ChSTU repository

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
КАФЕДРА ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОДООЧИЩЕННЯ 
 
Реєстраційний №________ На правах рукопису 
УДК _____________ 
 
«Допущено до захисту» 
Завідувач  кафедри ХТВ ЧДТУ 
___________________________ 
                                                       «___»   ______________2021р. 
 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА БАКАЛАВРА 
на тему 
Технологія очищення стічних вод текстильно-фарбувального 
виробництва природним сорбентом -бентонітом 
за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія» 
 
 
Науковий керівник: Виконав здобувач вищої освіти: 
к.т.н., доцент 4 курсу 
Мирослава КОВАЛЬ Юлія МЕЛЬНИК 
_____________________________ _________________________________ 
 
2021 
 
 
ВСТУП 
 
В Україні існує екологічна проблема, пов’язана з безпекою та 
охороною навколишнього середовища, а також з доцільним використанням 
природних ресурсів, що є надзвичайно актуальною на сьогоднішній день. На 
стан екосистем найбільший вплив складає діяльність людства, що несе за 
собою негативні наслідки. 
Швидкий розвиток технологій та індустріалізація призводять до 
різноманітних проблем, найбільшою з яких є зменшення запасів прісної води. 
Це є наслідком стрімкого збільшення водоспоживання, а також токсичності 
стічних вод підприємств. 
Для текстильно-фарбувальних виробництв водні ресурси мають велике 
значення та використовуються практично під час усіх технологічних етапів. 
Вода, придатна для використання, має бути якісна та очищена, належного 
рівня твердості та відповідати стандартним вимогам.  
У стічних водах підприємств по виготовленню та фарбуванню тканин 
міститься великий відсоток барвників, що є надзвичайно отруйними для 
навколишнього середовища. Це призводить до зменшення видової 
різноманітності річкової флори і фауни, заростанню і зникненню водойм та 
погіршенню запаху, смаку і кольору води.  
На жаль, очисні споруди підприємств не здатні повністю очистити воду 
від хімічних барвників, а тому і потребують додаткових методів очищення. 
Одним з таких методів є адсорбційний спосіб очищення. У випадку зі 
стічними водами текстильних виробництв, цей спосіб є ефективним та 
сучасним, а тому і заслуговує на увагу. 
Про актуальність адсорбційного методу очищення стічних вод свідчить 
можливість повторного їх використання без втрати якості води. Більш того, 
це дає змогу зменшити шкідливість викиду стічних вод у водойми, а тому і 
знизить негативний вплив на екологію. 
 Мета роботи. Метою даної роботи є дослідження використання 
природного сорбенту бентоніту в процесі очищення стічних вод текстильно-
фарбувального підприємства, оцінка якості та придатності отриманої води 
для її повторного використання у фарбуванні тканин. 
 У ході роботи були вирішені такі завдання: 
 вивчити методику оцінювання фізико-хімічних показників якості 
стічної води; 
 вивчити способи очищення стічних вод текстильної промисловості від 
барвників; 
 дослідити сорбційні властивості бентонітових глин на здатність 
очищення стічних вод текстильно-фарбувального виробництва; 
 здійснити адсорбційне очищення промислових стічних вод; 
 дослідити можливість повторного використання очищеної стічної води 
в процесі фарбування тканин; 
 провести аналіз пофарбованих тканин. 
Об'єкт дослідження – процес очищення стічної води текстильно-
фарбувального виробництва природним сорбентом бентонітом. 
Предмет дослідження – стічна вода виробництва ПрАТ «Черкаський 
шовковий комбінат» («ЧШК»), що знаходиться у м. Черкаси.  
 
 
 
 
 
 
 
 
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕКСТИЛЬНО-ФАРБУВАЛЬНОГО 
ВИРОБНИЦТВА. СТІЧНІ ВОДИ ТА МЕТОДИ ЇХ ОЧИЩЕННЯ 
 
1.1 Характеристика ПрАТ «Черкаський шовковий комбінат» 
 
Текстильне підприємство легкої промисловості ПрАТ «Черкаський 
шовковий комбінат» («ЧШК») – є дуже затребуваним та одним з найбільших 
комбінатів по виготовленню та фарбуванню (набиванню) тканини в Україні. 
До складу виробництва відноситься: крутильно-ткацьке виробництво 
(ткацький цех, підготовчий цех, товарно-бракувальні ділянки), фарбувально-
обробне виробництво (фарбувальний цех, набивна ділянка, бракувально-
прибиральна ділянка) та додаткові цехи.  
Під час виробництва та фарбування тканини витрачається вода 
кількістю 25 тис. м3 і більше 80% скидається в каналізацію. 
Саме у фарбувальному відділі відбувається процес підготовки води для 
її подальшого використання у технологічних процесах. Для початку вода 
досліджується на виявлення її складових, а потім її знебарвлюють і 
пом’якшують, стабілізують склад. При цьому ступінь очищення води за 
показниками прозорості, кольоровості, мінералізації, активної реакції, 
відсутності токсичних речовин і синтетичних ПАР майже однакова із 
ступенем очищення води для господарсько-питних цілей. 
Відомо, що вода, яка надходить із різних джерел водопостачання, 
містить в різних кількостях і відношеннях мінеральні розчинні, колоїдні і 
нерозчинні речовини, а також органічні добавки. Наявні у воді різноманітні 
мінеральні і органічні з’єднання можуть спричиняти виникнення на волокні 
текстильних виробів різних дефектів, які важко або зовсім не видаляються в 
наступних технологічних операціях. 
Пом’якшення води використовують для забезпечення рівномірного 
фарбування тканини та певної економії витрат барвників та інших матеріалів. 
Якщо воду не пом’якшувати, то тоді зменшиться вибір хімічних реактивів та 
барвників, які можна використовувати при фарбуванні та обробці тканин, так 
як солі твердості зв’язують хімічні матеріали, барвники і утворений осад 
залишається на поверхні тканини, знижуючи рівень міцності тканини та 
погано вимивається з неї. 
При твердості більшій ніж 0,15 - 0,20 мг·екв./л, барвник не 
закріплюється на тканині, що призводить до необхідності повторної  обробки 
та фарбування, а в подальшому до утилізації сувою бракованої тканини [1]. 
Для видалення завислих частинок та з метою отримання прозорої і не 
кольорової води, використовують фільтрацію і відстоювання. 
Для зм’якшення води можна застосувати такі методи: реагентний, 
термохімічний, катіонітовий.  
На ПрАТ «ЧШК» використовується катіонітовий метод пом’якшення 
води, який передбачає використання напірних або безнапірних фільтрів, в які 
завантажується катіоніт. Катіоніт може обмінювати одні іони на інші. 
Залежно від того, яким іоном заряджений катіоніт – натрієм чи воднем існує 
Na та H-катіонування, тобто катіоніт забирає із води катіони Са2+ чи Mg2+, а 
повертає у воду катіони Na+ або H+. На території «ЧШК» стоїть Na-
катіонітова установка пом’якшення води, яка й забезпечує проходження 
майже всіх процесів фарбування, відбілювання та обробки тканини. 
Після використання обмінної ємності фільтра або, точніше, катіоніту 
він регенерується розчином технічної вивареної солі (Na-катіонітові) чи 
сульфатної кислоти (Н-катіонітові), які у зворотному напрямку обмінюють 
катіони. У результаті процесу, лужність води зменшується, а солевміст 
збільшується. Вибір методу пом'якшення води визначається її якістю, 
необхідною глибиною зм'якшування і техніко-економічними міркуваннями. 
Згідно з рекомендаціями СНіПа, при пом'якшенні підземних вод слід 
застосовувати іонообмінні методи; при пом’якшенні поверхневих вод, коли 
одночасно потрібно і освітлення води - вапняний або вапняно-содовий метод, 
а при глибокому пом'якшенні води - подальше катіонування. 
 
 1.2 Загальна характеристика стічних вод 
 
Стічні води – це використані промисловими й комунальними 
підприємствами води, що забруднені різними домішками. Стічні води 
підприємств різних галузей виробництва відрізняються за характером і 
концентрацією забруднень. 
Залежно від походження, складу і якісних характеристик забруднень, 
стічні води класифікують за такими категоріями: 
1) побутові – ті, що відходять з санітарних вузлів, кухонь, пралень 
тощо; 
2) промислові – використані в різноманітних технологічних процесах, 
наприклад, для промивання сировини та отриманої продукції, води від 
хімводоочищення, після охолодження агрегатів, води від миття виробничих 
приміщень, відпрацьовані технологічні води; 
3) атмосферні – дощові і талі, а також води від поливу вулиць і зелених 
насаджень. 
Залежно від кількості домішок виробничі стічні води поділяють на: 
– забруднені, що попередньо очищують перед випуском у водоймища; 
– умовно чисті (слабо забруднені), що випускаються у водойму або 
повторно використовуються у виробництві без обробки.  
Без сумніву, саме промислові підприємства виступають одним з 
основних джерел екологічних проблем, пов'язаних зі скиданням стічних вод, 
які існують в сучасному світі. Виробництва різних типів використовують 
велику кількість хімічних речовин в різних технологічних процесах, які і 
потрапляють в стоки і далі у водойми. 
Якщо стічні води не очищати належним чином, це може негативно 
впливати на навколишнє середовище і здоров'я людини. Це може включати 
шкоду рибам і популяціям диких тварин, виснаження запасів кисню, закриття 
пляжів та інші обмеження на використання води в рекреаційних цілях і 
забруднення питної води. 
Основна мета очищення стічних вод – видалити якомога більше 
твердих частинок до того, як вода буде скинута в навколишнє середовище. 
Загалом забруднюючі речовини стічних вод можна розділити на три 
великі групи: 
1) фізичні – пісок, глина, мул, шлам, зважені тверді частинки, 
радіоактивні елементи та інші органолептичні забруднювачі, що 
впливають на колір і запах рідини; 
2) біологічні – дріжджові і цвілеві грибки, лігніни і водорості, різні 
хвороботворні організми; 
3) хімічні – кислоти і луги, нафта і нафтопродукти, солі і феноли, 
діоксиди і пестициди, важкі метали, амонійний та нітритний азот 
[2]. 
Забруднені стічні води виробництв містять різні домішки і поділяють 
на такі групи: 
1) забруднені переважно мінеральними домішками (підприємства 
металургійної, машинобудівної, рудо - та вуглевидобувної промисловості; 
заводи з виробництва мінеральних добрив, кислот, будівельних виробів і 
матеріалів та ін.); 
2) забруднені переважно органічними домішками (підприємства 
м'ясної, рибної, молочної, харчової, целюлозно-паперової, хімічної, 
мікробіологічної промисловості; заводи з виробництва пластмас, каучуку та 
ін.); 
3) забруднені мінеральними і органічними домішками (підприємства 
нафтовидобувної, нафтопереробної, нафтохімічної, текстильної, легкої, 
фармацевтичної промисловості; заводи з виробництва цукру, консервів, 
продуктів органічного синтезу, вітамінів, паперу тощо). 
За ступенем агресивності ці води поділяють на: 
– слабоагресивні (слабокислі з рН = 6 – 6,5 та слаболужні з рН = 8 – 9); 
– сильноагресивні (сильнокислі з рН < 6 і сильнолужні з рН > 9); 
– неагресивні (рН = 6,5 – 8) [3]. 
Крім того, забруднені виробничі стічні води класифікують за вмістом 
токсичних і небезпечних в епідеміологічному відношенні речовин і домішок, 
а також за наявністю концентрованих відходів виробництва, що не 
підлягають спуску в водовідвідну мережу. 
Незабруднені виробничі стічні води надходять від холодильників, 
компресорних, теплообмінних апаратів. 
Склад стічних вод залежить від технологічного процесу, 
застосовуваних компонентів проміжних виробів і продуктів, що 
випускається, складу вихідної свіжої води, місцевих умов тощо. 
Стічні води надзвичайно різноманітні за своїм складом, а значить - і за 
своїми властивостями. Знання складу стічних вод і характеру присутніх 
домішок є головною умовою, яка дозволяє правильно вибрати методи їх 
очищення і скласти оптимальну технологічну схему очисних споруд. 
 
