Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої проблеми створення науково-технологічних засад комплексної переробки природних та техногенних N,P,K,Ca-вмісних відходів промислового регіону з одержанням біомінеральних добрив, обґрунтування хімічних технологій енерго- і ресурсоощадного спрямування, кінетичних і математичних моделей процесів та реакторів, що забезпечують зниження навантаження на навколишнє середовище і зменшення викидів «парникових» газів – СН4 та СО2.Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено наукові основи комплексної переробки N,P,K,Ca-вмісних відходів, виявлені фізико-хімічні закономірності стадій концентрування розчинів, мікробіологічної активації, диспергування і біохімічної деструкції з одержанням низки
поліваріантних біомінеральних добрив. Отримали подальший розвиток наукові передумови способу одержання фосфоровмісного компоненту біомінеральних добрив з відходів.Розвинені уявлення про механізм біохімічної переробки N,P,K,Ca-вмісних відходів у складній гетерогенній системі «субстрат-рідина-газова суміш-біомінеральне добриво». На основі математичної моделі обґрунтовано метод розрахунку основних параметрів реактора одержання біомінерального добрива, що враховує режим подачі сировини, визначено коефіцієнти масовіддачі для фази «твердий субстрат-рідина» (199,28·10-6 м/с) та «газова суміш-біомінеральне добриво» (142,72·10-5 м/с). Виявлено закономірності впливу переднього диспергування N,P,K,Ca-вмісних відходів на розмір часток сировини. Встановлено термодинамічні залежності процесу одержання біогазу та метану при переробці Ca5OH(PO4)3, Ca3(PO4)2, рослинних відходів, ущільненого активного мулу в інтервалі температур 326–223 К (уявна
Еа =24,8 кДж/моль).Встановлено кінетичні залежності процесу переробки N,P,K,Ca-вмісних відходів у біохімічному реакторі та експериментально доведено, що комбінування методів попередньої гідродинамічної обробки відходів (при Re=46040) та мікробіологічної активації (при співвідношенні мікробіологічно активна добавка:сировина 1:30) дозволяє скоротити час перебування сировини у біохімічному реакторі у 3,3–5,1 рази та підвищити вміст поживних елементів у рідкому біомінеральному добриві. Встановлено вплив режимних параметрів роботи центробіжного диспергатора при попередній обробці відходів з додаванням мікробіологічно активної добавки на якість біомінерального добрива та вихід біогазу. Виявлено кінетичні закономірності виходу карбон(IV) оксиду та кальцинованої соди від тривалості процесу біохімічної деструкції відходів. Встановлений вплив NaOH на ефективність поглинання карбон(IV) оксиду зі біогазу як супровідного продукту процесу біохімічної переробки відходів, найвищий ступінь поглинання СО2 98,53–98,71 % досягається за концентрації NaOH 10–20 %. Встановлено вплив температури та математично описано кінетику біохімічного окиснення Нітрогену амонійного у рідких N-вмісних відходах виробництва карбаміду та виявлено, що оптимальним часом нітрифікації є
13 год при питомій витраті повітря 4,15 м3/м3, процес відбувається у дифузійній області за реакцією першого порядку, величина енергії активації 6,49 кДж/моль. Встановлено залежності впливу інтенсивності та режиму аерації на процес біохімічного вилучення фенолів з промислових стоків виробництва амоній сульфату та Нітрогену амонійного – з рідких відходів виробництва карбаміду. Створено технологію адсорбційної переробки рідких N-вмісних відходів виробництва амоній сульфату від смолистих речовин при використанні бентоніту та природного адсорбенту на основі соняшникового лушпиння, що дозволяє довести їх вміст до граничнодопустимої концентрації (менше 25 мг/дм3). Експериментально доведено, що добавка карбаміду у кількості 0,5 г/дм3 сприяє підвищенню біохімічного видалення фенолів, при вихідному вмісті 537 мг/дм3 та питомій витраті повітря 5,84 м3/м3, з рідких N-вмісних відходів виробництва амоній сульфату до граничнодопустимих значень – 0,98 мг/дм3. Створено науково-технологічні засади технологій переробки N,P,K,Ca-вмісних відходів з одержанням біомінеральних добрив. Розширено сировинну базу для виробництва та асортимент екологічно чистих біомінеральних добрив з N,P,K,Ca-вмісних відходів.
