The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследований является биоуголь, полученный путем пиролиза осадков сточных вод Астаны. В рамках проекта будут исследованы его каталитические и адсорбционные свойства для очистки сточных вод от органических загрязнителей и тяжелых металлов. Также будет изучен потенциал применения биоугля в аграрном секторе для улучшения почвенных характеристик и повышения плодородия.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны ретінде Астана қаласының ағынды суларынан пиролиз арқылы алынған биокөмір қолданылады. Жоба аясында биокөмірдің органикалық ластаушылар мен ауыр металдарды тазарту мақсатында ағынды суларды катализдік және адсорбциялық қасиеттерін зерттеу көзделген. Сонымен қатар, биокөмірдің ауыл шаруашылығында топырақ қасиеттерін жақсарту және өнімділікті арттыру мақсатындағы әлеуеті зерттеледі.

Aim of work (in Russian) : Основной целью проекта является производство экологических катализаторов и адсорбентов из биоугля, полученного из осадка сточных вод Астаны, что обеспечит решение для повышения ценности отходов и новый рынок в контексте экономики замкнутого цикла. Кроме того, будет изучено потенциальное использование биоугля в качестве удобрения для почвы.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның негізгі мақсаты – Астананың ағынды суларының шламынан алынған биокөмірден экологиялық катализаторлар мен адсорбенттер өндіру, бұл қалдықтарды валоризациялау шешімін және айналмалы экономика жағдайында жаңа нарықты қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, биокөмірді топырақты түзету ретінде пайдалану мүмкіндігі зерттелетін болады.

Методы исследования (на русском) : В рамках данного проекта будут применены разнообразные методы для достижения целей синтеза биоугля из осадка сточных вод и его последующего анализа. Исходя из предварительного литературного обзора, эксперименты будут включать отбор проб и анализ осадков сточных вод, пиролиз и активацию биоматериалов, а также их характеристику с использованием современных физико-химических методов, таких как сканирующая электронная микроскопия (SEM), азотная порометрия, FT-IR, XRD и EDX. Эффективность полученного биоугля будет оцениваться по его каталитической активности при удалении органических загрязнителей, а также по адсорбционным способностям к тяжелым металлам с помощью аналитических методов.