1.3 Характеристика методів очищення промислових стічних вод 
 
При виборі системи і схеми водовідведення промислових підприємств 
необхідно враховувати: 
1) вимоги до якості води, що використовується в технологічних 
процесах; 
2) кількість, властивості та склад стічних вод окремих виробничих 
цехів і підприємства в цілому, а також режими водовідведення: 
3) можливість скорочення кількості забруднених виробничих стічних 
вод підприємства шляхом вдосконалення технологічних процесів; 
4) можливість повторного використання виробничих стічних вод в 
системі оборотного водопостачання або для технологічних потреб іншого 
виробництва; 
5) доцільність вилучення та використання цінних речовин, що 
містяться в стічних водах; 
6) можливість поділу виробничих стічних вод для повторного 
використання незабруднених вод у виробництві; 
7) можливість і доцільність спільного відведення стічних вод від 
кількох близько розташованих промислових підприємств, а також 
можливість комплексного вирішення водовідведення від промислового 
підприємства і населеного пункту; 
8) можливість використання в технологічному процесі очищених 
побутових стічних вод; 
9) можливість і доцільність використання виробничих стічних вод для 
зрошення сільськогосподарських і технічних культур; 
10) доцільність локальної очистки стічних вод окремих виробництв і 
цехів; 
11) здатність водоймищ до регенерації, умови спуску виробничих 
стічних вод і необхідний ступінь очищення цих вод по показниками; 
12) ефективність та актуальність застосування вибраного методу 
очищення [4]. 
Стічні води виробництв, що містять один або кілька видів забруднень, 
або містять токсичні і отруйні речовини, масла жири, можуть бути відведені 
відокремленими потоками. Незабруднені стічні води, як правило, об'єднують 
в один потік. У разі з побутовими стічними водами промислових виробництв, 
їх відводять та очищають окремо від інших. Дощові води з незабруднених 
територій промислового підприємства, відводять окремою водовідвідної 
мережею або об'єднують з незабрудненими виробничими стічними водами і 
спускаються у водойму без очищення. Після локальної очистки стічні води 
можуть об'єднуватися і очищатися спільно. 
Залежно від складу, специфіки та властивостей забруднених вод 
виробництв, застосовують такі методи їх очищення: механічний, хімічний, 
фізико-хімічний,  біологічний. 
Механічні методи очищення використовують у разі потреби виділення 
нерозчинних домішок мінерального і органічного походження. Для цього 
найчастіше використовують решітки, піскоуловлювачі, сита, відстійники, 
гідроциклони і фільтри (через фільтруючі шари зернистих матеріалів). 
Хімічними методами очищення користуються для видалення домішок, 
що мають здатність розчинятися. Такий процес можливий при проходженні 
хімічних реакцій між забрудненням і реагентом, при проходженні процесу 
окислення або відновлення. У результаті, компоненти стічних вод переходять 
в нетоксичні і малотоксичні або в нерозчинні сполуки. До хімічних способів 
очищення відносять: 
– нейтралізацію кислот і лугів; 
– озонування; 
– окислення озоном розчинених і колоїдних домішок; 
– електрохімічне окислення, при якому або відбувається руйнування 
шкідливих домішок на аноді, або регенерація (відновлення) цінних речовин. 
Фізико-хімічне очищення стічних вод засноване на процесах 
коагуляції, екстракції, сорбції, евапораціі, флотації, іонного обміну, 
кристалізації, діалізу, дезактивації, випарювання, аерації [5]. 
В основі біологічного очищення стічних вод лежить біохімічне 
окислення органічних забруднень за допомогою аеробних або анаеробних 
бактерій. Перераховані методи поділяють на деструктивні і регенеративні. 
Деструктивні пов'язані з руйнуванням забруднень і видаленням таких 
продуктів (окислення, біохімічна очистка стічних вод). 
У ході регенеративних методів відбувається виділення цінних речовин, 
які можуть надалі використовуватися (відстоювання, флотація і т.д.). 
Додатково можуть застосовувати доочищення та глибоке очищення 
(наприклад, біологічно очищені побутові стічні води проходять доочищення 
на фільтрах із зернистим завантаженням, барабанних сітках, ситах і 
мікрофільтрах або із застосуванням сорбції, флотації, озонування тощо). 
Вибір методу очищення стічних вод залежить від їх складу, 
властивостей стічних вод, кількості і місцевих умов, проте перевагу слід 
віддавати найбільш простим в експлуатації методам, що дозволяють витягти 
цінні речовини і використовувати очищені стоки в системі оборотного 
водопостачання. 
Осад виробничих стічних вод краще обробляти із застосуванням 
вакуум-фільтрів, центрифуг, фільтрпресів з подальшим його використанням. 
Технологічні схеми очищення стічних вод конкретних промислових 
підприємств відрізняються по застосовуваних методів очищення, складу і 
конструкцій споруд для очищення води і обробки осадів, ступеня очищення і 
використання очищених стічних вод в обороті і можуть містити декілька 
стадій. 
Стадійність очистки відхідних вод підприємств дає можливість досягти 
високочистої та якісної води з мінімальними витратами. 
Кількість стадій залежить від організації очисних споруд, методів 
очищення і складу стоків.  
Існують такі стадії очищення стічних вод: 
– перша стадія включає в себе очищення стічних вод від великих і 
грубодисперсних домішок, нейтралізацію токсинів і видалення зі стічних вод 
масел; 
– друга стадія – відбувається виключення механічних домішок та 
підготовка стоків до подальшого очищення, тобто зменшення агресивності 
стічних вод, знижують концентрації окремих забруднюючих речовин; 
– на третій стадії проводиться вилучення всіх забруднюючих речовин до 
певного заданого рівня, відповідно до встановлених норм гранично 
допустимої концентрації в стічних водах; 
– четверта стадія не є обов’язковою, її застосовують у випадку 
недостатнього очищення води під час третьої стадії. Тут включаються 
методи, що дозволяють виділяти з'єднання, що знаходяться в розчиненому 
стані [6]. 
Залежно від класу забруднювачів стоків, можуть включати або вилучати 
деякі із цих стадії. Проте, першу і другу стадії завжди застосовують у будь-
яких процесах очищення води.  
 На текстильно-фарбуальних підприємствах найчастіше застосовують 
саме фізико-хімічне очищення. Цей метод є ефективним для цього типу 
виробництва та може застосовуватися як самостійно, так і в поєднанні з 
іншими методами. 
Наступним варіантом очищення слугує коагуляція. У вигляді 
коагулянтів застосовують солі феруму, алюмінію, кальцію, магнію або їх 
суміші. Додатково використовують флокуляцію для покращення процесу 
очищення, вони допомагають укрупненню завислих речовин перед їх 
виділенням. Найпопулярнішими флокулянтами є поліетилен, поліакрил, 
поліаміди, целюлоза та крохмаль. 
Новітнім методом очищення є адсорбція, що дає гарне очищення 
природних і стічних вод від речовин переважно органічного походження, а 
саме для знебарвлення вод, усунення присмаків та запахів. Такий спосіб має 
ряд переваг, а саме можливість очищення сумішей з багатьох компонентів та 
високу ефективність очищення стічних вод слабких концентрацій. 
Метод сорбції має ряд переваг, наприклад ефективність очищення від 
барвників, екологічність, доступність продукту, дешевизна, зручний у 
видаленні домішок органічного походження. 
Адсорбція заснована на фільтрації води через мікропористі зернисті 
матеріали, що називають сорбентами, які володіють великою внутрішньою 
поверхнею (до 1,0 – 1,5 тис. м3 на грам сорбенту), завдяки чому з води 
видаляються домішки, в тому числі і знаходяться в стані істинних розчинів, 
тобто в молекулярному стані. Це спосіб концентрування на поверхні або в 
об´ємі пор твердого тіла. Речовину, яка поглинається з водного розчину 
називають адсорбтивом. 
На ефективність та швидкість процесу адсорбції має вплив структура 
сорбенту, хімічна природа і концентрація забруднень, температура, активна 
реакція середовища. У разі підвищення температури, ступінь адсорбції 
знижується, незважаючи на збільшення швидкості дифузії.  
Основні характеристики сорбентів: 
1) пористість – відношення об'єму пор до загального обсягу сорбенту; 
2) ємність – кількість речовини, що поглинається (припадає на 
одиницю маси або об'єму сорбенту, (кг / м3, кг / кг)); 
3) питома поверхня – площа поверхні сорбенту, яка припадає на 
одиницю маси, (м2 / кг) [7]. 
Кращими сорбентами для видалення з води розчинених органічних 
речовин є активоване вугілля різних марок, ефективність яких визначається 
наявністю в них мікропор. 
Сорбційний спосіб має ряд переваг в порівнянні з іншими методами. 
Він забезпечує глибоке очищення практично від будь-яких забруднень і на 
задану глибину; простий у реалізації і обслуговуванні, дозволяє багаторазово 
використовувати сорбент шляхом регенерації, процес очищення при 
добуванні нафтопродуктів та інших органічних домішок (шляхом 
спалювання відпрацьованих сорбентів разом з поглиненими речовинами ) 
безвідхідний. 
У випадку з очищенням стічних вод текстильного виробництва, метод 
адсорбції показав гарні результати, про що свідчить ступінь очищення від 
барвників, що склав майже 100%.  
Розрізняють три види адсорбції: 
– фізична, що викликана Ван-дер-Ваальсовими силами взаємодії між 
молекулами адсорбата і адсорбенту. Ці сили невеликі і тому теплота фізичної 
адсорбції складає ~ 10 - 30 кДж / моль. Така адсорбція є найпоширенішою у 
очищенні стоків виробництв; 
– хімічна адсорбція або хемосорбція, зобов'язана хімічному зв'язку, що 
виникає між адсорбатом і адсорбентом. При цьому утворюються поверхневі 
з'єднання. Теплота хемосорбції становить ~ 100 - 400 кДж / моль, а сам 
процес хемосорбції носить активаційний характер.  
– активована – при взаємодії адсорбенту та адсорбату з утворенням 
поверхневої сполуки, проте молекули адсорбенту залишаються в 
кристалічних гратках. Такий вид сорбції є необоротним, носить специфічний 
характер і є дуже повільним [8].  
У очищенні стоків підприємств використовують такі сорбенти:  
а) активоване вугілля, яким можна видалити органічні домішки 
природного та неприродного походження; 
б) глинисті породи, що затримують ПАР, барвники, пестициди, 
колоїдні та бактеріальні домішки, органічні суміші; 
в) інші природні матеріали, як золу, шлаки, тирсу, коксову дрібницю, 
торф; 
г) силікагелі та алюмогелі яким властива термодинамічна стабільність, 
відносно легке отримання, доступність сировини. 
 
Висновки до розділу 1. 
 
