A STUDY OF THE FLOCCULS STRENGTH OF POLYDISPERSE COAL SUSPENSIONS TO MECHANICAL INFLUENCES

The effect of the concentration and disperse composition on the flocculation strength to mechanical influence is investigated. It is found that the residual rate of floccules sedimentation after the mechanical influence at a constant rate of flocculant has a maximum value at a concentration of solids in the slime in the range of 7-30 g/dm3. The best results are obtained in all the experiments at a solids concentration of 10 g/l. It is found that at a concentration up to 7 g/l and more than 30 g/l, the floccules is formed. They have the lowest residual rate after mechanical influences. With increasing content of the solid fraction of 40-100 microns over 15%, the strength of floccules increases. They retain their shape and relatively high sedimentation rate even after mechanical influence. The obtained data allow to recommend correction of the slime composition before flocculant injection both the concentration close to the optimum, and the content of size fraction of 40-100 mm more than 15 %

STUDY OF THE PROPERTIES OF DRILL CUTTINGS AT THEIR USE AS TECHNOGENIC RAW MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF BUILDING CERAMICS

The possibility of utilizing drill cuttings in the technology of building ceramics is investigated.Using the microscopic and X-ray spectral methods of analysis, the chemical and mineral composition and radiological properties of two samples of drill cuttings – waste gas drilling in the Poltava region – are determined.Using the bioindication method, it is established that the studied drill cuttings are phytotoxic and harm the environment, therefore, they need to be disposed of. According to the radioactivity, the cuttings are investigated, they belong to the materials of the 1st class, which allows using them without restrictions in the construction and production of building materials.The main ceramic-technological characteristics of the cuttings are determined. It is established that one of the cuttings in its composition is pre-burning and burning properties similar to clay rocks, the second cutting is unsintered psammite- aleuropelite material with a high content of calcium and magnesium carbonates, quartz and feldspar. The fundamental possibility of using the studied drill cuttings as the main raw material and mineral additives in the compositions of the masses to obtain wall ceramics with the necessary consumer properties is established

Environmental management implementation in wastewater treatment at a machine-building enterprise: From theory to practice

This study examines environmental management implementation in the context of wastewater treatment at machine-building enterprises. The article aims to assess how effectively environmental management is used in the wastewater treatment system to ensure rational resource use. It is noted that wastewater contains a significant amount of various pollutants that must be removed before disposal. A wastewater samples analysis was carried out to assess the environmental management implementation’s effectiveness. The changes in the concentration of the pollutants during three months were found: the hydrogen indicator decreased from 7.83 mg/dm3 to 7.58 mg/dm3. The oil product concentration increased from 22.2 mg/dm3 to 3.4 mg/dm3, while the fat concentration remained stable. The received results provide important information for improving the wastewater treatment system and environmental management implementation. To ensure environmental safety and compliance with environmental standards, it is necessary to implement environmental management in wastewater treatment at machine-building enterprises. The optimal wastewater treatment technology choice and monitoring program development are described. The article contains practical recommendations for the implementation of environmental management at a machine-building enterprise and a perspective on this direction of development. The research is relevant and useful for machine-building complexes that have problems with wastewater treatment and aim to implement environmental management

Підвищення екологічної безпеки виробництва чипсів шляхом розробки методу очищення та рециклінгу стічних вод

