The object of research, development or design (in Russian) : 1. Процесс активации кокса для получения сорбентов, предназначенных для очистки воды от фенольных соединений, включая разработку плана проведения экспериментов и оптимизацию методов активации кокса в атмосферах CO2 и смеси CO2 с водяным паром (Н2Опар). 2. Полученные сорбенты предназначены для сорбции (поглощения) фенольных соединений. Изучены их физико-химические свойства. 3. Газы, образующиеся в процессе активации кокса. 4. Фенольные соединения — загрязняющие вещества, извлекаемые из технической воды в процессе очистки. 5. Процесс сорбционно-десорбционной очистки технической воды от фенольных соединений с помощью полученных сорбентов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Фенолдық қосылыстардан суды тазартуға арналған сорбенттерді алу үшін коксты белсендіру процесі, соның ішінде эксперименттер жоспарын әзірлеу және CO2 атмосферасында коксты белсендіру әдістерін оңтайландыру және су буымен (H2O) CO2 қоспасы. 2. Алынған сорбенттер фенолдық қосылыстарды сорбциялауға (сіңіруге) арналған. Олардың физика-химиялық қасиеттері зерттелді. 3. Коксты белсендіру процесінде пайда болатын газдар. 4. Фенолды қосылыстар-тазарту процесінде техникалық судан алынатын ластаушы заттар. 5. Алынған сорбенттердің көмегімен техникалық суды фенолдық қосылыстардан сорбциялық-десорбциялық тазарту процесі.

Aim of work (in Russian) : Определение физико-химических закономерностей сорбционно-десорбционного процесса очистки воды от фенольных соединений с помощью полученных сорбентов.

Aim of work (in Kazakh) : Алынған сорбенттердің көмегімен фенолдық қосылыстардан суды тазартудың сорбциялық-десорбциялық процесінің физика-химиялық заңдылықтарын анықтау.

Методы исследования (на русском) : Оптимальные условия получения сорбентов установлены методом математического планирования эксперимента. Обгар полученных сорбентов позволяет оценить количество органических и летучих компонентов в материале. Определение зольности позволяет определить количество неорганических компонентов в материале. Определение насыпной плотности для измерения массы единицы объема сорбента. Измерение сорбционной емкости по йоду показывает способность сорбента поглощать определенное количество йода из раствора. Это важный показатель для оценки адсорбционной активности материала по отношению к органическим молекулам. Измерение сорбционной емкости по метиленовому голубому применяется для измерения адсорбционной способности сорбента по отношению к метиленовому голубому. Показатель используется для оценки емкости сорбентов по поглощению органических загрязнителей. Определение суммарного объема пор для измерения общего объема пор в структуре полученного сорбента. ИК-спектрометрия (инфракрасная спектрометрия) для определения химической структуры и функциональных групп в составе полученных сорбентов. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) для исследования морфологии поверхности полученных сорбентов. Низкотемпературная адсорбция по методу БЭТ применена для установления удельной поверхности полученных сорбентов. Газовая и газо-жидкостная хроматография применена для изучения состава отходящих при получении сорбентов, газов, а также для определения состава технической воды.

