Галиш В. В. Комплексні ресурсоефективні технології очищення вод паперових виробництв

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0524U000016

Здобувач

Спеціальність

  • 05.17.21 - Технологія водоочищення

14-02-2024

Спеціалізована вчена рада

Д 26.002.13

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Анотація

Вивчено вплив використання флокулянтів на процеси формування картону з вторинного волокна та з використанням скопу в його композиції. Показано, що зі збільшенням витрат скопу до 50 % від маси целюлозного волокна відбувається зниження ефективності утримання макулатурної маси на сітці у формуванні картонного полотна, в результаті чого зменшуються фізико-механічні показники готової продукції та погіршується якість оборотних вод. Використання катіонних флокулянтів має позитивний вплив на фізико-механічні показники картону з вмістом у ньому скопу до 20 %, у цьому випадку показники міцності готової продукції є навіть вищими, ніж у разі використання чисто макулатурної маси. Вивчено процеси модифікування крохмалів з використанням доступних в Україні реагентів – гексаметилентетраміну, меламіну, епіхлоргідрину та триетаноламіну. Модифікація крохмалю гексаметилолмеламіном, епоксипропілтриетаноламонійхлоридом призводить до покращення якості паперу та підсіткових вод за додавання модифікованих крохмалів у масу. Вони покращують утримання маси на сітці і за даним показником перевищують значення відомих катіонних флокулянтів. Досліджено процес окисно-органосольвентного варіння різних представників недеревної рослинної сировини та оцінена їх придатність до хімічної переробки для одержання целюлозного волокна. Встановлені оптимальні параметри делігніфікації, які дозволяють одержати волокнисті напівфабрикати з високими фізико-механічними показниками за прийнятного виходу та вмісту залишкового лігніну. Одержані результати показали, що оптимальними параметрами некаталітичного варіння є концентрація надоцтової кислоти 10,5 % і тривалість 2,0 год. Встановлено, що використання каталізатора дозволяє зменшити концентрацію надоцтової кислоти в реакційній суміші. Так, у випадку використання як каталізатора вольфрамату натрію оптимальна концентрація надоцтової кислоти складає 8,3 %, молібдату натрію – 8,5 %, а змішаного – 8,0 %. Показано, що використання первинного волокна з недеревної рослинної сировини дозволяє частково, а в деяких випадках повністю, замінити макулатуру. Використання в композиції тарного картону таких первинних волокон сприяє зменшенню забрудненості стічних вод. Така стічна вода може бути легко освітлена шляхом відстоювання та фільтрування, після чого повернута в технологічний процес для заміни свіжої води на спорсках паперо- чи картоноробних машин. Досліджено структуру лігніну, його хімічний склад. Карбонізація лігніну дозволила підвищити його сорбційні властивості завдяки утворенню матеріалу з високорозвиненою поверхнею. Використання попередньої обробки лігніну розчином 20 мас.% гідроксиду натрію дозволяє збільшити середній розмір пор вуглецевого сорбенту в 1,8 рази, а фосфатної кислоти – в 2,0 рази. Одержаний сорбент на основі лігніну характеризується високою сорбційною здатністю щодо катіонних барвників, яка майже не поступається, а в деяких випадках, перевищує відомі аналоги. Результати дослідження інтенсифікації процесу зневоднення скопу показують, що використання коагулянтів сприяє покращенню його дегідратації. Розроблено ефективні рішення з використання відходів целюлозно-паперових виробництв. Розроблені принципові схеми очистки підсіткових вод від виробництва картонно-паперової продукції з вторинного волокна. Техніко-економічне обґрунтування підтвердило доцільність організації процесу пероцтової делігніфікації з одержанням не лише целюлози, але і виділенням побічних продуктів делігніфікації таких, як лігнін, фурфурол та ксилол, які є дороговартісними речовинами. Повторне використання регенерованої оцтової кислоти в процесі варіння забезпечує економне поводження з сировинними ресурсами. Розрахунок економічного ефекту свідчить про доцільність запровадження пероцтового варіння як ефективного способу переробки рослинних відходів. Підтверджена ефективність використання для приготування композиції паперової маси 20 % скопу у поєднанні з катіонним крохмальним клеєм КРОХАМ. Такий підхід дозволяє забезпечити відчутну економію на подальше поводження зі скопом. Розроблена схема використання біосорбенту в технології водоочищення стічних вод, що містять синтетичні барвники. Виконано техніко-економічне обґрунтування застосування оборотних вод в технологічних процесах. Випробування результати дисертації пройшли на ПрАТ «Інститут паперу», ТОВ «Агрофірма «Дитятки», ТОВ «БПК АТЛАНТ», Інститут хімії поверхні імені О.О. Чуйка Національної академії наук України.

