The object of research, development or design (in Russian) : Разработка объекта исследования основана на идентификации и количественном определении загрязняющих веществ, вызывающих растущую озабоченность (CECs), в сточных водах городских стоков с использованием интегративных пробоотборников polar organic contaminant для их концентрации и измерения. Решения для обработки на основе полимерных мембран со смешанной матрицей были разработаны с учетом использования недорогих материалов из природных глин и прекурсоров биомассы. Исследования будут включать идентификацию побочных продуктов трансформации, участвующих в процессах окисления, и токсикологическую оценку. Исследовательская группа, участвующая в реализации проекта, включает 11 членов из 4 различных учреждений (Таразский региональный университет, Тараз, Казахстан; Университет Небраски, Линкольн, Соединенные Штаты Америки; Политехнический институт Браганса, Браганса, Португалия; Казахский национальный университет имени Аль-Фараби, Алматы, Казахстан), что характеризует международный уровень и междисциплинарный характер этого проекта, начиная от аналитической химии, материаловедения, катализа, науки о мембранах, процессов химической инженерии и токсикологии и заканчивая компьютерным моделированием.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысанын әзірлеу олардың шоғырлануы мен өлшенуі үшін polar интегganic contaminant интегративті сынамаларын пайдалана отырып, қалалық ағынды сулардағы өсіп келе жатқан алаңдаушылық тудыратын ластаушы заттарды (CECs) анықтауға және сандық анықтауға негізделген. Аралас матрицалық полимерлі мембраналық өңдеу шешімдері арзан табиғи саз материалдары мен биомасса прекурсорларын пайдалануды ескере отырып жасалған. Зерттеулер тотығу процестеріне қатысатын трансформацияның жанама өнімдерін анықтауды және токсикологиялық бағалауды қамтиды. Жобаны жүзеге асыруға қатысатын зерттеу тобына 4 түрлі мекеменің 11 мүшесі кіреді (Тараз аймақтық университеті, Тараз, Қазақстан; Небраска университеті, Линкольн, Америка Құрама Штаттары; Браганса политехникалық институты, Браганса, Португалия; Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан), бұл жобаның аналитикалық химиядан, материалтанудан, катализден, мембраналар туралы ғылымнан, Химиялық инженерия мен токсикология процестерінен бастап компьютерлік модельдеуге дейінгі Халықаралық деңгейі мен пәнаралық сипатын сипаттайды.

Aim of work (in Russian) : В рамках этого проекта были изготовлены различные наборы адсорбентов и каталитических материалов, в частности магнитные композитные глины, амино/органо-глины и активированные угли. Материалы с активированным углем были получены путем пиролиза и активации прекурсоров биомассы и дополнительно охарактеризованы текстурными и химическими методами. Необработанные природные глины после очистки использовались в качестве прекурсора для получения композитов магнетит/феррит-глина и органо-модифицированных глин. Эффективность разработанных материалов была впервые протестирована в экспериментах по адсорбции и каталитическому окислению, в периодических запусках, с использованием модельных водных растворов, содержащих идентифицированные CECs, в водах Южного Казахстана, и был сделан вывод, что они являются подходящими материалами для удаления изученного класса соединений. Разработанные материалы были затем включены в качестве наполнителей в матричные мембраны, смешанные с полимерами, и дополнительно протестированы для непрерывной очистки загрязненных модельных водных растворов.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жоба адсорбенттер мен каталитикалық материалдардың әртүрлі жиынтықтарын, атап айтқанда магниттік композиттік саздарды, амин/органо-саздарды және белсендірілген көмірді шығарды. Белсендірілген көмір материалдары биомасса прекурсорларын пиролиздеу және белсендіру арқылы алынды және одан әрі текстуралық және химиялық әдістермен сипатталды. Тазартылғаннан кейін өңделмеген табиғи саздар магнетит/феррит саз композиттері мен органо-модификацияланған саздар үшін прекурсор ретінде пайдаланылды. Әзірленген материалдардың адсорбция және каталитикалық тотығу эксперименттерінде, мерзімді іске қосуларда, Оңтүстік Қазақстан суларында анықталған CECs бар модельдік Сулы ерітінділерді пайдалана отырып сыналды және олар зерттелген қосылыстар класын жою үшін қолайлы материалдар болып табылады деген қорытындыға келді.

Методы исследования (на русском) : Для исследования физико-химических свойств полученных материалов были применены различные методы анализа, включая элементный анализ, рентгенодифрактометрический анализ и рентгенодиффузометрический анализ. Эксперименты проводились с использованием магнитных и органосазбалов, а также с применением адсорбционных и влажных каталитических процессов на мембранах, изготовленных на основе этих материалов.Для оценки эффективности удаления вредных веществ из воды были проведены тесты на жидкостном хроматографе. Этот метод анализа позволяет точно определить наличие и концентрацию различных химических компонентов в образцах воды. Таким образом, была осуществлена проверка эффективности материалов на основе их способности удалять вредные вещества из воды.Использование указанных методов анализа позволило получить комплексную информацию о структуре и свойствах синтезированных материалов, а также подтвердить их эффективность в процессах очистки воды. Полученные результаты могут служить основой для дальнейших исследований и разработок в области технологий водоочистки.