Методы исследования (на казахском) : Сорбенттерді алудың оңтайлы шарттары экспериментті математикалық жоспарлау әдісімен белгіленеді. Алынған сорбенттердің күйіп қалуы материалдағы органикалық және Ұшпа компоненттердің мөлшерін бағалауға мүмкіндік береді. Күлді анықтау материалдағы Бейорганикалық компоненттердің санын анықтауға мүмкіндік береді. Сорбент көлемінің бірлігінің массасын өлшеу үшін үйінді тығыздығын анықтау. Сорбциялық сыйымдылықты йодпен өлшеу сорбенттің ерітіндіден йодтың белгілі бір мөлшерін сіңіру қабілетін көрсетеді. Бұл органикалық молекулаларға қатысты материалдың адсорбциялық белсенділігін бағалаудың маңызды көрсеткіші. Сорбциялық сыйымдылықты метилен көгілдірімен өлшеу сорбенттің метилен көгілдіріне қатысты адсорбциялық қабілетін өлшеу үшін қолданылады. Көрсеткіш сорбенттердің органикалық ластаушы заттарды сіңіру қабілетін бағалау үшін қолданылады. Алынған Сорбент құрылымындағы кеуектердің жалпы көлемін өлшеу үшін кеуектердің жалпы көлемін анықтау. Алынған сорбенттердің құрамындағы химиялық құрылым мен функционалдық топтарды анықтауға арналған ИҚ спектрометриясы (инфрақызыл спектрометрия). Алынған сорбенттердің беткі морфологиясын зерттеуге арналған сканерлеуші электронды микроскопия (СЭМ). Алынған сорбенттердің меншікті бетін анықтау үшін БЭТ әдісі бойынша төмен температуралы адсорбция қолданылады. Газ және газ-сұйық хроматография сорбенттерді, газдарды алу кезінде шығатын заттардың құрамын зерттеу үшін, сондай-ақ техникалық судың құрамын анықтау үшін қолданылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : 1. Разработана и собрана установка для получения сорбентов активацией кокса в атмосфере углекислого газа (CO2) и смеси углекислого газа (CO2) и водяного пара (Н2Опар) при температуре (T, °C) в диапазоне 700-900 °С и времени активации (t, мин) в диапазоне 90-180 минут. 2. Установлено, что сорбенты, полученные активацией кокса в атмосфере CO2 при T=800 °С и t=180 минут, обладают высокой сорбционной емкостью по йоду qIod = 56.73 %. Сорбенты, полученные в атмосфере CO2 при T=900 °С и t=120 минут, обладают емкостью по метиленовому голубому qMB = 105 мг/г. При активации кокса при T=800 °С и времени t=120 минут в атмосфере смеси CO2 и Н2Опар максимальная емкость qIod = 64.77 %. Максимальную емкость qMB = 240 мг/г имеют сорбенты, полученные при T=900 °С и t=120 минут в атмосфере смеси CO2 и Н2Опар. 3. Для полученных сорбентов установлены: степень обгара, зольность, насыпная плотность, сорбционные емкости по йоду и метиленовому голубому, суммарный объем пор по воде. 4. Анализ низкотемпературной адсорбции азота установил площадь удельной поверхности ~300 м2/г. ИК-спектрометрия показала наличие функциональных групп O-H, C-O, C=C, и C≡C или C≡N. 5. Модели адсорбции показали, что емкость полученных сорбентов находится в диапазоне 10-50 мг/г. Установлено, что растворитель 646 является эффективным десорбирующим агентом, позволяющим полностью извлечь фенол из полученных сорбентов в течение 15-20 часов.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1. Көмірқышқыл газы (CO2) атмосферасында коксты және көмірқышқыл газы (CO2) мен су буының (H2Oпар) қоспасын 700-900 °C диапазонында (T, °C) температурада және 90-180 минут диапазонында белсендіру уақытын (t, мин) белсендіру арқылы сорбенттерді алу үшін қондырғы әзірленді және жиналды. 2. T = 800 °C және t = 180 минутта CO2 атмосферасында коксты белсендіру арқылы алынған сорбенттердің qIod = 56.73% йодтың жоғары сорбциялық сыйымдылығына ие екендігі анықталды. T = 900 °C және t = 120 минутта CO2 атмосферасында алынған сорбенттердің метилен көк qMB = 105 мг/г сыйымдылығы бар. Кокс T=800 °C және t=120 минут CO2 және H қоспасының атмосферасында белсендірілге H2Oпар максималды сыйымдылығы qIod = 64.77 %. qMB = 240 мг/г максималды сыйымдылығы T=900 °C және T=120 минут ішінде СО2 мен H2Oпар қоспасының атмосферасында алынған сорбенттерге H2Oпар. 3. Алынған сорбенттер үшін: күйдіру дәрежесі, күл, сусымалы тығыздық, йод пен метилен көгілдіріне арналған сорбциялық ыдыстар, судағы кеуектердің жалпы көлемі анықталды. 