Публікації

Галиш В.В. Вивчення процесів очищення підсіткових вод для повторного використання в целюлозно-паперовій промисловості / В.В. Галиш, Я.В. Радовенчик, М.Д. Гомеля, В.М. Радовенчик // Вісник Хмельницького національного університету. Серія: «Технічні науки». – 2022. – №5. (297). – С.128-133.

Галиш В.В. Вуглецеві сорбенти з пероцтового лігніну / В.В. Галиш, І.М. Дейкун, І.М. Трус, В.М. Радовенчик, М.Д. Гомеля // Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія. екологія та ресурсозбереження. – 2022. – №3. – С. 69-76.

Барбаш В.А., Галиш В.В., Дейкун І.М. Вплив пероцтової делігніфікації на лігноцелюлозний комплекс біомаси / В.А. Барбаш, В.В. Галиш, І.М. Дейкун // Питання хімії та технічної технології. – 2022. – №4. – С. 3-10.

Галиш В.В., Дейкун І.М. Ресурсозберігаюча технологія одержання картонно-паперової продукції / В.В. Галиш, І.М. Дейкун // Вісник Хмельницького національного університету. Серія: «Технічні науки». – 2021. – №3. (297). – С.112-115.

Галиш В.В., Трус І.М., Радовенчик В.М., Гомеля М.Д. Біосорбенти для очистки стічних вод / В.В. Галиш, І.М. Трус, В.М. Радовенчик, М.Д. Гомеля // Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія. екологія та ресурсозбереження. – 2021. – №3. – С. 51–57.

Галиш В.В., Соколовська Н.В., Ніколайчук А.А., Трембус І.В. Сорбційні властивості органосольвентного лігніну щодо метилового синього / В.В. Галиш, Н.В. Соколовська, А.А. Ніколайчук, І.В. Трембус // Вісник НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». – 2020. – №2(19). – С. 47-58.

Фосфорилювання шкаралуп волоських горіхів для підвищення ефективності очищення водних розчинів / А. Ковальчук, Т. Почечун, В. Галиш, І. Трус // Технічні науки та технології. – 2018. – №2. – С. 236-244.

Мукало Є.О., Галиш В.В. Одержання й властивості сорбентів із рослинних відходів / Є.О. Мукало, В.В. Галиш // Вісник національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Серія «Хімічна інженерія. екологія та ресурсозбереження». – 2017. – №1 (16). – С. 90-95.

Structural characterization of by-product lignins from organosolv rapeseed straw pulping and their application as biosorbents / V. Halysh, M. Skiba, A. Nesterenko et al. // Journal of Polymer Research. – 2022. – №29. – Article number: 510.

Application of paper mill sludge from paper production and additional chemical substances in the production of packaging cardboard / V. Halysh, I. Trus, I. Radovenchik et al. // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2022. – № 5/6(119). – P. 22-29.

Starch modification to ensure resource savings and environmental safety in the production cardboard from waste paper / V. Halysh, I. Trus, M. Tverdokhlib et al. // Journal of Ecological Engineering. – 2022. – № 23(11). – Р. 68-75.

The technical and economic feasibility for the production of cellulose from non-wood – agricultural residues / V. Halysh, I. Deykun, A. Nikolaichuk et al. // Ecological Engineering & Environmental Technology. – 2022. – № 23(6) . – P. 99-103.

Trembus I., Hondovska A., Halysh V. et al. Feasible Technology for Agricultural Residues Utilization for the Obtaining of Value-Added Products / I. Trembus, A. Hondovska, V. Halysh et al. // Ecological Engineering and Environmental Technology. – 2022. – №23(2). Р. 1–8.

Halysh V., Sevastyanova O., Pikus S. et al. Sugarcane bagasse and straw as low-cost lignocellulosic sorbents for the removal of dyes and metal ions from water / V. Halysh. O. Sevastyanova, S. Pikus et al. // Cellulose. – 2020. – 27(14) . – Р.8181-8197.

Halysh V.V., Skiba M.I. Chemical composition and sorption properties of lignocellulosic complexes of fruit seed shells and walnut shells / V.V. Halysh, M.I Skiba // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. – 2021. – №1 . – P. 16–23.

Halysh V., Trus I., Nikolaichuk A. et al. Spent biosorbents as additives in cement production / V. Halysh, I. Trus, A. Nikolaichuk et al. // Journal of Ecological Engineering. – 2020. – №21 (2). – P. 131-138.

Halysh V., Trus I., Gomelya M. et al. Utilization of modified biosorbents based on walnut shells in the processes of wastewater treatment from heavy metal ion / V. Halysh, I. Trus, M. Gomelya et al. // Journal of Ecological Engineering. – 2020. – №21 (4). – P. 128-133.