Методы исследования (на казахском) : Бұл жобада ағынды сулардың шламынан биокөмір синтезі және оны кейінгі талдау мақсаттарына жету үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Алдын ала әдебиеттерге шолу негізінде эксперименттер ағынды сулардың шламын іріктеуді және талдауды, биоматериалдардың пиролизін және активтенуін және сканерлеуші ​​электронды микроскоп (SEM), азот порозиметриясы, FT-IR, XRD және EDX сияқты заманауи физика-химиялық әдістерді қолдана отырып, олардың сипаттамасын қамтиды. Алынған биокөмірдің тиімділігі оның органикалық ластаушы заттарды кетірудегі каталитикалық белсенділігімен, сондай-ақ аналитикалық әдістерді қолдану арқылы ауыр металдар үшін адсорбциялық қабілетімен бағаланады.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате проведенного исследования были получены уникальные данные о составе осадков сточных вод, отобранных на водоочистной станции "Астана су арнасы" с января по июнь 2024 года. Периодические анализы, проведенные с использованием ионной хроматографии, атомно-эмиссионной спектрометрии, а также методов CHNS-O, позволили определить вариабельность содержания загрязняющих веществ в осадках. Результаты атомно-эмиссионной спектрометрии показали, что концентрации тяжёлых металлов (мышьяк, кадмий, хром, ртуть и свинец) в осадках находятся в пределах регуляторных лимитов, что подтверждает их безопасность для использования в качестве удобрений. Эти данные являются важными для понимания динамики состава сточных вод и его влияния на процесс их переработки. Полученный осадок был высушен при температуре 105°C и подвергнут пиролизу в диапазоне температур 300-900°C, а также различным скоростям нагрева. В ходе пиролиза был получен биоуголь с разнообразными физико-химическими свойствами, что позволяет оценить его потенциальную эффективность в качестве адсорбента и катализатора. Новизна данного исследования заключается в комплексном подходе к анализу осадков сточных вод и синтезу биоугля с использованием различных условий пиролиза и активации, что не только углубляет научные знания в этой области, но и способствует разработке эффективных технологий для очистки сточных вод и повышения качества окружающей среды.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу нәтижесінде 2024 жылдың қаңтар-маусым айлары аралығында «Астана су арнасы» су тазарту кешенінде жиналған ағынды сулардың құрамы бойынша бірегей деректер алынды. Иондық хроматография, атомдық эмиссиялық спектрометрия және CHNS-O әдістерін қолданатын мерзімді талдаулар шөгінділердегі ластаушы заттардың деңгейінің өзгермелілігін анықтады. Атомдық эмиссиялық спектрометрияның нәтижелері шөгінділердегі ауыр металдардың (мышьяк, кадмий, хром, сынап және қорғасын) концентрациясының нормативтік шектерде екенін көрсетті, бұл олардың тыңайтқыш ретінде пайдалану қауіпсіздігін растайды. Бұл деректер ағынды сулар құрамының динамикасын және оның өңдеу процесіне әсерін түсіну үшін маңызды. Алынған тұнба 105°С температурада кептірілген және 300-900°С температура диапазонында пиролизге ұшыраған, сонымен қатар әртүрлі қыздыру жылдамдығы. Пиролиз нәтижесінде әртүрлі физикалық-химиялық қасиеттері бар биокөмір алынды, бұл оның адсорбент және катализатор ретінде потенциалды тиімділігін бағалауға мүмкіндік береді. Бұл зерттеудің жаңалығы әртүрлі пиролиз және активтендіру жағдайларын пайдалана отырып, ағынды сулардың тұнбасын талдау және биокөмір синтезіне кешенді көзқараста болып табылады, бұл осы саладағы ғылыми білімді тереңдетіп қана қоймай, сонымен қатар ағынды суларды тазартудың және қоршаған ортаның сапасын жақсартудың тиімді технологияларын дамытуға ықпал етеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные показатели: Исследование состава осадков сточных вод показало высокое содержание органического вещества, что делает их перспективными для использования в качестве удобрений и катализаторов. Пиролиз при температурах 300–900°C позволил изменять свойства биоугля, расширяя его применение в агрономии и экологии. Активация биоугля с использованием кислотных и щелочных растворов может повысить его сорбционные свойства, что улучшает эффективность очистки сточных вод и адсорбцию загрязняющих веществ. Технико-экономические показатели: Использование осадков сточных вод как удобрений снижает затраты на химические удобрения и обеспечивает безопасность применения, так как концентрации тяжёлых металлов соответствуют регуляторным лимитам. Применение осадков для производства биоугля также снижает объёмы отходов и затраты на утилизацию. Результаты открывают возможности для дальнейших исследований и коммерческого использования биоугля в различных отраслях, включая сельское хозяйство, катализ и очистку воды.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі дизайн көрсеткіштері: Ағынды сулардың шламының құрамын зерттеу органикалық заттардың жоғары мөлшерін көрсетті, бұл оны тыңайтқыштар мен катализаторлар ретінде пайдалану үшін перспективалы етеді. 300–900°С температурадағы пиролиз биокөмірдің қасиеттерін өзгертуге, оның агрономия мен экологияда қолданылуын кеңейтуге мүмкіндік берді. Қышқылдық және сілтілі ерітінділер арқылы биокөмірді белсендіру оның сорбциялық қасиеттерін арттыруы мүмкін, бұл ағынды суларды тазарту тиімділігін және ластаушы заттардың адсорбциясын жақсартады. Техникалық-экономикалық көрсеткіштер: Ағынды сулардың шламын тыңайтқыш ретінде пайдалану химиялық тыңайтқыштардың құнын төмендетеді және пайдалану қауіпсіздігін қамтамасыз етеді, өйткені ауыр металдардың концентрациясы нормативтік шектерге сәйкес келеді. Бикөмірді өндіру үшін шламды пайдалану сонымен қатар қалдық көлемін және кәдеге жарату шығындарын азайтады. Нәтижелер әр түрлі салаларда, соның ішінде ауыл шаруашылығында, катализде және суды тазартуда биокөмірді одан әрі зерттеу және коммерциялық пайдалану мүмкіндіктерін ашады.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Жүзеге асырылмаған

Efficiency (in Russian) : Эффективность предложенного биоугля в очистке сточных вод и улучшении почвенных характеристик еще не изучена. В рамках проекта во второй и третий годы будет проведена комплексная оценка его каталитических и адсорбционных свойств для удаления органических загрязнителей и тяжелых металлов, а также его потенциала как почвенного улучшителя.

Efficiency (in Kazakh) : Ұсынылған биокөмірдің ағынды суларды тазартудағы және топырақты жақсартудағы тиімділігі әлі зерттелмеген. Жоба екінші және үшінші жылдары оның органикалық ластаушы заттар мен ауыр металдарды жоюға арналған каталитикалық және адсорбциялық қасиеттеріне, сондай-ақ топырақты жақсартушы ретіндегі әлеуетіне кешенді бағалау жүргізеді.

Field of application (in Russian) : Общая цель предлагаемого проекта – разработать комплексный метод производства биоугля с оптимизированной пористой структурой, механической прочностью и составом из осадка сточных вод местного производства, который будет эффективно удалять выбранные органические и неорганические загрязнители из модельных и реальных сточных вод. Кроме того, будет оценено потенциальное использование биоугля в качестве удобрения для почвы.

Field of application (in Kazakh) : Ұсынылып отырған жобаның жалпы мақсаты жергілікті өндірілген ағынды сулардың шламынан оңтайландырылған кеуекті құрылымы, механикалық беріктігі және құрамы бар биокөмір өндірудің интеграцияланған әдісін әзірлеу болып табылады, ол таңдалған органикалық және бейорганикалық ластаушы заттарды имитацияланған және нақты ағынды сулардан тиімді түрде жояды. Сонымен қатар, биокөмірді топырақты түзету ретінде пайдалану мүмкіндігі бағаланады.