4. Азоттың төмен температуралы адсорбциясын талдау ~300 м2/г меншікті бетінің ауданын анықтады. ИҚ спектрометриясы O-H, C-O, C=C функционалды топтарының болуын көрсетті, және C≡C немесе C≡N. 5. Адсорбция модельдері алынған сорбенттердің сыйымдылығы 10-50 мг/г диапазонында екенін көрсетті.646 еріткіші 15-20 сағат ішінде алынған сорбенттерден фенолды толығымен алуға мүмкіндік беретін тиімді десорбциялаушы агент екені анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Конструктивные показатели: 1. Температурный диапазон: установка обеспечивает нагрев кокса до температуры 700-900 °C, что является оптимальным для процесса активации. 2. Атмосфера активации: установка позволяет работать в атмосфере углекислого газа (CO2) или в смеси CO2 с водяным паром (H2O), что позволяет создавать пористую структуру сорбентов. 3. Конструкция реактора: реактор размещён в трубчатой печи и соединён с генератором пара и баллоном CO2, что позволяет точно регулировать подачу газов и температуру. 4. Генерация и подача пара и газа: установка оснащена системой, которая позволяет подавать водяной пар и углекислый газ для обеспечения условий активации. Технико-экономические показатели: 1. Производительность сорбентов: Сорбенты, полученные в атмосфере CO2, показывают адсорбционную емкость по йоду до 56.73% и по метиленовому голубому до 105 мг/г. Сорбенты, активированные в смеси CO2 и водяного пара, достигают адсорбционной емкости по йоду до 64.77% и по метиленовому голубому до 240 мг/г. 2. Экономическая эффективность: Использование кокса в качестве исходного сырья снижает затраты на производство по сравнению с альтернативными адсорбентами. Оптимизация времени активации (90-180 минут) и температуры активации позволяет минимизировать энергозатраты при сохранении высокой эффективности сорбентов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Сындарлы көрсеткіштер: 1. Температура диапазоны: қондырғы коксты 700-900 °C температураға дейін қыздырады, бұл белсендіру процесі үшін оңтайлы. 2. Активтендіру атмосферасы: қондырғы көмірқышқыл газының (CO2) атмосферасында немесе сорбенттердің кеуекті құрылымын құруға мүмкіндік беретін су буымен (H2O) CO2 қоспасында жұмыс істеуге мүмкіндік береді. 3. Реактордың дизайны: реактор құбырлы пешке орналастырылған және бу генераторына және CO2 цилиндріне қосылған, бұл газдар мен температураны дәл реттеуге мүмкіндік береді. 4. Бу мен газды генерациялау және беру: қондырғы белсендіру жағдайларын қамтамасыз ету үшін су буы мен көмірқышқыл газын беруге мүмкіндік беретін жүйемен жабдықталған. Техникалық-экономикалық көрсеткіштер: 1. Сорбенттердің өнімділігі: CO2 атмосферасында алынған сорбенттер йодтың адсорбциялық сыйымдылығын 56.73% - ға дейін және метилен Көкінің 105 мг/г дейін көрсетеді. CO2 және су буының қоспасында белсендірілген сорбенттер йодтың адсорбциялық сыйымдылығына 64.77% дейін және метилен Көкінің адсорбциялық сыйымдылығына 240 мг/г дейін жетеді. 2. Экономикалық тиімділік: Коксты шикізат ретінде пайдалану балама адсорбенттермен салыстырғанда өндіріс шығындарын азайтады. Белсендіру уақытын (90-180 минут) және белсендіру температурасын оңтайландыру сорбенттердің жоғары тиімділігін сақтай отырып, энергия шығынын азайтуға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : В результате проведенных исследований разработаны новые методы получения сорбентов для очистки воды от фенольных соединений. Результаты данного этапа проекта способствуют решению актуальной экологической проблемы и вносят определенный вклад в развитие научных знаний по созданию новых технологий для переработки органического сырья и очистки воды от фенольных соединений. Также эти исследования позволяют расширить область знаний в междисциплинарных исследованиях, стимулируя взаимодействие между экологией, химией и химической технологией.