Методы исследования (на казахском) : Алынған материалдардың физика-химиялық қасиеттерін зерттеу үшін әртүрлі талдау әдістері, соның ішінде элементтік талдау, рентгендік-дифрактометриялық талдау және рентгендік-диффузометриялық талдау қолданылды. Тәжірибелер магниттік және органосазбалдарды қолдану арқылы, сондай-ақ осы материалдардан жасалған мембраналарға адсорбциялық және ылғалды каталитикалық процестерді қолдану арқылы жүргізілді.Судан зиянды заттарды кетірудің тиімділігін бағалау үшін сұйық хроматографта сынақтар жүргізілді. Бұл талдау әдісі су үлгілеріндегі әртүрлі химиялық компоненттердің болуын және концентрациясын дәл анықтауға мүмкіндік береді. Осылайша, материалдардың тиімділігіне олардың судан зиянды заттарды кетіру қабілетіне қарай тексеру жүргізілді.Осы талдау әдістерін қолдану синтезделген материалдардың құрылымы мен қасиеттері туралы жан-жақты ақпарат алуға, сондай-ақ олардың суды тазарту процестеріндегі тиімділігін растауға мүмкіндік берді. Нәтижелер суды тазарту технологиялары бойынша қосымша зерттеулер мен әзірлемелерге негіз бола алады.

Obtained results and novelty (in Russian) : В рамках этого проекта были изготовлены магнитные композитные глины, амино/органо-глины и активированные угли. Материалы с активированным углем были получены путем пиролиза и активации прекурсоров биомассы и дополнительно охарактеризованы текстурными и химическими методами. Необработанные природные глины после очистки использовались в качестве прекурсора для получения композитов магнетит/феррит-глина и органо-модифицированных глин. Эффективность разработанных материалов была впервые протестирована в экспериментах по адсорбции и каталитическому окислению, в периодических запусках, с использованием модельных водных растворов, содержащих идентифицированные CECs, в водах Южного Казахстана, и был сделан вывод, что они являются подходящими материалами для удаления изученного класса соединений. Разработанные материалы были затем включены в качестве наполнителей в матричные мембраны, смешанные с полимерами, и дополнительно протестированы для непрерывной очистки загрязненных модельных водных растворов. Полученные результаты показывают, что мембраны со смешанной полимерной матрицей, разработанные с использованием недорогих материалов, позволяют предложить эффективное технологическое решение для очистки сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, вызывающие растущую озабоченность.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бұл жоба адсорбенттер мен каталитикалық материалдардың әртүрлі жиынтықтарын, атап айтқанда магниттік композиттік саздарды, амин/органо-саздарды және белсендірілген көмірді шығарды. Белсендірілген көмір материалдары биомасса прекурсорларын пиролиздеу және белсендіру арқылы алынды және одан әрі текстуралық және химиялық әдістермен сипатталды. Тазартылғаннан кейін өңделмеген табиғи саздар магнетит/феррит саз композиттері мен органо-модификацияланған саздар үшін прекурсор ретінде пайдаланылды. Оңтүстік Қазақстан суларында анықталған CECs бар модельдік Сулы ерітінділерді пайдалана отырып сыналды және олар зерттелген қосылыстар класын жою үшін қолайлы материалдар болып табылады деген қорытындыға келді. Содан кейін әзірленген материалдар полимерлермен араласқан матрицалық мембраналарға толтырғыш ретінде енгізілді және ластанған модельдік су ерітінділерін үздіксіз тазарту үшін қосымша сыналды. Нәтижелер арзан материалдармен жасалған аралас полимерлі матрицалық мембраналар өсіп келе жатқан алаңдаушылық тудыратын ластаушы заттары бар ағынды суларды тазартудың тиімді технологиялық шешімін ұсынуға мүмкіндік беретінін көрсетеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Этот проект направлен на удовлетворение насущной потребности в разработке усовершенствованных технологий очистки для обеспечения безопасного повторного использования очищенных сточных вод для орошения, среды обитания и других нужд в воде. Ожидается, что результаты этого проекта позволят Казахстану потенциально возглавить развитие трансграничной водной интеграции между всеми государствами Центральной Азии с конструктивными и технико-экономическими последствиями. Экономики Центральной Азии развиваются в условиях растущего дефицита воды, что приводит к проблемам развития. Таким образом, развитие технологий очистки сточных вод приведет к улучшению условий и качества жизни, снижению загрязнения воды и воздействия на окружающую среду, а также повышению доступности воды. Кроме того, проект приводит к выявлению и количественному определению фармацевтических соединений, их метаболитов и других загрязняющих веществ, вызывающих растущую озабоченность, в сточных водах очистных сооружений на Юге Казахстана. Разработанные технологии включают производство новых и высококачественных материалов из недорогих источников сырья в Казахстане (магнетит/феррит-глинистые композиты и органохимически модифицированные глины, из природных глин, а также материалы с активированным углем из отходов биомассы), что обеспечивает важные экономические преимущества.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бұл жоба егінді суару, қоршаған орта және басқа да су қажеттіліктері үшін тазартылған ағынды суларды қауіпсіз қайта пайдалануды қамтамасыз ету үшін жетілдірілген тазарту технологияларын әзірлеудің шұғыл қажеттілігін шешуге бағытталған.Бұл жобаның нәтижелері Қазақстанға сындарлы және техникалық-экономикалық салдарлары бар Орталық Азияның барлық мемлекеттері арасындағы Трансшекаралық су интеграциясын дамытуды әлеуетті басқаруға мүмкіндік береді деп күтілуде. Орталық Азия экономикалары өсіп келе жатқан су тапшылығы жағдайында дамуда, бұл даму проблемаларына әкеледі. Осылайша, Ағынды суларды тазарту технологияларының дамуы өмір сүру жағдайлары мен сапасының жақсаруына, судың ластануы мен қоршаған ортаға әсерінің төмендеуіне және судың қол жетімділігінің артуына әкеледі. Бұдан басқа, жоба Қазақстанның оңтүстігіндегі тазарту құрылыстарының сарқынды суларында фармацевтикалық қосылыстарды, олардың метаболиттерін және өсіп келе жатқан алаңдаушылық туғызатын басқа да ластаушы заттарды, бұрын алдыңғы жобаларда қарастырылмаған мәселелерді анықтауға және сандық анықтауға әкеледі. Әзірленген технологияларға Қазақстандағы арзан шикізат көздерінен жаңа және жоғары сапалы материалдар (магнетит/феррит-сазды композиттер және органохимиялық түрлендірілген саздар, табиғи саздардан, сондай-ақ биомасса қалдықтарынан белсендірілген көмір бар материалдар) өндіру кіреді, бұл маңызды экономикалық артықшылықтарды қамтамасыз етеді.