ПрАТ «ЧШК» – одне з найбільших текстильно-фарбувальних 
підприємств, яке користується попитом не тільки в Україні, а й у Європі. 
Стічні води є одним з відходів виробництва, що мають спеціальну 
технологію очищення. Вони містять у своєму складі різноманітні домішки, 
зокрема органічні речовини, барвники, мінеральні компоненти тощо. У 
зв’язку з тим, що домішки скидаються у водоймища, необхідне регулювання 
складу стоків та їх ретельне очищення, задля зменшення негативного впливу 
на навколишнє середовище. Існує велика кількість методів боротьби з 
забрудненнями, які використовують залежно від складу та характеристики 
стічних вод, а також очікуваного результату. Адсорбція є одним із найбільш 
простих та економічних методів, що не вимагає застосування хімічних 
реагентів і забезпечує високий ступінь очищення.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 МЕТОДИ І ЗАГАЛЬНА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ 
 
 2.1 Характеристика використаних у роботі матеріалів 
  
2.1.1 Текстильні барвники та допоміжні речовини 
 
 Барвники – це кольорові органічні сполуки, що мають властивість 
надавати рівне однорідне і стійке забарвлення волокнистим та іншим 
матеріалам [9]. 
 Барвники класифікують за хімічною та технічною системами. Перша, в 
свою чергу, має хімічну будову барвників, прикладом є: поліметинові, 
поліциклохінонові, арилметанові, антрахінонові, ариламінові, азобарвники, 
індигоїдні та ін. Технічна класифікація базується на властивостях барвників 
та їх відношенні до зафарбовуваних матеріалів. Барвниками для натуральних 
волокон є прямі барвники, активні, кислотні, кислотно-протравні, протравні, 
барвники для напівшерсті, основні, сірчисті, кубові.  
 У роботі використовувались прямі барвники. Ці класи були вибрані 
через ряд своїх переваг над іншими класами, а саме:  
а) низька вартість барвників; 
б) прості в застосуванні, повністю розчиняються у холодній воді (лише 
дисперсні потребують нагрівання води до 60ºC); 
в) володіють високими експлуатаційними властивостями; 
г) забезпечують високу якість та інтенсивність пофарбованих тканин. 
Прямі барвники є натрієвими солями органічних сульфокислот, 
розчинних у воді. Такими барвниками можна розписувати бавовняні, 
віскозні, капронові тканини, льон, натуральний шовк. Фарбують з розчину в 
присутності електролітів. На тканину переходять у якості солей і 
утримуються силами водневих зв’язків і Ван-дер-Вальсовими силами [8].  
Прямі барвники мають свою класифікацію: 
– власне прямі барвники; 
– барвники, додатково зміцнені солями купруму; 
– барвники, що діазотуються на волокні. 
В роботі використовували барвник Прямий червоний світлостійкий 
(Росія), а також Прямий синій дірект B2RL (Китай). Структурні формули 
барвників зображені на рисунках 2.1 та 2.2. 
 
HO3S 
 
HO3S  
 
Рисунок 2.1 – Структурна формула барвника прямий червоний світлостійкий 
(Росія) 
HO3S 
HO3S 
H O3S 
HO3S  
 
Рисунок 2.2 – Структурна формула барвника прямий синій дірект B2RL 
(Китай) 
Додатково було використано кальциновану соду (Na2CO3) та кухонну 
сіль (NaCl).  
Кальцинована сода (Na2CO3) – біла кристалічна речовина. 
Використовується як лужний реагент для фарбування прямими барвниками. 
Кухонна сіль (NaCl) – кристаліна речовина білого кольору, що містить 
93-99 % хлористого натрію і домішки солей кальцію, магнію, калію.  
 Для проведення процесу фарбування було взято такі матеріали та 
прилади, як: 
 – барвники прямий синій Дірект B2RL (Китай) та прямий червоний 
світлостійкий (Росія); 
 – тканина бязь арт. 3399; 
 – стічна вода підприємства, очищена бентонітом; 
 – лабораторний посуд; 
 – фарбувальна установка лабораторного типу AHIBA NUANCE; 
 – прилад для сушки тканин; 
– електричні ваги. 
 
 2.1.2 Характеристика бентонітових глин 
 
Бентоніт - це глина, часто утворюється в результаті зміни вулканічного 
попелу, що складається переважно з мінералів смектиту, зазвичай 
монтморилоніту. Смектити представляють собою тришарові глинисті 
мінерали, складаються з окремих кристалітів, більшість з яких мають розмір 
<2 мкм. 
Бентонітові родовища зазвичай розробляються в кар'єрах. 
Екстрагований бентоніт є твердою речовиною навіть при вологості близько 
30%. Для отримання чистого продукту, матеріал спочатку подрібнюється і 
при необхідності активується додаванням кальцинованої соди (Na2CO3).  
Потім бентоніт сушать (повітряна і / або примусова сушка) до вмісту 
вологи приблизно 15%. В залежності від очікуваного результату, бентоніт 
або просіюють (гранульована форма) або подрібнюють в порошок [10]. 
 Модифіковані сорбенти на основі природного бентоніту є 
дрібнопористими (наноструктурними) об'єктами з порами розміром 1.5-8.0 
нм. На фізико-хімічні властивості глин впливає склад та вміст мінералів. 
Для проведення роботи було використано бентоніт з родовища с. 
Дашуківка, Лисянського району, Черкаської області. Такі глини є світло-
коричневими, pH близько 7,0, вологість 55%. Щодо хімічного складу, 
витяжка води відноситься до сульфатно-гідрокарбонатного та магнієво-
натрієвого-кальцієвого типу складного катіонного складу з мінералізацією 
0,26 г/дм3 (рисунок 2.2). Основну масу кристалічної частини складає 
глинистий остов (22,53 %), із силікатними частинки діаметром 250-100 мкм – 
11,69 % [11]. 
 
Рисунок 2.3 – Бетонітова глина Дашуківського родовища 
  
 Структурна формула монтморилоніту бентонітової проби має 
наступний вигляд [12]: 
 
 
 
 
2.1.3 Характеристика тканини для фарбування 
 
Бязь – це бавовняна тканина, при виробництві якої застосовується 
полотняне переплетення. Поверхня матерії виходить однаковою з обох 
сторін, рівною та матовою. Перевагами є екологічність, гіпоалергенність, 
зносостійкість. Тканина відмінно підходить для виготовлення постільних 
речей та скатертин, дитячого та жіночого одягу, пелюшок для 
новонароджених, чоловічих сорочок.  
Для роботи було взято тканину бязь арт. 3399 білого кольору. 
 
2.1.4 Характеристика стічної води ПрАТ «ЧШК» 
 
Стічні води текстильного підприємства ПрАТ «ЧШК» є 
висококонцентрованими і містять забруднюючі речовини різного ступеня 
дисперсності. Це зумовлене використанням у процесі виробництва великої 
кількості різноманітних хімічних речовин.  
Під час аналізу стічних вод визначають: вміст компонентів, 
специфічних для даного виду виробництва, загальну кількість органічних 
речовин, активну реакцію, інтенсивність забарвлення та ступінь 
мінералізації. Необхідно встановити такий параметр, як кінетика осідання 
механічних домішок. Ці дані дозволяють вибрати найбільш доцільний і 
економічно обґрунтований метод очистки стічних вод для певного 
підприємства.  
Виробничі стічні води різних галузей легкової промисловості істотно 
відрізняються як за складом забруднюючих речовин, так і за їх 
концентраціями. Основні забруднюючі речовини, які утворюються на ПрАТ 
«Черкаський шовковий комбінат» – миючі засоби (50-120 мг/л), завислі 
речовини (250-400 мг/л) та барвники. Сильно забруднені стічні води цехів 
первинної обробки шерсті, вони містять такі домішки: завислі речовини (20-
40 г/л), тваринний жир (8-12 г/л).  
Для розробки раціональної схеми водовідведення і оцінки можливості 
повторного використання виробничих стічних вод, визнають їх склад і режим 
водовідведення. При цьому аналізують фізико-хімічні показники стічних вод 
і режим скидання в каналізаційну мережу не тільки загального стоку 
промислового підприємства, але й стічних вод від окремих цехів. Кількість 
зворотних (стічних) вод, що скидаються у підземні горизонти або надходять 
на поля зрошення 257,08 м 3 /добу. Основний негативний вплив на водний 
фонд ПрАТ «ЧШК» завдає через скидання неочищених стоків у поверхневі 
водні об'єкти [13]. 
Актуальним питанням для підприємства є контроль за якістю стічних 
вод фарбувальних виробництв та розробка нових систем очищення. 
 
2.1.5 Характеристика коагулянту та флокулянту 
 
Коагуляція - це злипання частинок колоїдної системи при їх зіткненнях 
в процесі теплового руху, перемішування або спрямованого переміщення в 
зовнішньому силовому полі. 
В результаті коагуляції утворюються агрегати - більші (вторинні) 
частинки, що складаються зі скупчення дрібних (первинних). Первинні 
частки в таких агрегатах з'єднані силами міжмолекулярної взаємодії 
безпосередньо або через прошарок навколишнього (дисперсного) 
середовища. 
Коагуляція супроводжується прогресуючим укрупненням частинок і 
зменшенням їх загальної кількості в обсязі дисперсійного середовища (в 
нашому випадку - рідини). Злипання однорідних частинок називається 
гомокоагуляція, а різнорідних - гетерокоагуляція. 
Схема очищення води за допомогою процесу коагуляції проходить три 
етапи: 
– вибір і введення в розчин коагулянтів; 
– підтримка оптимальних умов температури, рН, перемішування для 
повноти протікання реакцій; 
– відстоювання, фільтрація через фільтри механічної очистки. 
Для дослідів було обрано коагулянт алюміній сульфат – Al2(SO4)3, так 
як ефективність його застосування має досить високий ступінь. Було взято 2 
г коагулянту для проведення дослідження. Аналіз ефективності очищення 
проводили спектрофотометричним, турбодиметричним способом, а іонний 
склад води визначали якісно.  
Для приготування розчину коагулянту було проведено такі дії: 
1) зважування пустого бюксу за допомогою електричних вагів; 
2) зважування 2 г коагулянту алюміній сульфату у бюксі; 
3) завантаження зважених кристалів солі у мірну колбу ємністю 200 
мл; 
4) додавання 100 мл дистильованої води у колбу з коагулянтом. 
 Для підвищення ефективності процесів коагуляції у поєднанні з 
коагулянтом додатково використовують флокулянти, що сприяють 
укрупненню завислих речовин перед їх виділенням. Найчастіше це 
поліетилен, поліакрил, поліаміди, целюлоза та крохмаль. 
Флокуляція - це двоступеневий процес, в ході якого дрібні частинки 
злипаються, утворюючи кілька великих флокул (пластівців).  
Для флокуляції потрібне обережне перемішування і використання 
полімерного флокулянта з великою молекулярною вагою. Флокулянт 
прикріплюється до пластівців і сприяє заповненню проміжків між ними.  
При наближенні частинок один до одного починають діяти сили Ван-
дер-Ваальса. Вони знижують енергетичний бар'єр флокуляції, після чого 
починається утворення пухких пластівців. Злипання, зв'язування і 
підвищення міцності пластівців відбувається до тих пір, поки не 
утворюються помітні неозброєним оком макропластівці. При їх достатній 
вазі, розміру і міцності відбувається осадження. Макропластівці дуже чутливі 
до перемішування. Їх повторне утворення після руйнування під дією 
зовнішньої сили майже неможливо. 
Для проведення процесу флокуляції було використано флокулянт 
альгінат натрію – (C6H8O6)n. У роботі було взято 1 г флокулянту. Реакція 
пройшла успішно з утворенням домішок стічної води. 
Для приготування розчину флокулянту було проведено такі дії: 
5) зважування пустого бюксу за допомогою електричних вагів; 
6) зважування 1 г флокулянту альгінату натрію у бюксі; 
7) завантаження зважених кристалів солі у мірну колбу ємністю 200 
мл; 
8) додавання 100 мл дистильованої води у колбу з флокулянтом. 
 
