ГФ АР09260116 «Разработка агентов на основе минерального сырья Казахстана для опреснения соленой воды»
Актуальность: чистая питьевая вода – одна из наиболее важных потребностей человека. По данным ООН, уже сейчас более 1,2 млрд людей живут в условиях постоянного дефицита пресной воды, около 2 млрд страдают от него регулярно. По прогнозам министерства экологии РК в Казахстане случится дефицит воды в 2040 году. 97% мировых запасов воды – соленые. С ростом численности населения планеты, а также развитием промышленности и технологий, также растет потребность в пресной воде.
Опреснение соленых вод является альтернативным решением проблемы нехватки питьевой воды. В настоящее время многие страны, включая западные регионы Казахстана, обеспечивают население питьевой водой путем опреснения запасов соленых вод. Опреснение воды может осуществляться химическими (химическое осаждение, ионный обмен), физическими (дистилляция, обратный осмос или гиперфильтрация, электродиализ, вымораживание) и биологическими методами с использованием способности некоторых фотосинтезирующих водорослей избирательно поглощать NaCl из морской воды. Среди физических методов в основном применяются дистилляционные установки. Также часто используются методы обратного осмоса, нанофильтрации, электродиализа и электродеионизации, а также ёмкостной деионизации. Данные технологии достаточно эффективны, однако требуют значительных эксплуатационных расходов, поэтому имеется необходимость в разработке более дешевых методов.
Сорбционный метод является перспективным в использовании в процессе опреснения соленой воды. Данный метод представляет интерес благодаря его простоте и эффективности. На сегодняшний день исследована сорбционная активность множества доступных материалов, как цеолиты, глины, активированные угли, растительные отходы. В данном Проекте планируется использование природных минералов Казахстана: цеолит месторождения Шанканай (Алматинская область), бентонит Динозаврового месторождения (ВКО), глина Кербулакского месторождения (Алматинская область). Все перечисленные материалы были ранее исследованы в качестве адсорбентов ионов тяжелых металлов и показали достаточно высокую эффективность, являются доступными и могут добываться в промышленных масштабах.
Цель Проекта: разработка эффективных и доступных агентов на основе минерального сырья для опреснения соленой воды, а также исследование оптимальных условий получения и применения данных агентов.
Ожидаемые результаты: по результатам Проекта планируется не менее 3 (трех) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти), а также не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН. Каждая статья будет содержать информацию об идентификационном регистрационном номере и наименовании проекта, в рамках которого она профинансирована, с указанием грантового финансирования в качестве источника.
Разработанные в ходе реализации Проекта новые агенты для опреснения соленой воды, а также метод их применения для опреснения соленой воды, регенерации и утилизации являются патентоспособными. Планируется оформление охранного документа (патента) РК. Запланировано участие исполнителей Проекта в Международных, Республиканских конференциях с последующей публикацией научных результатов.
Также следует отметить, что тема опреснения соленой воды достаточно актуальна на данный момент и широко исследуется учеными всего мира. Полученные в результате Проекта физико-химические закономерности, методики и технология приготовления и применения продуктов будут вносить значительный вклад в развитие фундаментальных знаний в области исследования.
Руководитель Проекта – д.х.н., профессор Сейлханова Гульзия Амангельдыевна:
https://scholar.google.ru/citations?hl=ru&pli=1&user=mEPpha0AAAAJ
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56652160000
https://orcid.org/0000-0002-9939-8316
https://publons.com/researcher/2444352/gulziya-ga-seilkhanova/
Рахым Ақмарал Бахытжанқызы - докторант 3 курса, спец. Химия
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57208575069
https://scholar.google.com/citations?user=-ZQFALYAAAAJ&hl=ru
http://orcid.org/0000-0001-9532-4072
https://publons.com/researcher/3579152/akmaral-rakhym/
Усипбекова Енлик Жанысбековна – PhD, спец. ХТНВ
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56010544200
https://orcid.org/0000-0001-8367-1800
https://publons.com/researcher/2442668/yenlik-ezh-ussipbekova/
https://scholar.google.com/citations?user=fceSKzoAAAAJ&hl=ru
Курманбаева Толқын Серікбайқызы – магистрант 1 курса, спец. Химия
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57220036264
Кенесова Аружан Кенесовна – магистрант 2 курса, спец. ХТНВ
http://orcid.org/0000-0001-5452-7543
Баранчиева Зарина Ерболовна – магистрант 1 курса, спец. Химия
https://orcid.org/0000-0001-9054-157X
Шиянова Радмира Андреевна – бакалавр 4 курса, спец. ХТНВ
Кан Анастасия Владиславовна – бакалавр 4 курса, спец. Химия
Публикации по теме проекта:
Rakhym A.B., Seilkhanova G.A., Mastai Y. Physicochemical evaluation of the effect of natural zeolite modification with didodecyldimethylammonium bromide on the adsorption of Bisphenol-A and Propranolol Hydrochloride// Microporous and Mesoporous Materials, 2021, V 318, Р. 111020 Процентиль 87% (Q1). IF=4.551
Информация для потенциальных пользователей
В результате достижения целей Проекта будет получен продукт – агенты для опреснения соленой воды на основе природного минерального сырья. Метод их применения основан на сорбционных процессах. Полученные агенты могут быть использованы как в статическом режиме, так и в динамическом (фильтрация). Сорбционные методы опреснения хороши для применения в качестве дополнительной ступени очистки воды, либо доочистки. То есть, продукты Проекта возможно внедрить в имеющиеся дистилляционные установки и заводы, тем самым снижая себестоимость получаемой пресной воды.
Ожидаемый социально-экономический эффект результатов Проекта. Применение полученных агентов совместно с физическими методами, как дистилляция и обратный осмос могут значительно снизить себестоимость получаемой воды, энергозатраты, а также увеличить сроки эксплуатации установок дистилляции и обратного осмоса. Таким образом, целевым потребителем продукта Проекта могут быть регионы и предприятия, использующие физические методы опреснения соленой воды и нуждающиеся в снижении ее себестоимости.
Предлагаемые продукты Проекта могут быть использованы в качестве дополнительной ступени опреснения, что позволит уменьшить количество ступеней дистилляции, тем самым снижая энергозатратность; уменьшить риск образования накипи, тем самым продлевая срок эксплуатации оборудования. Применение полученных агентов для опреснения перед процессом обратного осмоса позволит снизить нагрузку на установку, уменьшить риск разрушения мембраны и частоту применения ингибиторов, опасных для окружающей среды.