Композиты на основе биоугля из осадков сточных вод,древесных отходов и функциональных наноматериалов для процессов водоподготовки и очистки сточных вод.

Проект направлен на разработку полифункциональных материалов с сорбционно-каталитическими свойствами и гибридных органоминеральных сорбентов и катализаторов для процессов водоподготовки и очистки сточных вод. Научная новизна проекта состоит в идее создания композита с сорбционно-каталитическими свойствами на основе биоугля из осадков сточных вод или дисперсных древесных отходов, подлежащих утилизации. Биоуголь может не только адсорбировать загрязняющие вещества, но и играть важную роль в фототрансформации поллютантов. Он является сильным светопоглощающим материалом и при облучении светом индуцирует образование активных форм кислорода, проявляющих высокую реакционную способность в окислительных реакциях. Таким образом, биоуголь может быть применен как для сорбции, так и для разложения органических загрязнителей в сточных водах, а его модифицирование наноразмерными фотокатализаторами с магнитными свойствами качественно повысит фотокаталитическую активность в отношении деструкции поллютантов и упростит извлечение из реакционной среды за счет действия внешнего магнитного поля. Предлагаемый композит будет перспективен в качестве сорбента ионов тяжелых металлов, как за счет матрицы (биоуголь), так и модификаторов (ферриты), на которых в настоящее время активно исследуется сорбция ионов меди, хрома, кадмия и т.д. Эффективность очистки техногенных сред будет достигаться за счет сочетания как сорбционных свойств биоугля и наноразмерных ферритов, так и их каталитической активности в процессах окислительной деструкции токсикантов при водоподготовке. Помимо вышеперечисленного, синтез предлагаемого полифункционального композитного материала решает проблему утилизации иловых осадков сточных вод, которые накапливаются годами на иловых картах, ухудшая экологическую обстановку в городах. Проблема утилизации древесных отходов также является актуальной, поскольку порядка половины образующихся отходов не подвергаются вторичной переработке и просто сжигаются, оставляя значительный углеродный след. В результате выполнения проекта на основе установленных закономерностей и механизмов будут предложены новые подходы к технологии синтеза гибридных органоминеральных сорбентов и катализаторов для процессов водоподготовки и очистки сточных вод. Масштабность проекта обусловлена объемом сбрасываемых сточных вод и подлежащих очистке естественных водоемов. Проект представляет собой междисциплинарное исследование на стыке экологии, аналитической, органической химии, химии твердого тела, биотехнологии. Комплексность проекта помимо разработки новых технологических подходов к синтезу гибридных органоминеральных сорбентов и катализаторов для процессов водоподготовки подтверждается возможностью решения крупных экологических проблем утилизации иловых осадков сточных вод и древесных отходов. Ежегодно в Российской Федерации после очистки сточных вод образуется в среднем 3 – 3,5 млн. тонн осадков. В результате деятельности предприятий лесопромышленного комплекса ежегодно образуется около 68- 74 млн м3 древесных отходов, и лишь 48%-58% из них перерабатывается. Поэтому решение проблем утилизации иловых осадков сточных вод и древесных отходов является актуальной задачей .Разработка экономичных легкоуправляемых методов создания нанокомпозитных материалов и гибридных сорбентов и катализаторов для водоподготовки на основе биоугля из осадков сточных вод, древесных отходов и функциональных наноматериалов является крупной научной проблемой. Это, безусловно, актуально, поскольку наблюдается все возрастающая потребность в минимизации техногенного воздействия на окружающую среду и все возрастающие требования к качеству воды. Результаты выполнения проекта станут основой технологических процессов, внедрение которых будет одновременно сопровождаться значительными экологическим и экономическим эффектами.