Level of implementation (in Russian) : В задаче 1 “Идентификация и количественная оценка фармацевтических препаратов в сточных водах или других возникающих загрязняющих веществах” реализация завершена, полностью завершен отбор проб воды вверх и вниз по течению от городских очистных сооружений на Юге Казахстана (Алматы и Тараз), а также завершены идентификация и количественная оценка всех загрязняющих веществ, содержащихся в сточных водах. собраны образцы. В задаче 2 “Приготовление мембран со смешанной матрицей на основе глины и углерода/полимера” были завершены все приготовления материалов и начато приготовление мембран со смешанной матрицей с учетом включения ранее разработанных материалов на основе глины и активированного угля в качестве наполнителей полимерного материала матрицы. В этот период также была проведена физико-химическая характеристика материалов и мембран. В задании 3 “Разработка решений для третичной обработки, основанных на передовых процессах окисления в сочетании с каталитическими мембранами со смешанной матрицей на основе полимеров”, испытания материалов, разработанных в задании 2, были начаты с их применения в процессах адсорбции и каталитического мокрого пероксидного окисления, проводимых в периодическом режиме и в непрерывном режиме с разработанным полимером. Будут проведены дальнейшие оптимизационные тесты, нацеленные на выявленные CEC в задаче 1. Результаты, полученные в 2023 году, были опубликованы в 7 статьях

Level of implementation (in Kazakh) : "Сарқынды сулардағы немесе басқа да пайда болатын ластаушы заттардағы фармацевтикалық препараттарды сәйкестендіру және сандық бағалау" 1-міндетінде іске асыру аяқталды, Қазақстанның оңтүстігіндегі (Алматы және Тараз) қалалық тазарту құрылыстарынан жоғары және төмен ағыс бойынша су сынамаларын алу толығымен аяқталды, сондай-ақ сарқынды сулардағы барлық ластаушы заттарды сәйкестендіру және сандық бағалау аяқталды. үлгілер жиналды. 2-тапсырмада" саз және көміртек/полимер негізіндегі аралас матрицалық мембраналарды дайындау " барлық материалдарды дайындауды аяқтады және матрицаның полимерлі материалын толтырғыш ретінде бұрын жасалған саз және белсендірілген көмір негізіндегі материалдарды қосуды ескере отырып, аралас матрицалық мембраналарды дайындау басталды. Осы кезеңде материалдар мен мембраналарға физика-химиялық сипаттама да жүргізілді. 3-тапсырмада "полимер негізіндегі аралас матрицалық каталитикалық мембраналармен біріктірілген озық тотығу процестеріне негізделген үшінші реттік өңдеу шешімдерін әзірлеу" 2-тапсырмада әзірленген материалдарды сынау оларды адсорбция және каталитикалық дымқыл пероксидті тотығу процестерінде қолданудан басталды, олар периодтық режимде және үздіксіз режимде әзірленген полимер. Қазақстанның оңтүстігіндегі суларда сәйкестендірілген CECs бар модельді Сулы ерітінділерді қарайтын аралас матрицалы мембраналар. 1-тапсырмада анықталған CEC-ке бағытталған одан әрі оңтайландыру сынақтары жүргізіледі. 2023 жылы алынған нәтижелер 7 мақалада жарық көрді