 2.2 Методи дослідження   
 
2.2.1 Методи відбору проб стічної води 
 
Проба води – це обсяг води, що відібраний з контрольованого об'єкта, 
який за властивостями є ідентичним об'єкту аналітичного контролю, з якого 
він відібраний. 
Процедура відбору проби має містити наступні етапи:  
– підготовка до відбору, відбір проби, маркування ємності з пробою, 
консервація, заповнення акту відбору проб, транспортування в лабораторію, 
приймання проб в лабораторії. Способи відбору, консервування та зберігання 
проб повинні гарантувати незмінність складу в інтервалі між відбором проб 
та їх аналізом. 
Відбір проб проводять для аналізу якості об'єктів дослідження, 
визначення складу і властивостей за показниками, регламентованим в 
нормативних документах, ідентифікації забруднення об'єктів дослідження. 
Відібрана проба повинна представляти аналізовані показники складу в даний 
момент або за певний проміжок часу. 
Вибір місця відбору проб залежить від методів очищення стічних вод, 
їх характером та відбувається тільки з дозволу керуючого підприємства. 
Проби стоків беруть на виході з очисних споруд виробництва. 
Найкраще брати пробу у турбулентних потоках, де проходить гарне 
змішування води, або у декількох місцях течії потоків з подальшим їх 
з’єднанням для отримання середнього результату. 
У випадку коли вода надходить у водоймища через пристрій 
водорозливу, то пробу беруть напряму з точки скиду (падаючого потоку). 
Відбір проб може проводитися ручними або автоматичними 
пробовідбірними пристроями. Для виготовлення контейнерів пробовідбірних 
пристроїв або для їх покриття зсередини можуть бути використані: 
поліетилен, фторопласт, полікарбонатні полімери, скло, фарфор і інші 
хімічно інертні матеріали, що дозволить виключити можливість зміни складу 
відібраної проби. Металеві пристрої не можуть застосовуватися для відбору 
проб, якщо ті призначені для визначення концентрацій металів. 
Частота відбору може збільшуватись при проведенні ремонтних робіт, 
у аварійних ситуаціях, при запуску нових очисних споруд. 
Для зберігання проб використовують посуд з поліетилену або зі скла з 
герметичними, щільно закрученими кришками. Можливе також застосування 
коркових і резинових пробок, якщо у пробі не має у складі ртуті, озону, 
срібла, органічних речовин, та яка не потребує визначення хімічної потреби 
кисню. 
До кожної проби складають документ, в якому вказані такі пункти: 
а) вид стічних вод; 
б) місце відбору проби; 
в) дата та час відбору проби; 
г) спосіб відбору проби з уточненням типу пробовідбірника, 
додаткових пристроїв; 
д) вид проби (змішана чи проста); 
є) періодичність відбору проби; 
е) інформація про консервацію проби; 
ж) посада, прізвище та підпис особи, що несе відповідальність за 
відбір проб та її підготовку. 
У випадку коли аналіз води не можу бути проведений відразу після 
зняття проби, її дозволяється зберігати, з урахуванням допустимих строків 
зберігання [14]. 
 
2.2.2 Методика фізико-хімічного аналізу промислової стічної води 
 
Методика визначення температури стічних вод 
Температура води визначається на місці, де відбулося взяття проби. 
Для цього використовують термометр з позначкою на 1°С. 
Воду, об’ємом 1 л, наливають у ємність, потім занурюють нижню 
частину ртутного термометру у воду та через деякий час беруть показники. 
Стінки посудини з водою мають бути захищені від перегріву сонячними 
променями чи іншими джерелами тепла. Також визначають температуру 
повітря [15]. 
Методика визначення прозорості стічних вод 
На таку властивість води, як прозорість впливає її каламутність та 
колір. Прозорість визначають за мірою висоти водяного стовпчика, на рівні 
коли можна прочитати певний шрифт. 
Такий метод використовують при дослідженні стічних вод, проте він не 
є точним та дає тільки приблизні результати. Визначення прозорості 
проводять у лабораторних умовах, а результати позначають у сантиметрах. 
Хід визначення. Під дно циліндру розміщують добре освітлений шрифт, 
який повинен бути розбірливий. У саму ємність – циліндр наливають 
досліджувану воду до висоти, коли букви стають погано видимі. Дослід 
проводять при денному світлі. Для більшої точності результату, визначення 
можна провести декілька разів, та записують середнє значення. 
Методика визначення запаху стічних вод 
Для оцінки якості води проводять визначення її запаху. Для цього, 
досліджувану воду наливають на 2/3 об´єму в колбу, закривають пробкою та 
сильно струшують, потім відкривають пробку і визначають запах. При 
першій спробі, запах відчувається найсильніше. Характеристика запахів 
наведена у таблиці 2.1 
 
Таблиця 2.1 – Характеристика запахів стічної води 
Характер запаху Вид запаху 
Ароматичний  квітковий, свіжості 
Болотний  земляний, мулистий 
Гнильний  стічний, фекальний 
Дерев´яний  запах мокрого дерева 
Земельний  гнилий, прілий, багняний 
Пліснявий  застояний 
Сірководневий  тухлих яєць 
Трав’янистий  скошеної трави, сіна 
Невизначений  запах природнього походження  
 
Інтенсивність запаху вимірюється п’ятибальною шкалою (таблиця 2.2) 
[16]. 
Таблиця 2.2 – Шкала оцінки інтенсивності запаху стічної води 
Оцінка 
Інтенсивність 
Характер проявлення запаху інтенсивності, 
запаху 
бал 
Немає запах не відчувається 0 
не відчувається споживачем, але 
Дуже слабкий 1 
виявляється при лаборному дослідженні 
помічається споживачем, якщо звернути 
Слабкий 2 
на нього увагу 
легко помічається і викликає 
Помітний 3 
несхвальний відклик про воду 
запах звертає на себе увагу і змушує 
Чіткий 4 
утриматись від споживання 
запах настільки сильний, що робить воду 
Дуже сильний 5 
непридатною для споживання. 
 
Методика визначення рН 
Величина рН є важливим показником кислотності або лужності води і 
допоміжною величиною в різноманітних аналітичних розрахунках. 
Для визначення величини pH існують два основні методи: 
колориметричний та потенціометричний. 
  Колориметричний метод заснований на зміні забарвлення індикатора, 
доданого до досліджуваного розчину, в залежності від величини pH. Цей 
метод недостатньо точний та вимагає введення сольових і температурних 
поправок. Він дає значну похибку за малої мінералізації досліджуваної води 
(менше 30 мг / л) і при визначенні pH забарвлених і каламутних вод [17]. 
Метод не можна застосовувати для вод, що містять сильні окислювачі або 
відновники. Використовується зазвичай в експедиційних умовах і для 
орієнтовних визначень. 
  Потенціометричний метод набагато точніше, позбавлений значною 
мірою всіх перерахованих недоліків, але вимагає спеціального приладу – pH-
метру. Потенціометричний метод заснований на вимірюванні ЕРС 
електродної системи, що складається з індикаторного електрода і електрода 
порівняння. Електрод порівняння іноді називають допоміжним електродом. 
Величину рН визначають вимірюючи потенціал, який виникає на 
вимірюваному електроді. Результати визначення виражаються в одиницях 
рН. 
У роботі було проведено саме електрометричне визначення pH. 
Хід визначення.  Прилад для вимірювання pH промивають 
дистильованою водою у місці розташування електроду. Далі його повторно 
промивають досліджуваною водою, і лише після цього занурюють у пробу, 
що аналізують.  
Вимірювана величина потенціалу скляного електроду відраховується у 
мілівольтах або одиницях рН. Метод вимірювання обумовлений типом 
застосованого приладу в доданих до його інструкціях. 
 Методика визначення фосфатів у стічній воді 
Для визначення необхідності процесу біологічного очищення, 
проводять виявлення фосфатів у воді. Фосфат-іон утворює з катіонами Ag+ в 
нейтральному середовищі жовтий осад фосфату аргентуму Ag3PO4. 
Хід визначення. У колбу вносять досліджувану пробу і краплями 
додають розчин AgNO3 до припинення виділення осаду. 
Методика визначення сульфатів у стічній воді 
Метод засновано на реакції взаємодії сульфат-іонів з іонами барію, що 
супроводжується утворенням малорозчинного дрібнокристалічного осаду 
BaSO4 білого кольору. 
Хід визначення. До 10 мл проби води додають 2 – 3 краплі 0,1 М 
розчину хлоридної кислоти і 0,5 мл 10% розчину BaCl2.  
 
2.2.3 Фотометричний аналіз вихідної та очищеної промислової стічної 
води 
 
 Фотометричний аналіз впоказує поглинання, пропускання та 
розсіювання світла речовиною, що досліджують. Такий аналіз проводять за 
допомогою спеціального приладу – спектрофотометру. Основою аналізу є 
властивість розчину до поглинання ультрафіолетового світла. 
У роботі використовували спектрофотометр марки UV-5800 PC, який 
зображено на рисунку 2.4. 
 
Рисунок 2.4 – Спектрофотометр марки UV-5800 PC 
Хід визначення. Спектрофотометр вмикають та залишають на 15 
хвилин для нагрівання. Для аналізу потрібні скляні кювети з довжиною 
оптичного шляху 10 мм, загальний об’єм 3,5 мл. В одну кювету, яка 
встановлюється в першу комірку кюветного відділення, наливають 
дистильовану воду, для встановлення «нуля». В іншу кювету наливають 
досліджувану пробу, встановлюють в другу комірку та закривають кюветне 
відділення. Далі, на дисплеї обирається необхідна довжина хвилі та 
встановлюється «нуль» на основні дистильованої води, після чого 
переводиться відділення в положення «два» і вимірюється оптична густина 
проби води. Час вимірювання 3 секунди. Результат виводиться на дисплей в 
умовних одиницях оптичної густини.  
2.2.4 Визначення каламутності води 
 
Визначення каламутності води базується на вимірюванні кількості 
світла, що відбивається від завислих часток у воді, таких як глина та 
органічні речовини.  
Для визначення каламутності води використовували мутномір 
CyberScan TB1000 (рисунок 2.5).  
 
Рисунок 2.5 – Мутномір CyberScan TB1000 
Мутномір вмикається і гріється протягом 30 хвилин. У ході аналізу 
ивикористовуються скляні кювети з довжиною оптичного шляху 30 мм, 
загальний об’єм 50 мл. 
Кювета заповнюється досліджуваною пробою та закривається чорною 
кришкою для запобігання потраплянню світла при вимірюванні мутності. 
Закрита кювета поміщається у відповідне відділення мутноміра. Через 3-5 
секунди на електронному дисплеї прилад показує дійсне значення 
каламутності розчину.  
 
 
 
 
 
2.2.5 Визначення твердості води 
 
Твердість води визначають за кількістю солей кальцію і магнію в ній. 
Твердою водою називають ту, яка містить значні кількості вапнякових солей, 
а м'якою – коли цих солей зовсім немає, або вони містяться в незначних 
кількостях. 
Визначення загальної твердості води було проведено 
трилонометричним методом. Для цього відбувалось титрування розчином 
двонатрієвої солі етилендіамінтетраацетатної кислоти (трилон Б) 
у лужному середовищі в присутності індикатора еріохрому чорного. 
Проведено два досліди, а саме стічної води та води після коагуляції та 
флокуляції. Для приготування розчину до 100 мл води додавали 5 мл 25 %-го 
розчину аміаку (NН4ОН). Далі проходив процес розчинення 500мг індикатору 
хромогену чорного в отриманому розчині. Забарвлення отриманого розчину 
виявилось винного кольору. Титрування проходить за допомогою бюретки 
0,05 н водним розчином трилону Б до переходу забарвлення в світло-
фіолетове. 
 
 2.2.6 Методика роботи з електричною мішалкою 
 
Для проведення процесу адсорбції було застосовано пристрій – 
електричну лопатеву мішалку (рисунок 2.6). Обертання лопатей 
забезпечується електричним приводом, що працює від загальної електричної 
мережі 220 В. Кількість обертів регулюється відповідним пристроєм.  
 
1 – блок живлення, 2 – пристрій регулювання швидкості обертання,  
3 – шкала кількості обертів, 4 – вмикач, 5 – лопаті, 6 – робоча ємність 
 
Рисунок 2.6 – Схематичне зображення електричної лопатевої мішалки 
 
 У ємність засипають бентоніт та стічну воду в оптимальному 
відношенні 1:5 (200 г матеріалу і 1 дм3 стічної води) та вмикають мішалку. 
Процес проходить за умови постійно діючої лопатевої мішалки за фіксованої 
швидкості обертання лопатей (300 об/хв), за нормальної температури. 
 
2.2.7 Характеристика приладу для фарбування тканини 
 
 Для фарбування у лабораторії підприємтсва використовували 
фарбувальну установку AHIBA NUANCE (рисунок 2.7) 
 
 
 Рисунок 2.7 – Фарбувальна установка лабораторного типу AHIBA 
NUANCE 
 
 В установці використовуються новітні технології точного контролю 
температури. Для фарбування було встановлено режим, що проходить при 
температурі 95℃ протягом 40 хвилин. Цей режим розроблений спеціально 
для фарбування прямими барвниками.   
 На рисунку 2.8 зображено процес виймання пробірок з фарбувального 
приладу.  
 