The study deals with determining the effectiveness of mechanical and physical and chemical methods for the treatment of wastewater of potato chips enterprises. It was established that the wastewater that is formed at different stages of production differ in composition. Wastewater after washing and peeling potatoes is contaminated mainly with suspended soil substances of about 500 mg/l, which are not settled, and also has soluble organic substances with a value of COD of about 1,000 mg/l. It was found that the use of coagulation-flocculation treatment makes it possible to get clear water suitable for reuse for washing potatoes. Coagulant – aluminum sulfate in the amount of 250 mg/l turned out to be effective to destroy the stability of the dispersed system. To intensify the sedimentation of coagulated flakes of suspended particles, non-ionogenic flocculant, which is recommended to be dosed after the introduction of coagulant in the amount of 2.5 ml/l, was selected. Analysis of clarified water indicates a decrease in the concentration of suspended particles up to 26 mg/l and a decrease in COD and BOD5 to values of 262 mg/l and 176 mg/l, respectively. The completed studies made it possible to propose a circuit of treatment of wastewater after washing potatoes, which consists of pre-filtering, reagent treatment, water clarification, and sediment dehydration. This circuit makes it possible to intensively clean the water to the standards of its discharge into the sewage network. However, additional disinfection of water with oxidizers, for example, ozone, was proposed for the reuse of clarified water to wash vegetables at an enterprise itself. The use of the proposed circuit of intensive water treatment will allow increasing the environmental safety of the production of potato chips by preventing environmental contamination through reducing the volume of tap water consumptionИсследование посвящено определению эффективности механических и физико-химических методов очистки стоковых вод предприятия картофельных чипсов. Установлено, что сточные воды, которые образуются на разных этапах производства, отличаются по составу. Сточная вода после мойки и чистки картофеля загрязнена преимущественно взвешенными веществами около 500 мг/л, которые не отстаиваются, а также имеет растворенные органические вещества со значением ХПК около 1000 мг/л. Установлено, что использование коагуляционно-флокуляционной очистки позволяет получить прозрачную воду, пригодную к повторному использованию ее для мойки картофеля. Эффективным для нарушения стойкости дисперсной системы окажись коагулянт-сульфат алюминия в количестве 250 мг/л. Для интенсификации оседания скоагулированных хлопьев взвешенных частиц подобрано неионогенный флокулянт, который рекомендуется дозировать после введения коагулянта в количестве 2,5 мл/л. Установлена зависимость изменения скорости осаждения флокул от количества флокулянта. Анализ осветленной воды свидетельствует о снижении концентрации зависших частиц до 26 мг/л и уменьшение ХСК и БСК5 к значениям 262 мг/л и 176 мг/л соответственно. Выполненные исследования позволили предложить схему очистки сточной воды после мойки картофеля, которая состоит из предварительного процеживания, реагентной обработки, осветления воды и обезвоживания осадка. Эта схема позволяет интенсивно очистить воду до норм сброса в канализационную сеть. Однако для повторного использования осветленной воды для мойки овощей на самом производстве предложено дополнительное обеззараживание воды окислителями, например, озоном. Использование предложенной схемы интенсивной очистки воды позволит повысить экологическую безопасность производства чипсов путем предупреждения загрязнения окружающей среды и снижения объемов использования водопроводной водыДослідження присвячено визначенню ефективності механічних і фізико-хімічних методів очищення стічних вод підприємства картопляних чіпсів. Встановлено, що стічні води, які утворюються на різних етапах виробництва відрізняються за складом. Стічна вода після миття та чищення картоплі забруднена переважно завислими ґрунтовими речовинами близько 500 мг/л, які не відстоюються, а також має розчині органічні речовини зі значенням ХСК близько 1000 мг/л. Встановлено, що використання коагуляційно-флокуляційної очистки дозволяє отримати прозору воду, придатну до повторного використання її для миття картоплі. Ефективним для порушення стійкості дисперсної системи виявися коагулянт – сульфат алюмінію в кількості 250 мг/л. Для інтенсифікації осідання скоагульованих пластівців завислих часток підібрано неіоногенний флокулянт, який рекомендовано дозувати після введення коагулянту в кількості по 2,5 мл/л. Встановлено залежність зміни швидкості осадження флокул від кількості флокулянту. Аналіз освітленої води свідчить про зниження концентрації завислих часток до 26 мг/л та зменшення ХСК та БСК5 до значень 262 мг/л та 176 мг/л відповідно. Виконані дослідження дозволили запропонувати схему очищення стічної води після миття картоплі, яка складається з попереднього проціджування, реагентної обробки, освітлення води та зневоднення осаду. Ця схема дозволяє інтенсивно очистити воду до норм скидання у каналізаційну мережу. Однак для повторного використання освітленої води для миття овочем на самому виробництві запропоновано додаткове знезараження води окиснювачами, наприклад, озоном. Використання запропонованої схеми інтенсивного очищення води дозволить підвищити екологічну безпеку виробництва чипсів шляхом попередження забруднення довкілля зниження обсягів використання водопровідної вод