Efficiency (in Russian) : Выполнение плана работ по проекту в течение 2-го года реализации проекта (2023) было выполнено с высоким уровнем эффективности всеми вовлеченными участниками проекта и участвующими учреждениями, включая сотрудничающих иностранных исследователей. Все задачи и запланированные мероприятия были выполнены в соответствии с календарным планом, представленным в предложении. В плане работы и в ожидаемых результатах не было обнаружено отклонений, которые могли бы потребовать принятия мер по смягчению последствий для их исправления.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаны іске асырудың 2-ші жылында (2023) жоба бойынша жұмыс жоспарын орындау жобаның барлық қатысушылары мен қатысушы мекемелердің, соның ішінде шетелдік зерттеушілердің жоғары деңгейде орындалды. Барлық тапсырмалар мен жоспарланған іс-шаралар ұсыныста ұсынылған күнтізбелік жоспарға сәйкес орындалды. Жұмыс жоспарында және күтілетін нәтижелерде жоба тапсырмалары бойынша ауытқулар табылған жоқ.

Field of application (in Russian) : Ожидаемые результаты проекта обладают важным научным, экономическим и социальным значением для Казахстана в сфере управления водными ресурсами. Идентификация и количественная оценка характеристик химической загрязненности в сточных водах очистных сооружений на юге Казахстана предоставят необходимые знания для разработки инновационных решений в области третичной очистки воды. Эти решения будут объединять катализаторы пероксидного окисления со специально разработанными полимерными мембранами, содержащими матрицу смешанного состава и заполненные материалами на основе глины и активированного угля. Проект также окажет влияние на области материаловедения и мембранологии, предоставляя новые методы для создания катализаторов нового поколения, таких как композиты магнетит/феррит-глина и органохимически модифицированные глины. Использование природных глин из казахстанских месторождений и биомассы в качестве сырьевых материалов для новых катализаторов и предложенных технологических решений по очистке сточных вод будет способствовать устойчивому развитию экономики и улучшению состояния окружающей среды в Казахстане.Предложенные методы получения материалов и мембран предоставляют доступные и эффективные альтернативы для очистки сточных вод, решая существующую проблему появления химических загрязнений в сточных водах очистных сооружений в Казахстане.

Field of application (in Kazakh) : Жобаның күтілетін нәтижелері Қазақстан үшін су ресурстарын басқару саласында маңызды ғылыми, экономикалық және әлеуметтік мәнге ие. Қазақстанның оңтүстігіндегі тазарту құрылыстарының сарқынды суларындағы химиялық ластану сипаттамаларын сәйкестендіру және сандық бағалау суды үшінші реттік тазарту саласындағы инновациялық шешімдерді әзірлеу үшін қажетті білім береді. Бұл шешімдер пероксидті тотығу катализаторларын құрамында аралас құрам матрицасы бар және саз және белсендірілген көмір негізіндегі материалдармен толтырылған арнайы жасалған полимерлі мембраналармен біріктіреді. Жоба сонымен қатар магнетит/феррит-саз композиттері және органохимиялық түрлендірілген саздар сияқты жаңа буын катализаторларын жасаудың жаңа әдістерін ұсына отырып, материалтану және мембранология салаларына әсер етеді. Қазақстандық кен орындары мен биомассадан алынған табиғи саздарды жаңа катализаторлар үшін шикізат материалдары және сарқынды суларды тазарту бойынша ұсынылған технологиялық шешімдер ретінде пайдалану экономиканың тұрақты дамуына және Қазақстандағы қоршаған ортаның жай-күйін жақсартуға ықпал ететін болады.Материалдар мен мембраналарды алудың ұсынылған әдістері Қазақстандағы тазарту құрылыстарының сарқынды суларында химиялық ластанудың пайда болу проблемасын шеше отырып, сарқынды суларды тазарту үшін қолжетімді және тиімді баламаларды ұсынады.