 Рисунок 2.8 – Процес виймання пробірки з фарбувальної установки 
 2.2.8 Характеристика лабораторної сушильної шафи 
  
 Сушильна шафа – це економічна електропіч компактних розмірів, 
призначена для сушки матеріалів. Основним завданням сушильних шаф є 
видалення вологості і просушування предметів. 
Принцип роботи сушильної лабораторної шафи заснований на 
високотемпературному зневодненні матеріалів, що поміщені в сушильну 
камеру. При нагріванні зразків волога поступово випаровується, зменшуючи 
вагу аналізованої проби. Потік повітря, що входить через отвори в дверцятах, 
і витяжні труби в задній частині корпусу, створюють тягу за рахунок 
конвекції. Волога, що випарувалась, за допомогою гарячого потоку повітря 
надходить  в атмосферу через витяжні труби. Підтримання стабільної заданої 
температури в кожній сушильній камері забезпечують регулятори. 
Відображення заданої і дійсної температури для візуального контролю 
проводиться цифровими дисплеями. 
 Для роботи у лабораторії підприємтсва використовували  сушильну 
електричну шафу  Olsen Fund, що зображена на рисунку 2.9.  
 
Рисунок 2.9 – сушильна шафа Olsen Fund 
 
 2.2.9 Прилад для визначення стійкості тканини до тертя 
  
 У роботі проводили аналіз тканини на її стійкість до тертя. Тканину 
перевіряли методами сухого та мокрого тертя. Для проведення досліду 
використовували прилад для вимірювання стійкості  тканини до тертя, що 
зображений на рисунку 2.10.  
 
 Рисунок 2.10 – Лабораторний прилад для вимірювання стійкості 
тканини до сухого та мокрого тертя 
 
 Для проведення аналізу було взято досліджувані зразки розміром 
приблизно 18x8 см. Пофарбовану тканину накладають лицьовою стороною 
вгору на прилад для вимірювання стійкості до тертя та закріплюють. Зразок 
бавовняної тканини білого кольору натягують на кінець стержня приладу і 
затискають кільцем. Для сухого тертя використовують сухий зразок білої 
тканини, а для мокрого тканину попередньо змочують у воді. 
 Тертя білої бавовняної тканини по поверхні пофарбованого зразку 
проводять рухом столика назад і вперед, на відстані 10 см протягом 10 
секунд. Результати визначають за п’ятибальною шкалою.  
 Стійкість до стирання визначається за ступенем фарбування 
попередньо заданої білої тканини і оцінюється по 5 рівням. Чим більше 
значення, тим краще стійкість до стирання. Під стійкістю до стирання 
розуміється ступінь знебарвлення пофарбованих тканин після тертя. 
 
 2.2.10 Характеристика приладу для визначення інтенсивності 
фарбування тканини 
 
 Для визначення інтенсивності фарбування тканини, було проведено 
аналіз на спектрофотометрі. Для цього використовували лабораторний 
спектрофотометр настільного типу серії Datacolor 400 (рисунок 2.11). Він 
призначений для використання як прилад для вимірювання, уточнення та 
оцінки кольорів як у лабораторних, так і у виробничих умовах, особливо там, 
де потрібен точний результат визначення кольору тканини.  
 
 Рисунок 2.11 – лабораторний спектрофотометр настільного типу серії 
Datacolor 400 
 Інтенсивність фарбування тканини визначали за такими критеріями, як: 
1) dL – світлота; 
2) dA – зелено-червоний відтінок (з позначкою «+» – червоніший, з 
позначкою «-» – зеленіший); 
3) dB – жовто-синій відтінок (з позначкою «+» – жовтіший, з 
позначкою «-» – синіший); 
4) dE – колірне відхилення; 
5) інтенсивнясть фарбування, розраховується як 100 – (dL ·10). 
Висновки до розділу 2. 
 
У роботі над очищенням стічної води текстильно-фарбувального 
підприємства використовували ряд матеріалів та приладів, що були 
необхідними для отримання результату. Головним матеріалом у роботі була 
бентонітова глина. Вибір цього адсорбенту зумовлений його перевагами у 
очищенні стічної води.  
Для досягнення високого ступеня очищення води, було використано 
флокулянт та коагулянт. Такі допоміжні матеріали дають змогу провести 
швидке та якісне очищення.  
Для проведення аналізу очищеної води було розроблено методику 
роботи з урахуванням фізико-хімічних властивостей стічної неочищеної 
води. Було застосовано декілька таких методів, за допомогою яких проведено 
оцінку результату роботи. 
У ході роботи було застосовано деякі електричні прилади для 
підвищення ефективності процесу. Такі прилади були необхідними на усіх 
стадіях процесу – починаючи зі збору та очищення стічної води з текстильно-
фарбувального підприємства та до останнього етапу – фарбування тканини. 
 
 
 
 3 АНАЛІЗ ТА ТЕОРЕТИЧНІ ОБГРУНТУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ 
ПРАКТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 
 
3.1 Дослідження адсорбційних властивостей бентонітових глин 
 
3.1.1 Підготовка природних сорбентів до процесу очищення стічної 
води  
 
Очищення стічних вод з використанням бентонітів містить у собі 
декілька стадій: 
1) Підготовка бентонітових глин 
2) Адсорбція 
3) Коагуляція та флокуляція 
4) Відстоювання та фільтрація води для видалення утворених 
пластівців 
5) Аналіз очищеної води 
Перед використанням бентонітів для подальшого водоочищення було 
проведено ряд підготовчих робіт у наведеній нижче послідовності: 
1) просіювання – для розділення сорбенту відповідно до розміру 
фракції. Головною метою було відділення дрібних часток матеріалів (до 1 
мм) задля зниження каламутності в очищеній воді, яка найбільшим чином 
зумовлюється цими часточками. Також, з метою дослідження впливу різного 
розміру фракцій на процеси водоочищення. Для просіювання 
використовували механічні сита. 
2) промивання – полягає у промивці бентоніту під струменем води. 
Це потрібно для зникнення пилу з поверхності глин. 
3) сушка – проводили з метою виділення вологи, що може бути 
поглинута з повітря та в процесі промивання. Для цього процесу було 
використано сушильну шафу. Бентоніт піддавали термічній обробці при 
температурі 105ºC протягом 1 години. Така температура дає змогу для 
виділення вологи з пор сорбенту, при цьому не впливаючи на їх структуру. 
4) термічна активація – процес тривалої термічної обробки матеріалу.  
Процес було проведено для підвищення адсорбційної здатності 
бентоніту, збільшення ступеню очищення стічної води та загального 
дослідження впливу активації на процеси очищення.  
Прожарювання глини проводилась в муфельній печі типу СНОЛ – 
1,6.2,5.1/9 – И4 при температурі 450 ºC протягом 4,5 год. Прожарену глину 
охолоджували в ексикаторі без доступу повітря. 
 
3.1.2 Адсорбція стічної води бентонітовими глинами 
 
Першим етапом очищення було проведення адсорбції проби стічної 
води. Для цього шар адсорбенту – бентонітової глини, занурювали у 
розбавлену стічну воду концентрацією 1:100. Процес проходив у рамках 
лабораторних дослідів.  
Забарвлення розбавленої стічної води за стоків до адсорбції мало 
світло-фіолетовий відтінок, проте після адсорбції спостерігалось помутніння 
розчину та зміна забарвлення на коричневий. На рисунку 3.3 зображено 
різницю у забарвленні стічної води до та після адсорбції. 
 
 
                            
а)  б) в) 
а) нерозбавлена концентрована стічна вода з підприємства; б) 
розбавлена стічна вода концентрацією по відношенню до дистиляту 1:100; в) 
розбавлена стічна вода з зануреним шаром адсорбенту. 
Рисунок 3.1 Зображення стічної води з ПрАТ «ЧШК» у ході 
дослідження процесу адсорбції 
 
3.2 Аналіз очищених стічних вод текстильного підприємства «ЧШК» у 
лабораторних умовах 
 
 Результати фотометричного аналізу стічної води, очищеної за 
допомогою бентоніту, наведено у таблиці 3.1 та рисунку 3.2 у вигляді 
залежності оптичної густини від довжини хвилі. 
Таблиця 3.1 – Результати фотометричного аналізу стічної води  
Вода після 
Вихідна стічна Вода після 
Довжина хвилі коагуляції та 
вода адсорбції 
флокуляції 
400 0,0359 0,2004 0,0628 
420 0,0367 0,1562 0,0238 
440 0,0377 0,1425 0,0120 
Вода після 
Вихідна стічна Вода після 
Довжина хвилі коагуляції та 
вода адсорбції 
флокуляції 
460 0,0562 0,1374 0,0081 
480 0,0623 0,1346 0,0069 
500 0,0613 0,1322 0,0061 
520 0,0455 0,1299 0,0057 
540 0,0417 0,1274 0,0048 
560 0,0361 0,1239 0,0037 
580 0,0305 0,1204 0,0027 
600 0,0268 0,1173 0,0018 
620 0,0235 0,1153 0,0014 
640 0,0192 0,1128 0,0013 
 
0.2
0.18
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 6λ2,0нм640
Вихідна вода Вода після адсорбції Вода після коагуляції з флокуляцією
 
Рисунок 3.2 – Залежність оптичної густини стічної води після адсорбції 
та коагуляції від довжини хвилі 
 
 Аналізуючи наведену графічну залежність оптичної густини від 
довжини хвилі, маємо порівняльну характеристику стічної води, води після 
адсорбції та води, яка пройшла стадію очищення. Пік оптичної густини, що і 
визначає забарвлення вихідної стічної води, спостерігається при 480 нм. В 
очищеній воді цього піку немає, що свідчить при видалення хромофорної 
частини барвника, яка зумовлювала цей пік. Попри такі зависокі результати 
оптичної густини, слід констатувати візуальні спостереження. Стічна вода 
втратила своє забарвлення в ході процесу, проте бентоніт у зоні рідкої фази 
втратив свою кристалічну структуру, перейшовши у суспензію. Таким 
чином, вода містила значну кількість видимих часток бентоніту, які не можна 
було видалити фільтруванням або ж механічним відстоюванням протягом 
щонайменше 24 годин. 
ОптичAнxаis Tгiуtlсeтина, D
 Після проведення процесів очищення стічних вод бентонітовими 
глинами в також спектрофотометричного дослідження отриманої води, було 
проведено її фізико-хімічний аналіз. Результати аналізу наведено в таблиці 
3.2. 
 
 Таблиця 3.2 – Результати аналізу очищеної стічної води 
Показник Стічна вода Очищена вода 
Температура, ℃ 13 14 
Каламутність 0,89 0,20 
Плаваючі домішки пластівці відсутні 
рН 10,34 7,5 
Фосфати відсутні відсутні 
Хлориди наявні наявні 
Сульфати наявні наявні 
Колір світло-фіолетовий безбарвний з незначною 
каламутністю 
В’язкість, μ, Па·с 0,995 0,994 
Твердість води, мг екв/л 0,13 0,41 
Загальний ступінь 91 
очищення,% 
 
Аналізуючи наведену таблицю 3.2 спостерігається, що після очищення 
каламутність води видаляється, що доведено визначенням каламутності, а 
також відображається на показниках оптичної густини. Також у процесі 
гідролізу коагулянту виділяються іони SO 2-
4 , внаслідок чого знижується рН, 
що свідчить про необхідність додаткової обробки води для вирівнювання 
цього показнику. З метою вирівнювання рН до нейтрального середовища (рН 
= 7) проведено процес підлуговування з використанням реагенту NaOH. При 
додаванні лугу, в очищеній воді утворюється білий осад Al(OH)3, тому 
одержану суміш піддавали фільтрації, забезпечуючи також видалення 
залишкового алюмінію. Загальний ступінь очищення становить ~ 91%.  
 
