовых расходы за счет экономии природных ресурсов и уменьшения штрафных санкций;– рост прибыли благодаря потенциальной реализации повторного использования водных ресурсов.Об’єктом дослідження є екологічна безпека споруд очищення стічних вод при мінімізації ресурсовитрат на реалізацію технологічних процесів видалення забруднювачів із стоків. Існують фактори, які комплексно створюють передумови щодо неефективності діяльності із підтримання екологічної безпеки систем очищення стічних вод, а відповідно, і складності реалізації їх технічного регулювання. До таких чинників відносяться:– відсутність у режимі реального часу повноти інформації щодо конкретного комбінованого процесу водоочищення, складність його адекватного дослідження навіть у лабораторних умовах;– відсутність і/або низькі точність та швидкодія сучасних технічних засобів вимірювань складу водних розчинів, особливо у промислових умовах.Усунення впливу негативних чинників досягається шляхом удосконалення науково-теоретичних засад створення технологічних регламентів споруд очищення стічних вод при підвищенні екологічної безпеки промислових об'єктів з урахуванням вимог зменшення ресурсовитрат згідно концепції синтезу систем екологічного менеджменту.Обґрунтовано та аналітично отримано еколого-енергетичний критерій оцінки функціонування споруд очищення стічних вод. Аналіз результатів виробничого впровадження дозволив констатувати, що еколого-енергетичний критерій, який показує питомі енергозатрати для забезпечення екологічної безпеки водоочищення, прийнятно застосовувати при налаштуванні промислових систем водоочищення та створенні їх технологічних регламентів. Протягом місяця виробничих досліджень значення еколого-енергетичного критерію мали відхилення від заданого на ±3,4 %, що є технологічно прийнятним показником.Удосконалена концепція постановки інтегрованих цілей досягнення екологічно безпечного водовідведення згідно міжнародних систем оцінки якості управління підприємствами на основі еколого-енергетичного критерію створює передумови для отримання сертифікату ISO 14001. Впровадження систем екологічного менеджменту забезпечить:– зниження фінансових витрати за рахунок економії природних ресурсів і зменшення штрафних санкцій;– зростання прибутку завдяки потенційній реалізації повторного використання водних ресурсів

Methods for Intensifying Biogas Production from Waste: A Scientometric Review of Cavitation and Electrolysis Treatments

This article presents future trends in research using microbiological methods to intensify bioprocesses for biogas production. The pretreatment by combinations of physical and chemical methods, such as cavitation and electrolysis, is considered. The approach of the article involved reviewing the residual area on the intensification technologies of anaerobic digestion with current methods to improve the quality and quantity of biogas. The most valuable reported positive results of the pretreatment of biological rawmaterials in the cavitation process were reviewed and are presented here. A model of the effect of electrolysis on the species diversity of bacteria in anaerobic digestion was developed, and changes in the dominance of the ecological and trophic systems were revealed on the basis of previous studies. The stimulating effect on biogas yield, reduction in the stabilization period of the reactor, and inactivation of microorganisms at lower temperatures is associated with different pretreatment methods that intensify anaerobic digestion. More research is recommended to focus on the electrolysis treatment of different types of waste and their ratios with optimization of regime parameters, as well as in combination with other pretreatments to produce biomethane and biohydrogen in larger quantities and in better qualities

Математичний опис гідродинаміки високоефективного пилогазоочисного апарату

Козій, І. С. Математичний опис гідродинаміки високоефективного пилогазоочисного апарату = Mathematical description hydrodynamics of high-performance dust and gas treatment equipment / І. С. Козій, Л. Д. Пляцук, Л. Л. Гурець // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2021. – № 1 (484). – С. 111–116.Анотація. Мета. Метою роботи є опис фізичної картини поведінки пилогазового потоку та математичне моделювання гідродинаміки високоефективного апарату з регулярною пульсаційною насадкою за рахунок механізму конденсаційного та коагуляційного зростання частинок аерозолю. Методика. Авторами проведено аналіз інформаційних джерел та положень теоретичної гідродинаміки для математичного опису конденсаційного та коагуляційного механізму укрупнення аерозольних часток в досліджуваному апараті. Об’єктом дослідження є вивчення гідродинаміки високоефективного пилогазоочисного апарату. Предметом дослідження є закономірності конденсаційного та коагуляційного механізму укрупнення часток. Результати. В результаті аналізу математичних залежностей в роботі отримано систему диференційних та інтегрально-диференційних рівнянь, які дозволяють описати процес укрупнення аерозольних частинок за рахунок конденсаційного та коагуляційного зростання і, як підсумок, виконувати розрахунок ефективності вловлення туманів та інших аерозолів в високоінтенсивному пилогазоочисному апараті. Розглянуто фізичну та математичну картину взаємодії пилогазового потоку з парорідинною сумішшю – конденсаційний механізм укрупнення аерозольних часток в апараті. Розглянуто механізм утворення і математичний опис вихрового потоку при проходженні циліндричних елементів – коагуляційний механізм зростання аерозольних частинок в апараті. Наукова новизна. Вперше отримано систему диференційних та інтегрально-диференційних рівнянь, які дозволяють описати процес укрупнення аерозольних частинок в апараті досліджуваного типу. Практична значимість. Укрупнення аерозольних частинок в першій зоні апарату відбувається за рахунок механізму конденсаційного зростання, а також турбулентної і броунівський коагуляції, що дозволяє визначити подальшу можливість уловлювання частинок за рахунок інерційного або турбулентному-дифузійного механізму.Abstract. Purpose. The aim of the study is the physical and mathematical description of the mechanisms of the process of capturing fine dust in a equipment with an on-load tap changer due to the mechanism of condensation and coagulation growth of aerosol particles. Method. The authors analyzed information sources and regulations Theoretical hydrodynamics for mathematical description condensation and coagulation mechanism enlargement of aerosol particles in the test device. The object of research is to study the hydrodynamics of a highly efficient dust and gas cleaning device. The subject of the study is the regularities of condensation and coagulation mechanism of particle aggregation. Results. As a result of mathematical dependences, the system of differential and integral-differential equations is obtained, which allow to describe the process of aggregation of aerosol particles due to condensation and coagulation growth and, as a result, calculate the efficiency of fog and other aerosols in high-intensity dust and gas cleaning device. The physical and mathematical picture of interaction of dust-gas flow with vapor-liquid mixture – condensation mechanism of aerosol particles aggregation in the device are considered. The mechanism of formation and mathematical description of the vortex flow during the passage of cylindrical elements – the coagulation mechanism of growth of aerosol particles in the device are considered. Scientific novelty. First obtained system of differential and integral-differential equations to describe the process of enlargement aerosol particles in the investigated device type. Practical importance. The enlargement of aerosol particles in the first zone of the device is due to the mechanism of condensation, as well as turbulent and Brownian coagulation, which allows to determine the further possibility of trapping particles due to inertial or turbulent diffusion mechanism