Level of implementation (in Kazakh) : Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде суды фенолдық қосылыстардан тазарту үшін сорбенттер алудың жаңа әдістері жасалды. Жобаның осы кезеңінің нәтижелері өзекті экологиялық проблеманы шешуге ықпал етеді және органикалық шикізатты өңдеу және суды фенолдық қосылыстардан тазарту үшін жаңа технологияларды құру бойынша ғылыми білімді дамытуға белгілі бір үлес қосады. Сондай-ақ, бұл зерттеулер экология, химия және химиялық технология арасындағы өзара әрекеттесуді ынталандыру арқылы пәнаралық зерттеулердегі білім саласын кеңейтуге мүмкіндік береді.

Efficiency (in Russian) : 1. Простота аппаратурного оформления установки для получения сорбентов. 2. Высокая адсорбционная емкость сорбентов: Сорбенты, активированные в атмосфере углекислого газа (CO2), показали адсорбционную емкость по йоду до 56.73% и по метиленовому голубому до 105 мг/г. Сорбенты, активированные в смеси CO2 и водяного пара, достигли еще более высоких значений: адсорбционная емкость по йоду составила до 64.77%, а по метиленовому голубому — до 240 мг/г. 3. Развитая пористая структура сорбентов: Исследование пористой структуры методом электронной микроскопии показало наличие высокой пористости и значительной удельной площади поверхности сорбентов (~300 м²/г). 4. Оптимальные условия десорбции фенола: 5. В результате проведенных исследований установлено, что растворитель 646 является наиболее эффективным для десорбции фенольных соединений, позволяя полностью извлечь фенол из сорбентов за 15-20 часов. Это снижает затраты времени и повышает экономическую эффективность процесса очистки воды.

Efficiency (in Kazakh) : Сорбенттерді алу үшін қондырғыны аппараттық безендірудің қарапайымдылығы. 2. Сорбенттердің жоғары адсорбциялық сыйымдылығы: көмірқышқыл газының атмосферасында белсендірілген сорбенттер (CO2) йодтың адсорбциялық сыйымдылығын 56.73% - ға дейін және метилен Көкінің адсорбциялық сыйымдылығын 105 мг/г дейін көрсетті. CO₂ және су буының қоспасында белсендірілген сорбенттер одан да жоғары мәндерге қол жеткізді: йодтың адсорбциялық сыйымдылығы 64.77% дейін, ал метилен көгілдірі 240 мг/г дейін. 3. Сорбенттердің дамыған кеуекті құрылымы: электронды микроскопия әдісімен кеуекті құрылымды зерттеу жоғары кеуектіліктің және сорбенттердің беткі қабатының едәуір үлесінің (~300 м2/г) болуын көрсетті. 4. Фенолды десорбциялаудың оңтайлы шарттары: 5. Жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде 646 еріткіші фенолдық қосылыстарды десорбциялау үшін ең тиімді болып табылатыны анықталды, бұл фенолды сорбенттерден 15-20 сағат ішінде толығымен алуға мүмкіндік береді. Бұл уақытты азайтады және суды тазарту процесінің экономикалық тиімділігін арттырады.

Field of application (in Russian) : Разработанные сорбенты обладают высокой адсорбционной способностью к фенольным соединениям, что делает их пригодными для очистки технической воды и сточных вод от фенолов, широко присутствующих в промышленных выбросах. Это особенно актуально для предприятий химической, нефтехимической и угольной промышленности.

Field of application (in Kazakh) : Әзірленген сорбенттер фенолдық қосылыстарға жоғары адсорбциялық қабілетке ие, бұл оларды өнеркәсіптік шығарындыларда кеңінен кездесетін техникалық су мен ағынды суларды фенолдардан тазартуға жарамды етеді. Бұл әсіресе химия, мұнай-химия және көмір өнеркәсібі кәсіпорындарына қатысты.