 3.3 Дослідження повторного використання очищеної стічної води в 
технології фарбування тканини 
   
 Першим етапом у проведенні процесу фарбування є приготування 
маточного розчину барвника. На 400 мл води було взято 1 г барвника 
Прямого синього Дірект B2RL та 1 г Прямого червоного світлостійкого. 
Загальний об’єм ванни становить 80 мл.  
 Рецептура фарбувальної ванни: 
1) барвник 12 мл; 
2) сода Na2CO3 – 2 г; 
3) сіль NaCl – 3 г; 
4) вода очищена – 63 мл; 
Всього: 80мл. 
 Після приготування розчину було проведено фарбування у 
фарбувальній установці лабораторного типу AHIBA NUANCE. Після 
закінчення роботи машини, можна обережно дістати пробірки зі зразками та 
оцінити результат. Наступним етапом була сушка у сушильній електричній 
шафі  Olsen Fund, що зображена. Сушка проводилась протягом 5 хвилин. 
 Сушка необхідна для отримання висушеної тканини. На рисунку 3.2 
порівняно результати тканини, що пофарбована водою підприємства ПрАТ 
«ЧШК», та стічною водою, що очищена бентонітовими глинами. На рисунку 
зображено фарбування двома барвниками – Прямим синім B2RL та Прямим 
червоним світлостійким. 
  
             (а 1)                          (а 2)                       (б 1)                         (б 2)  
 1 – зразок, пофарбований за базовою рецептурою ПрАТ «ЧШК» з 
використанням пом’якшеної води; 
 2 – зразок, пофарбований у виробничих умовах ПрАТ «ЧШК» з 
використанням очищеної стічної води бентонітом. 
 Рисунок 3.2 – Тканина пофарбована барвниками Прямим синім Дірект 
B2RL (а) та Прямим червоним світлостійким (б) 
 3.4 Результати досліджень фарбування тканини за допомогою 
очищеної стічної води методом адсорбції бентонітом 
 
 Показники міцності забарвлень до впливів, яке трапляється при носінні 
або експлуатації виробів, носять назву споживчих, а в разі додаткових 
обробок тканини після фарбування, в процесі заключної обробки, 
забарвлення повинна мати так званої технологічної міцністю. Провести чітке 
розмежування між зазначеними двома видами міцності забарвлень можна. 
Найбільш часто визначають показники міцності до наступних дій: до світла; 
до прання при температурі 60 ° С і при кипінні; до дії мильного і мильно-
содового розчину, поту, морської води; до сухого і мокрого тертя; до 
відбілювання та прасування. 
 Основними факторами, що впливають на стійкість забарвлення, є 
властивості барвників і технологія фарбування. Стійкість забарвлення 
залежить від інтенсивності забарвлення. Визначення стійкості барвників до 
різних фізико-хімічних впливів засновано на візуальній або спектро-
фотометричній оцінці, ступеню зміни первісного забарвлення і ступеня 
зафарбовування білих контрольних зразків з різних волокон, які піддаються 
відповідним обробкам.  
 Для оцінки результату фарбування тканини було проведено декілька 
дослідів. Першим дослідом було визначення стійкості до сухого та мокрого 
тертя. Для проведення досліду використовували прилад для вимірювання 
стійкості тканини до тертя. Стійкість до сухого та мокрого тертя зображено у 
таблиці 3.3. 
 Для аналізів було взято такі зразки:  
 Зразок 1 – пофарбований за базовою рецептурою ПрАТ «ЧШК» з 
використанням пом’якшеної води; 
 Зразок 2 – пофарбований у виробничих умовах ПрАТ «ЧШК» з 
використанням очищеної стічної води бентонітом. 
 Таблиця 3.3 – Значення стійкості забарвлення 
Барвник Сухе тертя Мокре тертя 
Зразок 1 Зразок 2 Зразок 1 Зразок 2 
Прямий синій 4 3 4 3 
Дірект B2RL 
Прямий 2 2 2 2 
червоний 
світлостійкий 
  
 Результати аналізу на мокре та сухе тертя зображено на рисунках 3.3 та 
3.4 
  
                                        Зразок 1                           Зразок 2  
Зверху вниз – мокре тертя, сухе тертя 
 Рисунок 3.3 Результати аналізу на мокре та сухе тертя  для барвника 
Прямий червоний світлостійкий 
 
 
                                        Зразок 1                       Зразок 2 
Зверху вниз – мокре тертя, сухе тертя 
 Рисунок 3.4 Результати аналізу на мокре та сухе тертя  для барвника 
Прямий  синій Дірект B2RL 
 
 У результаті отримали стійкість 3 бали до стирання для тканини 
пофарбованої барвником Прямим синім Дірект B2RL за допомогою очищеної 
бентонітом стічної води, та 2 бали для тканини пофарбованої барвником 
Прямим червоним світлостійким за критеріями сухого та мокрого тертя. 
Щодо пофарбованої тканини за рецептурою «ЧШК», то стійкість показала 
кращий результат – 4 бали у разі фарбування Прямим синім Дірект B2RL та 2 
бали з барвником Прямий червоний світлостійкий. 
   
 Для визначення інтенсивності фарбування тканини, було проведено 
аналіз на спектрофотометрі. Для цього використовували лабораторний 
спектрофотометр настільного типу серії Datacolor 400. Результати 
спектрофотометричного аналізу наведено у таблиці 3.4. Згідно з державними 
стандартами на текстильну продукцію колірне відхилення dE не повинне 
перевищувати значення 3. 
 Таблиця 3.4 – Показники інтенсивності пофарбованих зразків. 
Тканина Барвник Зразки dL dA dB dE Інтенсивність 
фарбування 
світлота відтінок Відтінок Колірне  
(зелено- (жовто- відхилення 
червоний) синій) 
Бязь Прямий 1     100% 
арт.3399 синій Дірект 
2 +0,55 -0,74 -0,050 1,04 94,5% 
B2RL 
світліший зеленіший синіший 
Прямий 1     100% 
червоний 
світлостійкий 2 +0,66 +2,34 +0,91 2,3 93,4% 
світліший червоніший зеленіший 
 Зразок 1 – пофарбований за базовою рецептурою ПрАТ «ЧШК» з 
використанням пом’якшеної води; 
 Зразок 2 – пофарбований у виробничих умовах ПрАТ «ЧШК» з 
використанням очищеної стічної води бентонітом. 
 
 Висновки до розділу 3. 
 
 1. Процес сорбції є одним з найефективніших методів видалення 
важких металів із стічних вод. Перспектива і ефективність застосування 
бентонітових глин для очищення стічних вод підтверджуються їх перевагами 
перед іншими сорбентами, а саме: вони доступні, мають низьку вартість, є 
можливість регенерації і багаторазового застосування. Основними 
перевагами використання бентонітів у водоочисних технологіях є їх значні 
геологічні запаси, дешеве видобування породи, проста підготовка до 
транспортування та використання, можливість використання відпрацьованих 
сорбентів у інших технологіях, завдяки чому відпадає потреба у вартісній 
регенерації.  
 2. В ході проведення роботи досліджувалась здатність природного 
сорбенту бентоніту очищувати стічні води стічні води текстильно-
фарбувального виробництва. 
3. При застосуванні бентонітових глин у очищенні промислових 
стічних вод було досягнуто ступінь очищення 91%. 
 4. У процесі фарбування було використано очищену бентонітом стічну 
воду виробництва. Результат було проаналізовано за декількома 
показниками.  
 5. Аназізуючи інтенсивність забарвлення тканини, що пофарбована 
стічною водою, очищеною бентонітом, отримали високі результати. 
Інтенсивність забарвлення тканини барвником Прямий синій Дірект B2RL 
становив 94,5%, а барвником Прямий червоний світлостійкий – 93,4%. 
 6. Аналіз на сухе та мокре тертя показав, що стійкість до сухого тертя 
зразків, пофарбованих з використанням очищеної стічної води має 2 бали, і є 
на рівні зразків, пофарбованих за базовою рецептурою ПрАТ «ЧШК» з 
використанням пом’якшеної води. Стійкість до мокрого тертя 
досліджуваного зразку дещо знизилась в порівлянні з еталоном «ЧШК». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ НАУКОВО-ДОСЛІДНОЇ РОБОТИ 
 
У цьому розділі знаходяться розрахунки вартості роботи по очищенню 
стічних вод природним сорбентом бентонітом від органічних барвників, 
методом адсорбції. 
 
4.1 Кошторис на виконання науково-дослідної роботи 
 
 Розрахунки ведуться за витратами на основні матеріали, реактиви, 
сировину згідно з діючими цінами. 
 Розрахунок вартості проведення наукової роботи включає в себе 
затребуваність сировини, енергії, реактивів, матеріалів, а також вартість 
обладнання, заробітню плату працівників та відрахування на соціальні 
потреби. 
На таблиці 4.1 зображено витрати на виконання науково-дослідної 
роботи. 
 Таблиця 4.1 – Зведена таблиця витрат на виконання науково-дослідної 
роботи 
Умовне Сума 
Найменування статей витрат 
позначення гривні % 
Матеріали. Комплектуючі вироби. 
Cm 3698,5 0,58 
Реактиви 
Основне обладнання для 
Коб 89084,00 14,04 
експериментальних робіт 
Основна та додаткова заробітна плата 
Зод 443408 69,9 
персоналу 
Відрахування на соціальне страхування Зот 97837,8 15,4 
Разом Вз 634128,7 100 
4.2 Розрахунок витрат на проведення науково-дослідної роботи 
 
4.2.1 Матеріали, комплектуючі вироби, реактиви 
 
 До даної статті витрат відноситься вартість основних комплектуючих 
виробів, вартість матеріалів з урахуванням транспортних витрат, а також 
матеріалів, що потрібні для виробництва макетів зразків, та таких, що 
використовувались для виконання наукової роботи. 
 Розміри витрат визначаються методом прямого розрахунку за 
формулою 4.1: 
m
Cm  U miQ ,                 (4.1) 
mi
i1
 
 де  Umi – ціна і-го матеріалу з урахуванням транспортних та 
заготівельних витрат, грн.; 
 Qmi – кількість і-го компоненту, необхідного для виконання НДР, од.. 
  
 Затребуваність у ресурсах оцінюють виходячи з матеріальної 
специфікації, а їх цінапо відповідним прейскурантам. Транспортно-
заготівельні витрати приймаються рівними 2-5%  від вартості придбання. 
Результати розрахунків зводяться в таблиці 4.2. 
Таблиця 4.2 – Витрати на основі матеріали, реактиви та комплектуючі 
вироби 
Одиниці Вартість за Загальна 
Найменування Кількість 
виміру одиницю вартість 
Колба мірна 50 см3 шт.  40 8 320 
Колба конічна 1000 см3 шт. 127 2 254 
Колба конічна 500 см3 шт. 80 1 80 
 
Продовження таблиці 4.2 
Циліндр мірний 50 см3 шт. 40 1 40 
Циліндр мірний 100 см3 шт. 55 1 55 
Циліндр мірний 250 см3 шт. 110 1 110 
Піпетка мірна 5 см3 шт. 30 2 60 
Піпетка мірна 1 см3 шт. 30 1 30 
Стакан лабораторний 50 см3 шт. 45 6 270 
Стакан лабораторний 100 см3 шт. 55 6 330 
Стакан лабораторний 250 см3 шт. 70 1 70 
Піпетка мірна 10 см3 шт. 30 2 60 
Грушка маленька  шт. 15 1 15 
Воронка лабораторна шт. 30 3 90 
Бюретка лабораторна шт. 170 2 340 
Буферний розчин дм3 148,50 0,2 29,70 
Фенолфталеїн дм3 237,60 0,5 118,8 
Соляна кислота дм3 1440 0,1 144 
Барвники, в т.ч: кг - - 9,30 
Активний жовтий кг 350 0,1 35 
Дисперсний червоний кг 330 0,1 33 
Прямий коричневий кг 395 0,1 39,5 
Натрій гідроксид дм3 480 0,1 48 
Сірчана кислота дм3 480 0,2 96 
Спирт етиловий, 96% дм3 300 0,1 30 
Дистильована вода дм3 5 20 100 
Глина бентонітова кг 12 10 120 
Глина цеолітова кг 14 10 140 
Електроенергія кВт 1,68 370 621,6 
Разом  5100,78  3598,9 
 
4.2.2 Спеціальне обладнання 
 
 До витрат цієї статті належать витрати на придбання приладів, 
установок та іншого обладнання для виконання науково-дослідної роботи.  
 Вартість приладів та обладнання довгострокового використання 
враховують в вигляді амортизаційних відрахувань. При розрахункові останніх 
коректуються фактичний строк використання обладнання при виконанні НДР. 
Вартість спеціально створюваного обладнання та установок визначається по 
наступним статтям: 
 складові матеріали та напівфабрикати; 
 покупні вироби; 
 основана та додаткова заробітна плата виробників з начисленням на 
соціальне страхування; 
 накладні витрати. 
 В загальному випадку  витрати на експлуатацію обладнання можуть 
бути визначені за наступною формулою 5.2: 
 
m
K Ц ,     (4.2) 
об. обi. Qобi. Kдост.
i1
 
 де Ц – ціна і-го обладнання із амортизаційними відрахуваннями; 
 Qоб. – кількість і-го обладнання, шт.; 
 Кдост. – коефіцієнт, який враховує витрати на доставку та монтажне 
обладнання, рівний 1,15. 
 