Trembus I., Halysh V. Wheat straw solvolysis delignification / Trembus I., Halysh V. // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. – 2019. – №54(5). – Р. 986-992.

Effect of oxidative treatment on composition and properties of sorbents prepared from sugarcane residues / V. Halysh, O. Sevastyanova, D. M. de Carvalho et al. // Industrial Crops and Products. – 2019. – №139. – 111566.

Trembus I.V., Sokolovska N.V., Halysh V.V. et al. Low-temperature method for manufacturing of cellulose from wheat straw / I.V. Trembus, N.V. Sokolovska, V.V. Halysh et al. // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. – 2019. – № 1. – Р. 116-122.

Deykun I. Rapeseed straw as an alternative for pulping and papermaking / I. Deykun, V. Halysh, V. Barbash // Cellulose Chemistry and Technology. – 2018. – №53. – Р. 833-839

Halysh V., Sevastyanova O., Riazanova A.V. et al. Walnut shells as a potential low-cost lignocellulosic sorbent for dyes and metal ions / V. Halysh, O. Sevastyanova, A.V. Riazanova et al. // Cellulose. – 2018. – Vol. 25. № 8. – Р. 4729-4742.

Trembus I.V., Trophimchuk Ju.S., Galysh V.V. Preparation of pulp from sunflower stalks using peroxy acids / I.V. Trembus, Ju.S. Trophimchuk, V.V. Galysh // Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. – 2018. № 2. – P. 122-127.

Development of effective technique for the disposal of the prunus armeniaca seed shells / Halysh V., Trembus I., Deykun I. et al. // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2018. Vol. 1, № 10. – P. 4–9

Трус І.М., Галиш В.В., Гомеля М.Д. Розробка методів переробки осадів та відпрацьованих біосорбентів для створення маловідходних технологій очищення води. – К.: Видавничий дім «Кондор», 2023. – 115. с.

Trembus I., Halysh V. SECTION 5. Resource-saving technology in chemical processing of lignocellulosic raw materials / I. Trembus, V. Halysh // Resource- and energy-saving technologies in the chemical industry : Scientific monograph. Riga. Latvia : “Baltija Publishing”. 2022. 272 p. (Р. 102-116).

Трус І.М., Воробйова В.І., Галиш В.В., Скиба М.І. Розробка поліфункціональних матеріалів для ресурсозберігаючих екологічно безпечних технологій : монографія. – К.: Видавничий дім «Кондор», 2021. – 216 с.

Трус І.М., Галиш В.В., Скиба М.І. та ін. Нові високоефективні методи очищення води від розчинних та нерозчинних полютантів : монографія. – К.: Видавничий дім «Кондор», 2020. – 272 с.

Галиш В.В., Трус І.М., Радовенчик Я.В. та ін. Комплексні технології сорбційного очищення води від йонів важких металів : монографія. – К.: Видавничий дім «Кондор», 2020. – 152 с.

Trembus I., Halysh V. Organosolv pulping of wheat straw / I. Trembus, V. Halysh // Relevant Issues of Development and Modernization of the Modern Science: the Experience of Countries of Eastern Europe and Prospects of Ukraine. – 2018. – P. 359-380.

Halysh V.V., Gomelya M.D. Starch modification for efficient paper production / V.V. Halysh, M.D. Gomelya // Ukrainian Conference with International Participation “Chemistry, Physics and Technology of Surface” and Workshop “Microwaves and Nanoparticles for Real-Time Detection of Human Pathogens”. – 19-20 October 2022. – Kyiv, Ukraine. – Р. 75.

Halysh V.V. Processing of lignocellulosic complex of annual and fast-growing plants / V.V. Halysh // Ukrainian Conference with International Participation “Chemistry, Physics and Technology of Surface” and Workshop “Microwaves and Nanoparticles For Real-Time Detection of Human Pathogens”. – 19-20 October 2022. – Kyiv, Ukraine. – Р. 76

Halysh V., Deykun I. Liquid waste of organosolvent delignification of rape straw / V. Halysh, I. Deykun // ХХІI Міжнародна науково-практична конференція ЕКОЛОГІЯ. ЛЮДИНА. СУСПІЛЬСТВО, 20-21 травня, 2021. – Київ, Україна. – 2021. – C. 119-122.

Kryvosheiev А. Reduction of wastewater turbidity in the production of paper and cardboard / А. Kryvosheiev, A. Vozovich, V. Halysh // Збірник тез VІІ Міжнародна науково-практичної конференції «ЧИСТА ВОДА. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ, ПРИКЛАДНІ ТА ПРОМИСЛОВІ АСПЕКТИ», 25-26 листопада 2021. – Київ, Україна. – 2021. – С. 41-44.