Дослідження шляхів інтенсифікації процесу зневоднення полідисперсних суспензій

The influence of concentration and disperse composition on the process of flocculation of polydisperse coal slime is examined. It is established that the rate of deposition of the formed aggregates of floccules at constant consumption of flocculant is reduced with an increase in the concentration of solid phase in slime exceeding 30 g/dm3. This is explained by the fact that with an increase in the concentration of finely dispersed solid particles, the interphase surface increases, which leads to the non-uniform distribution of polymer at the surface of the particles and decreases the effectiveness of its adsorption. With an increase in the content of solid phase with coarseness exceeding 40 µm, the effectiveness of flocculation (settling velocity and strength of floccules) grows. We proposed a criterion of effectiveness of the process of formation of durable aggregates, which is the residual speed after mechanical action. This indicator characterizes the size of floccules and their strength. Dependences obtained in the course of experimental studies make it possible to intensify the process of forming durable floccules at the minimum consumption of flocculant, as well as to control the process of flocculation by regulating the concentration and disperse composition of polydisperse suspensions.Исследовано влияние концентрации и дисперсного состава на процесс флокуляции полидисперсных угольных шламов. Определено, что скорость осаждения образованных агрегатов возрастает при концентрации твердой фазы до 30 г/дм3 (условие хорошей адсорбции полимера и образования прочных связей), а также содержании твердой фракции более 40 мкм свыше 10 % (условие образования устойчивой структуры флокул). Установлено, что критерием эффективности процесса образования прочных агрегатов может служить остаточная скорость оседания флокул после механического воздействияДосліджено вплив концентрації і дисперсного складу на процес флокуляції полідисперсних вугільних шламів. Визначено, що швидкість осідання утворених агрегатів зростає при концентрації твердої фази до 30 г/дм3 (умова хорошої адсорбції полімеру і утворення міцних зв'язків), а також вмісті твердої фракції розміром більше 40 мкм понад 10 % (умова утворення стійкої структури флокул). Встановлено, що критерієм ефективності процесу утворення міцних агрегатів може служити залишкова швидкість осідання флокул після механічного вплив

Дослідження ефективності флокуляції при очищенні шламів мокрого газоочищення виробництва феросплавів

The object of research is the process of wastewater treatment from suspended solids, formed as a result of wet gas treatment of the exhaust gases of ferroalloys production shop. As a result of the audit, it is revealed that the flocculation of slimes in the current water circulation cycle scheme does not occur with due efficiency, since the dosing of the flocculant is made at one point in the slime water pipe, without adjusting its dose when the slime concentration, dispersion and chemical composition change. It is found that the gas treatment slimes have a high content of dissolved salts up to 26 g/l, a variable chemical composition and pH of 8 to 10, as well as a high proportion of fine particles of less than 40 μm in size. It is established that the peculiarities of mixing slimes with flocculant play an important role in flocculation. For effective treatment of slimes and elimination of these drawbacks, it is suggested to introduce flocculant not once but in two portions 35–40 % and 60–65 %, respectively, with a mixing time of up to 30 seconds of the first dose and about 10 seconds of the second dose. The possibilities of effective treatment of slime waters of wet gas treatment up to 0.35 g/l are established using sedimentation centrifugal plants. It is recommended to take the slime intake directly at the outlet from the ferrosilicon production shop with the solids phase fraction with a size larger than 40 μm in excess of 80 % and a concentration of up to 10 g/l.Исследованы состав и особенности флокуляции шламов водооборотного цикла производства ферросплавов. Выявлено, что химический состав и концентрация твердой фазы шламов изменяется во времени. Для очистки шламов рекомендовано вводить флокулянт двумя порциями 35–40 % и 60–65 % соответственно с временем смешения до 30 секунд первой дозы и около 10 секунд второй.Досліджені склад і особливості флокуляції шламів водооборотного циклу виробництва феросплавів. Виявлено, що хімічний склад і концентрація твердої фази шламів змінюється в часі. Встановлено, що особливості змішення шламів з флокулянтом грають важливу роль у флокулоутворенні. Для очищення шламів рекомендовано вводити флокулянт двома порціями 35–40 % і 60–65 % відповідно з часом змішення до 30 секунд першої дози і близько 10 секунд другої