 
 
4.2.3 Основна і додаткова заробітна плата 
 
 До витрат цієї статті належать плановий фонд заробітної плати 
наданого та інженерно-технічного персоналу, який займається НДР. Вартість 
основного обладнання представлено в таблиці 4.3. 
 Таблиця 4.3 – Вартість основного обладнання 
Вартість за Сума 
Загальна Відсоток 
Найменування Кількість одиницю, амортиз., 
вартість амортизації 
грн. грн. 
Ваги аналітичні 1 3135,00 3135,00 15 470,25 
Ваги технічні 1 1485,00 1485,00 15 222,75 
Скляні бюкси 1 396,00 396,00 15 59,40 
Дистилятор 1 2310,00 2310,00 15 346,5 
Сушильна шафа 1 12000,00 12000 15 1800 
Механічна мішалка 1 1848,00 1848,00 15 277,2 
Спектрофотометр 1 60000,00 60000,00 15 9000 
Муфельна піч 1 7500,00 7500,00 15 1125 
Плитка електрична 1 400 400 15 60 
Разом 8 89074,00 89074,00 15 13361,1 
 
Зод.  Зт  Зп  Зд ,    (4.3) 
 
 де  Зт – тарифний фонд зарплати працівників (по окладам та 
 розцінкам для погодинників та віддільників відповідно), грн.; 
 Зп – премії з фонду зарплати (складають 20-30% від Зт),грн.; 
 Зд – додаткова зарплата (оплата очередних та додаткових відпусток, 
виконання державних та громадських обов’язків складає 10-15% від суми Зт 
Зп), грн. 
Розрахунки штату і фонду заробітної плати надано таблиці 4.4. 
 Таблиця 4.4 – Розрахунки штату і фонду заробітної плати 
Тарифна Річний 
Загальний 
Найменування ставка за фонд 
№ Чисельність Ф.О.П. в 
професії робочий оплати 
місяць, грн. 
день, грн. праці, 
1 Лаборант 1 225 4500 5г4р0н0.0  
2 Викладач 1 375 7500 90000 
3 Студент 1 70 1400 16800 
4 Черговий електрик 1 350 7000 84000 
5 Прибиральниці 2 160 3200 76800 
 Усього: 6   321600 
 
 Відрахування на премії з фонду заробітної плати приймаються рівними 
20% від тарифного фонду заробітної плати (формула 4.4): 
 
                                             Зп  Зт 0,20     (4.4) 
 
Премії з фонду заробітної плати : 
 
Зп = 321600 · 0,2 = 64320 
 
 Відрахування на додаткову заробітну плату приймаються рівними 15% 
від суми (Зт+Зп). Додаткова заробітна плата становить (формула 4.5): 
 
Q
Зд   (Зп  Зт ) ,     (4.5) 

 
15
Зд = · (321600 + 64320) = 57888 грн 
100
 
Зод = 321600 + 64320 + 57888 = 443808 грн 
Плановий фонд заробітної плати персоналу, який займається науково-
дослідною роботою становить 443808 грн. 
 
4.2.4 Відрахування на соцстрахування 
 
 До витрат цієї статті належать витрати на відрахування на соціальне 
страхування із суми основних та додаткової заробітної плати.  
Норматив відрахувань на соціальне страхування приймається за даними 
базового підприємства або рівним 22% від суми основної та додаткової 
заробітної плати науково-виробничого персоналу. 
 
 Відрахування на соцстрахування визначається за формулою 4.6: 
 
B
Зот  Зoд 
c ,      (4.6) 
100
 
 де Зод – основна та додаткова заробітна плата наукового персоналу, 
 грн.; 
 Вс – відрахування на соцстрахування становить 22%. 
 
Отже, відрахування на соцстрахування становлять: 
 
22
Зот = 443808 · = 97637,8 грн 
100
 
 Висновки до розділу. 
 В цьому розділі було пораховано загальну вартість проведення 
науково-дослідної роботи, яка складає 634118,7 грн, з яких на матеріали 
витрачено 3598 грн і 89074 грн на обладнання.  
 
5 ОХОРОНА ПРАЦІ 
5.1 Аналіз умов праці під час роботи у хімічній лабораторії 
Хімічна лабораторія – це спеціально обладнане та устатковане 
приладами чи пристроями приміщення для проведення різнорідних наукових 
досліджень, контрольних аналізів чи випробувань. 
При роботі в хімічній лабораторії найбільш вірогідні наступні види 
пошкоджень та небезпеки:  
– можливість хімічного отруєння такими речовинами, як : альдегіди, 
розчин аміаку, солі барію та міді, бензол, йод, мінеральні кислоти, 
нітросполуки, сполуки ртуті та свинцю, з’єднання олова або срібла, піридин, 
спирти, етиловий ефір, хлороформ тощо. Також можливе ураження парами 
таких розчинів, як сірчана кислота, ртуть, хлор, пари фосфору та інші; 
– поранення склом, хімічним посудом; 
– термічні опіки розпеченими або сильно нагрітими предметами, або 
хімічні опіки, що виникають від дії на шкіру різних хімічних речовин, 
головним чином кислот і лугів; 
 ураження електричним струмом (220В) – якщо існують 
пошкодження чи перебої в роботі електричного приладдя або ж при 
недотриманні правил безпеки; 
 пожежна небезпека. 
В разі настання нещасного випадку потерпілий або його очевидець 
зобов'язаний негайно довести до відома завідувача лабораторії. Очевидець 
повинен організувати першу допомогу потерпілому і викликати лікаря.  
При виникненні аварійної ситуації треба негайно відключити 
електричні споживачі від джерел живлення, огородити небезпечну зону, не 
допускати в неї сторонніх осіб.  
 
При роботі в хімічній лабораторії передбачене використання 
спецодягу. Працюючи необхідно надягати білий халат з бавовняної тканини. 
При виконанні робіт, пов'язаних з виділенням отруйних газів і пилу, для 
захисту органів дихання слід застосовувати респіратори або інші засоби 
захисту. При роботі з отруйними ї їдкими речовинами застосовують фартухи, 
засоби індивідуального захисту очей і рук, такі як гумові рукавички та 
захисні окуляри. Всі дії пов’язані з застосуванням або можливим утворення і 
виділенням отруйних, їдких, вибухонебезпечних речовин або речовин, які 
мають запах, виконувати тільки у витяжній шафі, при працюючій справній 
вентиляції, із застосуванням засобів індивідуального захисту. Забороняється 
зберігання будь-яких реактивів без етикеток з назвами речовин. 
Якщо ж хімічні речовини чи інгібітор потрапили на шкіру людини 
потрібно промити великою кількістю води уражену ділянку, та звернутися в 
пункт медичної допомоги. 
У приміщеннях можуть виникнути небезпечні ситуації, які пов’язані з 
впливом електричного струму. Лабораторії обладнані такими приладами й 
системами, як : 
– освітлювальна система (220 В); 
– спеціальні електричні лабораторні прилади (220 В); 
– комп’ютерне обладнання (220 В). 
Основними нещасними випадками, викликаними струмом є: 
 торкання або наближення на небезпечну відстань до деталей, що 
знаходяться під напругою, оголених дротів тощо; 
 коротке замикання електрокомунікацій, електрообладнання, а також 
відключення електропостачання, яке живить сигналізацію; 
 поява напруги на металічних частинах обладнання в результаті 
пошкодження ізоляції або поява напруги на відключених струмопровідних 
частинах обладнання.  
Під час роботи в лабораторії потрібно підтримувати чистоту, порядок і 
правила охорони праці. До роботи в хімічних лабораторіях допускаються 
особи віком не молодше 18 років, які пройшли медичний огляд і не мають 
протипоказань за станом здоров'я, а також інструктаж з охорони праці, 
правилам безпечної роботи в хімічній лабораторії, про небезпеку ураження 
електричним струмом, заходи безпеки, інструктаж з пожежної безпеки.  
Важливим є освітлення лабораторій, особливо в умовах виробництва. 
Тому необхідним є забезпечення якісного освітлення по всьому периметру 
лабораторії, а також у місцях розміщення витяжних шаф та приладів. 
 
5.2 Аналіз умов праці на ткацькому виробництві 
 
На працівників, які працюють на виробництві фарбування тканин можуть 
вплинути наступні фізичні фактори: 
1) частини насосів,  двигунів,  вентиляторів, що обертаються – 
потенційні джерела механічних травм; 
2) підвищена  температура поверхні устаткування, трубопроводів 
(60 °С); 
3) підвищений рівень шуму (90 дБ); 
4) підвищений рівень запаху(аміак, барвники, кислоти); 
5) підвищений рівень вібрації (120 дБ). 
Виробництво фарбування тканин відноситься до числа 
пожежонебезпечних виробництв.  
Основними чинниками шкідливості у відділенні, що проектується є 
тепловиділення, так як процес фарбування тканин проходить при 
температурі 95-120 ºС.  
Також достатньо помітним є шум у цехах виробництва. Шум створює 
робота рухомих елементів апаратів та обладнання в ткацькому і 
фарбувальному виробництвах.  
Небезпечні і шкідливі виробничі фактори у відповідності до ГОСТ 
12.0.003-74 за природою дії діляться на фізичні, хімічні, біологічні, 
психофізіологічні. 
 Хімічні фактори, що впливають на робітників: 
1) барвники – забарвлені з високою інтенсивністю речовини, що 
використовуються для фарбування різних матеріалів, можуть потрапити в 
організм людини через дихальні органи, є досить токсичними та можуть 
викликати отруєння; 
2) оцтова кислота 98% – органічна сполука, безбарвна рідина із різким 
запахом; при високій концентрації вражає слизову оболонку, шкіру, 
викликає нудоту і проблеми із дихальними шляхами; 
3) гідроксид натрію 98% – неорганічна сполука, являє собою білі, 
непрозорі та дуже гігроскопічні кристали, речовина добре розчинна у 
воді, при з'єднанні з водою виділяється велика кількість тепла; при 
попаданні на шкіру, слизові оболонки, очі утворюються сильні хімічні 
опіки; 
4) трилон Б 20% – органічна сполука, являє собою білий кристалічний 
порошок або кристали білого кольору, добре розчиняється у воді і лугах, 
дуже слабо розчиняється в спирті; викликає подразнення шкіри, слизових 
оболонок очей і дихальних шляхів, викликає симптоми бронхіту; 
5) пероксид водню 60% – безбарвна рідина з «металевим» смаком, 
розчинна у воді, спирті і ефірі; при попаданні на шкіру, слизові оболонки 
і дихальні шляхи викликає опіки; 
6) щавлева кислота – двохосновна карбонова кислота, належить до 
сильних органічних кислот; щавлева кислота помірно токсична, може 
викликати опіки. 
 
 Психо-фізіологічні фактори, що впливають на співробітників: 
– фізичні перевантаження; 
– нервово-психічні перевантаження. 
 