Ганжук А. Скоп паперових виробництв як наповнювач полімерних матеріалів / А. Ганжук, В. Галиш, Д. Старокадомський // Збірник тез доповідей ХIIІ Української наукової конференції студентів, аспірантів і молодих учених з між народ. участю «Хімічні проблеми сьогодення», 25-27 березня 2020. – Вінниця, Україна. – 2020. – С. 160.

Утилізація твердих відходів виробництва паперу та картону у складі полімерних матеріалів / А.М. Ганжук, В.В. Галиш, Д.Л. Старокадомський, М.Д. Гомеля // ХХІ Міжнародна науково-практична конференція ЕКОЛОГІЯ. ЛЮДИНА. СУСПІЛЬСТВО, 21-22 травня 2020. – Київ, Україна. – 2020. – C. 139-141.

Сорбція метиленового синього органосольвентним лігніном / Н.В.Соколовська, Галиш В.В., А.А. Ніколайчук, І.В. Трембус // ХХІ Міжнародна науково-практична конференція ЕКОЛОГІЯ. ЛЮДИНА. СУСПІЛЬСТВО, 21-22 травня 2020. – Київ, Україна. – 2020. – C. 231-233.

Sokolovska N. Agricultural residues delignification / N. Sokolovska, V. Halysh, I. Trembus // XVІІІ міжнародна науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених ”Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання”, 21-22 травня 2020. – Київ, Україна. – 2020. – С. 139-141.

Очистка стічних вод паперових виробництв методом коагуляції / С. Гарбарчук, В. Костюченко, О. Бортнік, А. Ганжук, В. Галиш // Збірник тез VІ Міжнародна науково-практичної конференції «ЧИСТА ВОДА. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ, ПРИКЛАДНІ ТА ПРОМИСЛОВІ АСПЕКТИ», 14-15 листопада 2019. – Київ, Україна. – 2019. – С. 80.

Утилізація скопу паперових виробництв / А. Ганжук, С. Гарбарчук, В. Галиш, Д. Старокадомський // Збірник тез VІ Міжнародна науково-практичної конференції «ЧИСТА ВОДА. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ, ПРИКЛАДНІ ТА ПРОМИСЛОВІ АСПЕКТИ», 14-15 листопада 2019. – Київ, Україна. – С. 81.

Дослідження хімічного складу рослинних відходів агропромислового комплексу / А. Гондовська, С. Горяной, А. Гусол, В. Галиш // ХХ Міжнародна науково-практична конференція ЕКОЛОГІЯ. ЛЮДИНА. СУСПІЛЬСТВО, 28 листопада 2018. – Київ, Україна. – 2018. – С. 49-50.

Halysh V. Influence of delignification conditins of solid agricultural wastes on the composition of spent solutions / V. Halysh, І. Deykun, I. Trembus // Book of abstract Ukrainian Conference with International participation “Chemistry, Physics and Technology of Surface”, 23-24 May 2018. – Kyiv, Ukraine. – 2018. – P. 64.

Halysh V. Chemical composition of spent liquors after peracid delignification of plant waste of agriculture / V. Halysh, І. Deykun, I. Trembus // Proceedings of the II International Scientific and Practical Conference "International Trends In Science And Technology", 16 March 2018. – Warsaw, Poland. – 2018. – P. 47-49.

Попередження забруднення стічних вод при виробництві картону тарного макулатурного / А. Атаманчук, А. Ковальчук, Т. Почечун, В. Галиш // XV міжнародна науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених ”Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання”, 28 листопада 2018. – Київ, Україна. – 2018. – С. 125-126.

Оцінка придатності використання твердих рослинних відходів для хімічної переробки / А. Коваленко, А. Атаманчук, А. Гондовська, В. Галиш // XV міжнародна науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених ”Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання”, 28 листопада 2018. – Київ, Україна. – 2018. – С. 147-148.

Мукало Є.О., Галиш В.В. Сорбція барвників на лігноцелюлозних сорбентах / Є.О. Мукало, В.В. Галиш // Збірник тез доповідей Х Української наукової конференції студентів, аспірантів і молодих учених з між народ. участю «Хімічні проблеми сьогодення», 27-29 березня 2017. – Вінниця, Україна. – 2017. – С. 270.

Білявський С.О. Окисно-органосольвентне модифікування рослинних відходів / С.О. Білявський, Р.Б. Сарахман, В.В. Галиш // Матеріали IV Міжнародної наукової конференції молодих вчених «Екологія, неоекологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування», 1-2 грудня 2016. – Харків, Україна. – 2016. – С. 11-12.

Файли

Схожі дисертації