Дослідження ефективності очищення дрібнодисперсного шламу водооборотного циклу металургійного підприємства

The features of the water rotation cycle and the slime treatment system of the oxygen-converter shop of metallurgical production are investigated. During the audit, it is revealed that the concentration of suspended solids in the water cycle system varies in time up to 500 g/l for the condensed slime and up to 85 g/l in the pre-clarified water. It is established that the slimes of the metallurgical enterprise contain a finely dispersed solids fraction in the slime up to 93 % of a size of less than 20 μm and the residues of a cationic flocculant that impede effective treatment of the slime in the sedimentation tanks. This leads to the following drawbacks: a decrease in the slime treatment efficiency, removal of the fine fraction of solids together with clarified water of radial thickeners, regular replenishment of clean water, discharge of part of the flow into the slime collector. It is proposed to install an additional treatment module and use a more efficient anionic flocculant. It is recommended to monitor the efficiency of treatment and dosing of the flocculant depending on the solids concentration in the slime by continuous sampling and testing of slime flocculation. It is established that effective treatment up to 99 % can be achieved on the treatment module using anionic flocculant, thin-layer sedimentation tanks and sedimentation horizontal screw centrifuges.Исследованы особенности очистки шламов водооборотного цикла металлургического производства. Выявлено, что поступление взвешенных веществ в шламовые воды происходит периодически и неравномерно. Установлено, что шламы газоочисток металлургического предприятия содержат до 93  % мелкодисперсной фракции твердой фазы класса менее 20 мкм. Рекомендовано применение лабораторных тестов качества шлама и эффективности флокуляции. В ходе промышленных испытаний установлена возможность очистки шлама с эффективностью до 99 % флокуляционно-центробежным способом с применением методики лабораторных тестов.Досліджені особливості очищення шламів водооборотного циклу металургійного виробництва. Виявлено, що надходження завислих часток в шламові води відбувається періодично і нерівномірно. Встановлено, що шлами газоочищення металургійного підприємства містять до 93 % дрібнодисперсної фракції твердої фази класу менше 20 мкм. Рекомендовано застосування лабораторних тестів якості шламу і ефективності флокуляції. В ході промислових випробувань встановлена можливість очищення шламу з ефективністю до 99 % флокуляційно-відцентровим способом із застосуванням методики лабораторних тестів

Дослідження ефективності очищення дрібнодисперсного шламу водооборотного циклу металургійного підприємства

The features of the water rotation cycle and the slime treatment system of the oxygen-converter shop of metallurgical production are investigated. During the audit, it is revealed that the concentration of suspended solids in the water cycle system varies in time up to 500 g/l for the condensed slime and up to 85 g/l in the pre-clarified water. It is established that the slimes of the metallurgical enterprise contain a finely dispersed solids fraction in the slime up to 93 % of a size of less than 20 μm and the residues of a cationic flocculant that impede effective treatment of the slime in the sedimentation tanks. This leads to the following drawbacks: a decrease in the slime treatment efficiency, removal of the fine fraction of solids together with clarified water of radial thickeners, regular replenishment of clean water, discharge of part of the flow into the slime collector. It is proposed to install an additional treatment module and use a more efficient anionic flocculant. It is recommended to monitor the efficiency of treatment and dosing of the flocculant depending on the solids concentration in the slime by continuous sampling and testing of slime flocculation. It is established that effective treatment up to 99 % can be achieved on the treatment module using anionic flocculant, thin-layer sedimentation tanks and sedimentation horizontal screw centrifuges.Исследованы особенности очистки шламов водооборотного цикла металлургического производства. Выявлено, что поступление взвешенных веществ в шламовые воды происходит периодически и неравномерно. Установлено, что шламы газоочисток металлургического предприятия содержат до 93  % мелкодисперсной фракции твердой фазы класса менее 20 мкм. Рекомендовано применение лабораторных тестов качества шлама и эффективности флокуляции. В ходе промышленных испытаний установлена возможность очистки шлама с эффективностью до 99 % флокуляционно-центробежным способом с применением методики лабораторных тестов.Досліджені особливості очищення шламів водооборотного циклу металургійного виробництва. Виявлено, що надходження завислих часток в шламові води відбувається періодично і нерівномірно. Встановлено, що шлами газоочищення металургійного підприємства містять до 93 % дрібнодисперсної фракції твердої фази класу менше 20 мкм. Рекомендовано застосування лабораторних тестів якості шламу і ефективності флокуляції. В ході промислових випробувань встановлена можливість очищення шламу з ефективністю до 99 % флокуляційно-відцентровим способом із застосуванням методики лабораторних тестів

