Підземні води є складною багатокомпонентною системою, яка характеризується різними величинами ступенів агресивності, гідрокарбонатної лужності, загальної жорсткості, перманганатної окисності, окисно-відновного потенціалу, рН, солевмісту, містить іони важких металів, розчинені гази та органічні сполуки як природного (залізоорганічні комплекси, гумінові кислоти), так і антропогенного походження (амонійний нітроген, феноли, поверхнево-активні речовини та ін.), мікроорганизми. Встановлено прогресуюче погіршення параметрів якості підземних вод. Відзначено, що більшість існуючих в Україні станцій очищення підземних вод, які працюють за технологією фільтрування із спрощеною аерацією, не передбачають комплексне видалення наведених вище забруднень. Тому наукове обґрунтування, дослідження та впровадження такого комплексного технологічного рішення, яке передбачає використання комбінованих відомих та удосконалених методів очищення багатокомпонентних підземних вод з їх подальшою стабілізаційною обробкою та використанням осаду від промивки біореакторів в якості реагенту-осаджувача, наприклад, для очищення промивних вод гальванічного виробництва є актуальним. В дисертаційній роботі запропоновано напрям розвитку наукових засад із обґрунтуванням механізмів очищення підземних вод від амонійного нітрогену, розчиненої органіки, сполук Fe(II), фенолів із застосуванням комбінованих методів; розроблено нові та удосконалено існуючі технології на основі науково обґрунтованого раціонального поєднання біологічних та фізико-хімічних методів. Розроблено теоретичні засади та експериментально доведено вплив величин бікарбонатної лужності, додаткового джерела неорганічного вуглецю, напруженості постійного магнітного поля на ефективність процесів очищення підземних вод. Встановлено, що при кондиціонуванні агресивних слабокислих залізомістких підземних вод із низьким лужним резервом (0,6-1,18 ммоль/дм3), при концентраціях іонів NH4+ від 1,0 до 3,0 мг/дм3 розчин кальцинованої соди (50-70 мг/дм3) слід вводити перед фільтрами другого ступеню. Доведена ефективність використання комплексу процесів гідродинамічної кавітації – коагуляції для вилучення з підземних вод гумінових комплексів, фенолів, амонійного нітрогену. Запропоновано технологію очищення. Встановлено закономірності процесів комплексного вилучення із підземних вод амонійного нітрогену, розчиненої органіки, сполук Fe(II), а також зміни кисневого режиму та величин рН по висоті контактного завантаження біореактора залежно від тривалості процесу фільтрування. Визначено межі та раціональні умови застосування комбінованих методів очищення багатокомпонентних підземних вод. Розроблена багатокомпонентна математична модель процесу очищення підземних вод в міжпоровому просторі контактного завантаження біореактора. Встановлено закономірності сумісного використання біологічних та фізико-хімічних процесів очищення багатокомпонентних підземних вод в умовах сезонних та річних змін показників їхньої якості з урахуванням нерівномірності гідравлічного навантаження. Доведено можливість вилучення йонів важких металів (Cr6+, Ni2+, Zn2+, Cu2+) із промивних вод гальванічного виробництва та підземних вод на матриксних структурах bio-мінералів; запропоновано механізм процесу та технологію очищення. Запропоновано нові підходи у комбінуванні методів і споруд для комплексного вилучення із підземних вод забруднюючих інгредієнтів з одержанням синергетичного ефекту. Удосконалено класифікатори технологій очищення природних підземних вод з урахуванням їх багатокомпонентності. Запропонована класифікація підземних вод за основними фізико-хімічними показниками їх якості, які впливають на вибір технологій очищення. Набули подальшого розвитку теоретичні основи механізмів деструкції та вилучення із підземних вод забруднюючих речовин за допомогою комбінування методів гідродинамічної кавітації – коагуляції; удосконалення технологій комплексного очищення підземних вод. У роботі вирішена важлива народно-господарська проблема підвищення ефективності комплексного очищення підземних вод шляхом розробки та впровадження у виробництво технологій комбінованого очищення. Запропоновані технології впроваджено при розробці робочих проектів і будівництві станцій водоочищення та стабілізаційної обробки води в ряді населених пунктів у Волинській та Рівненських областях України.