5.3 Розробка заходів та засобів захисту працівників від небезпечних 
факторів 
5.3.1 Заходи по забезпеченню охорони праці і техніки безпеки на 
виробництві 
Охорона праці на підприємстві ПрАТ «ЧШК» регламентується 
інструкціями з охорони праці за посадами. Персонал зобов’язаний знати 
властивості матеріалів і речовин, з якими працює та їх дію на організм 
людини, виконувати правила внутрішнього трудового розпорядку, 
користуватися спеціальним одягом, спеціальним взуттям та засобами 
індивідуального захисту, не захаращувати своє робоче місце та не допускати 
сторонніх осіб на своє робоче місце, не виконувати вказівок, які суперечать 
правилам охорони праці та виконувати тільки ту роботу, яка доручена 
керівником та по якій проведено інструктаж з охорони праці.  
Згідно з вимогами до технологічного процесу, у рамках охорони праці, 
підприємство повинне забезпечувати: 
 правильність роботи обладнання та приладів, яка зводить до 
мінімуму ймовірність виникнення небезпечних і шкідливих виробничих 
ситуацій; 
 навантаження на обладнання лише в рамках його технологічних 
можливостей; 
 установка системи для контролю за виробничими процесами в 
безпечному для апаратника місці; 
 забезпечення виробництва засобами для усунення пожеж; 
 екологічну охорону навколишнього середовища; 
 надання працівникам засобів індивідуального захисту; 
 автоматичну світлову і звукову сигналізацію при виникненні 
аварійної ситуації; 
 забезпечення умов для швидкої і безпечної евакуації персоналу; 
 розміщення устаткування не над робочими зонами, неізольованими 
лініями електрокомунікацій, проїздами, проходами, обладнання також не 
повинно бути розташоване в зонах підвищеної температури, запилених 
зонах, зонах загазованості і т.д. 
Технологічний процес виробництва фарбування тканин 
автоматизовано. Контроль і управління виробництвом ведеться із місцевого 
пункту керування. Проектом передбачені захисні блокувальні пристрої, які 
забезпечують безпечне ведення технологічного процесу. Здійснення всіх 
хімічних процесів передбачається у герметизовано закритій апаратурі. 
Для запобігання виділення конвекційного і променевого тепла всі 
апарати і трубопроводи, які виділяють тепло, покриті теплоізоляцією. 
Температура поверхні ізоляції у робочій зоні не більша ніж 45 ºС. Для 
безпечної експлуатації виробництва в місцях можливого виділення шкідливої 
пари, газів і пилу передбачені загально обмінна вентиляція і місцеві 
відсмоктувачі. 
 У фарбувальному апараті встановлено дозатор  для контролю рівня 
води з барвниками. При перевищенні допустимого рівня спрацьовує система 
для відключення апарату. 
 У виробничих приміщеннях для проведення ремонтно-монтажних 
робіт передбачені необхідні підіймальні пристрої. 
У важкодоступних місцях для обслуговування арматури і обладнання 
передбачені площадки і драбини, забезпечені спеціальним огородженням. 
Для переміщення тканин до іншого цеху використовують електрокари. 
Працівники цехів тримають в справному стані технологічне 
обладнання і забезпечують відповідність показників його роботи 
нормальному технологічному режиму і характеристиці обладнання. 
Робітники допускаються до самостійної роботи після ввідного та 
первинного інструктажів, навчання і стажування на робочому місці, 
перевірці знань у цеховій кваліфікаційній комісії на допуск до самостійної 
роботи. 
Всі працівники на виробництві повинні знати: 
1) місця розміщення аварійних шаф із протигазами; 
2) місця розміщення аптечок; 
3) номери телефонів викликів швидкої допомоги, пожежної 
команди, газорятівної служби; 
4) вміти надавати першу медичну допомогу при отруєнні, опіках, а 
також при ураженнях електричним струмом; 
5) розташування протипожежного інвентаря. 
Аварійні засоби захисту, інструмент, аптечки першої допомоги, 
первинні засоби пожежогасіння розміщуються в місцях, передбачених 
«Планом локалізації та ліквідації аварійних ситуацій і аварій». Забороняється 
захаращувати підходи до них. Забороняється використовувати пожежне 
обладнання і інвентар не за прямим призначенням. Персоналу цеху 
виробничі операції виконувати в передбаченому нормами спецодязі, з 
використанням, при необхідності, додаткових засобів захисту: окулярів, 
захисних щитків, рукавиць, респіраторів.  
Індивідуальні засоби захисту працюючих: 
1) засоби захисту органів дихання: 
– респіратор 
2) спеціальний захисний одяг: 
– костюм суконний; 
– куртка бавовняна на теплій підкладці; 
– штани бавовняні на теплій підкладці 
3) засоби захисту ніг: 
– чоботи гумові; 
4) засоби захисту рук: 
– рукавички гумові, діелектричні 
5) засоби захисту голови: 
– каска захисна; 
– підшоломник 
6) засоби захисту очей: 
– окуляри захисні, герметичні; 
– шолом захисний 
Колективні засоби захисту: 
1) засоби захисту від ураження електричним струмом: 
– огороджуючі пристрої; 
– автоматичного контролю і сигналізації; 
– ізолюючі пристрої і покриття; 
– захисне заземлення і занулення; 
– засоби автоматичного відключення; 
– засоби дистанційного керування; 
– запобіжні пристрої 
2) засоби захисту від статичної електрики: 
– заземлюючі пристрої встановлені на двигунах насосів, обертаючих 
механізмах 
3) засоби захисту від підвищених температур поверхні обладнання: 
– термоізолююче покриття трубопроводів та обладнання; 
– автоматичний контроль і сигналізація; 
– дистанційне управління 
4) засоби захисту від впливу механічних факторів: 
– огороджуючі пристрої; 
– автоматичний контроль і сигналізація; 
– запобіжні засобі;  
– дистанційне управління; 
– знаки безпеки 
        5) засоби захисту від дії хімічних факторів: 
– автоматичний контроль і сигналізація; 
– герметичність; 
– вентиляція; 
– дистанційне управління; 
– знаки безпеки. 
Засоби колективного захисту працюючих зв’язані з виробничим 
обладнанням і його елементами управління таким чином, що у випадку 
необхідності виникає примусова дія засобів захисту. Вони розміщені на 
виробничому обладнання, чи робочому місці так, щоб постійно 
забезпечувалась можливість контролю або роботи та безпечного догляду і 
ремонту. 
На ПрАТ «ЧШК» застосовують водяну систему опалення. 
Водяна та парова системи опалення в залежності від тиску пари чи 
температури води можуть бути низького тиску (тиск пари до 70 кПа чи 
температура води до 100 °С) та високого тиску (тиск пари більше 70 кПа чи 
температура води понад 100 °С). 
Водяне опалення низького тиску відповідає основним санітарно-
гігієнічним вимогам і тому широко використовується на багатьох 
підприємствах різних галузей промисловості. Основні переваги цієї системи: 
рівномірне нагрівання приміщення; можливість централізованого 
регулювання температури теплоносія (води); відсутність запаху гару, при 
осіданні пилу на радіатори; підтримання відносної вологості повітря на 
відповідному рівні (повітря не пересушується); виключення опіків від 
нагрівальних приладів; пожежна безпека. 
Основний недолік системи водяного опалення – можливість її 
замерзання при вимиканні в зимовий період, а також повільне нагрівання 
великих приміщень після тривалої перерви в опаленні. 
Під вентиляцією розуміють сукупність заходів та засобів, призначених 
для забезпечення на постійних робочих місцях та зонах обслуговування 
виробничих приміщень метеорологічних умов та чистоти повітряного 
середовища, що відповідають гігієнічним та технічним вимогам. Основне 
завдання вентиляції–вилучити із приміщення забруднене, вологе або нагріте 
повітря та подати чисте і свіже. 
Вентиляція класифікується за такими ознаками: 
1) за способом переміщення повітря – природна, штучна 
(механічна) і суміщена (природна та штучна одночасно); 
2) за напрямком потоку повітря – припливна, витяжна, 
припливно-витяжна; 
3) за місцем дії –загальнообмінна, місцева, комбінована; 
4) за призначенням – робоча, аварійна. 
На ПрАТ «ЧШК» використовується припливно-витяжна 
загальнообмінна вентиляція, так як застосовується в приміщеннях, в яких 
необхідно забезпечити підвищений та надійний повітрообмін. Адже в 
фарбувальних та набивних цехах комбінату використовуються токсичні та 
небезпечні для здоров’я працівників речовини – аміак, барвники, кислоти та 
інші. 
 
 5.3.2 Заходи по забезпеченню вибухопожежної та пожежної безпеки 
 
Для внутрішнього пожежогасіння передбачені внутрішні 
протипожежні водопроводи з встановленням внутрішніх пожежних кранів у 
всіх приміщеннях. 
Засобом гасіння тканин є вода. У випадку виникнення пожежі в 
осередок розкладання, передбачена подача великої кількості води. Із 
приміщення, в якому виникла пожежа, забезпечений вільний вихід 
продуктам горіння, а також інтенсивне відведення тепла. 
При загоранні на виробництві обладнання та приладів використовують 
вогнегасники. Вогнегасники можуть бути порошкові, вуглекислотні, пінні. У 
лабораторіях університету використовуються вуглекислотні вогнегасники, 
вони є зручними, універсальними та підходять для лабораторій. 
Необхідно суворо дотримуватися норм технологічного режиму, 
виконувати вимоги технологічного регламенту, а також обов’язкових 
інструкцій у відповідності з затвердженим цеховим переліком. 
ВИСНОВКИ 
 
Виробництвао ПрАТ «Черкаський Шовковий Комбінат» – це одне з 
найбільших підприємтсв текстильно-фарбувальної галузі в Україні. Одним з 
відходів на виробництві є стічні води, які містять у своєму складі велику 
кількість домішок. Найбільший відсоток домішок припадає на органічні 
барвники та мінеральні солі, що можуть нести негативний вплив на екологію 
навколишнього середовища. 
Очищення стічних вод підприємтсв може бути здійснене 
різноманітними методами та містити декілька етапів. Це залежить від фізико-
хімічних властивостей домішок у воді, їх концентрації, призначення та видів.  
Адсорбція є передовим метом очищення стічних вод, тому що це простий та 
економічний метод очищення. Перевагами методу також є екологічність та 
висока ступінь очищення, більш того, метод не вимагає використання 
додаткових хімічних реактивів. 
Піля проведення ряду досліджень, що були спрямовані на аналіз та 
очищення стічних вод текстильно-фарбувального підприємтсва та подальше 
їх використання у технології фарбування тканини, було отримано результати, 
на основі яких зроблено такі висновки: 
1. Проведено аналіз адсорбційних властивостей бентонітових глин на 
основі водних розчинів прямих барвників. Результатом аналізу є отримання 
ступеня очищення стічних вод 91%. 
2. З метою отримання високоочищеної води шляхом покращення 
адсорбційних властивостей бентонітових глин, було проведено їх ретельну 
підготовку, а саме просіювання, промивання, сушку та термічну активацію. 
3. В умовах лабораторії було проведено фізико-хімічний аналіз 
вихідних стічних вод виробництва, а також аналіз очищених природними 
сорбентами стічних вод. В результаті відмічено, що очищення вплинуло на 
якість води, а також на її властивості, колір та рівень pH. 
4. Було проведено фарбування в умовах лабораторії виробництва з 
завтосуванням очищених стічних вод бентонітом. Результати фарбування 
було порівняно з еталоном «ЧШК», а саме з пофарбованим за базовою 
рецептурою виробництва з використанням пом’якшеної води. Також було 
проведено аналіз пофарбованої тканини на інтенсивність забавлення, що 
складає, 94,5% у випадку з барвником Прямий синій Дірект B2RL та 93,4% 
для барвника Прямий червоний світлостійкий. Також було проведено аналіз 
на мокре та сухе тертя, що складає, за п’ятибальною шкалою, 2 бали для 
тканини, пофарбованої за допомогою очищеної бентонітом води.