Розробка універсальної моделі кінетики стаціонарного процесу біоочистки із субстратним інгібіюванням

The results of stationary laboratory experiments are analyzed on the basis of the specific (per unit biomass) degradation rate of environmental pollutants. The presence of substrate inhibition for both gaseous, and water-dissolved pollutants is revealed. The phenomenological approach, which takes into account two obvious phenomena in a simple form: the contact of a microorganism with the substrate molecule and the inhibitory effect of the environment on it is applied to the analytical description of the relationship between the bio-oxidation rate and the pollution concentration. Numerical values of empirical coefficients of relationships for the investigated processes are calculated.The differential equation, describing the kinetics of biochemical degradation at the macro-level is proposed. The macrokinetic mathematical model of bioremediation is defined as a system of two functions, quantitatively reflecting the  pollutant specific oxidation rate-concentration relationship and the concentration-time relationship, and satisfying the relationship of these parameters in a differential form. The concentration-time relationship is determined in the form of both the numerical integration algorithm and the approximate formula. The relevance and versatility of the proposed model for the investigated processes are proved. The resulting model is the basis for the quantitative description of non-stationary processes in bioreactors.Для удельной на единицу биомассы скорости окисления вредного вещества получено дифференциальное уравнение на макроуровне, описывающее кинетику биохимической деструктуризации. На основании феноменологического подхода к обобщению результатов стационарных лабораторных экспериментов предложена универсальная макрокинетическая математическая модель при субстратном ингибировании. Полученная модель предлагается в качестве базовой основы для количественного описания нестационарных процессов в установках биоочистки.Для питомої на одиницю біомаси швидкості окиснення шкідливої речовини отримано диференційне рівняння на макрорівні, яке описує кінетику біохімічної деструктуризації. На основі феноменологічного підходу до узагальнення результатів стаціонарних лабораторних експериментів запропонована універсальна макрокінетична математична модель при субстратному інгібіюванні. Отримана модель пропонується як базова основа для кількісного опису нестаціонарних процесів у біореактора

Дослідження міцності флокуляційних структур полідисперсних вугільних суспензій

The influence of concentration, dispersed composition and degree of thickening of the flocculated slime on the strength of floccules was studied. It was revealed that for the formation of durable aggregates of polydispersed coal slime it is recommended to apply the combination of the non-ionogenic and anionogenic flocculant in the ratio of 20:80 % respectively. It was established that the residual sedimentation rate of floccules after mechanical influence at the constant consumption of the flocculant has the greatest value at the concentration of solid phase in slime of 10–30 g/dm3. With an increase in the content of the portion of solid phase with coarseness of more than 40 µm, the strength of floccules increases to the larger degree than the influence of the initial concentration. This makes it possible to recommend the correction of the slime composition not only by the concentration, but also by the content of medium grade of more than 15–20 %. It was shown that with an increase in the degree of thickening of more than 140–150 g/l the resistance of aggregates to mechanical influence substantially decreases due to an increase in pseudo-plastic properties of flocculated slime.Досліджено вплив концентрації, дисперсного складу і ступеня згущення на міцність флокуляційних структур. Виявлено, що для утворення міцних агрегатів полідисперсного вугільного шламу рекомендується застосування поєднання неіоногенного і аніоногенного флокулянта, замість тільки аніоногенного. Встановлено, що міцність флокул після механічного впливу має найбільше значення при концентрації твердої фази в шламі 10–30 г/дм3 і часткою середньої фракції більше 15–20 %. Показано, що зі зростанням ступеня згущення шламу понад 140–150 г/л істотно зменшується міцність агрегатів до механічних впливів