Depoluarea apelor cu conținut de compuși organici greu biodegradabili (disruptori endocrini) prin procese de oxidare avansată utilizând catalizatori inovatori
OXYDEP
PN-III-P2-2.1-PTE2016-0063 (8PTE/2016)
Disruptorii endocrini (ECD) sunt substanțe chimice de sinteză care mimează funcția hormonilor și, odată ajunși în organism, alterează echilibrul hormonal. Sursa acestor disruptori endocrini este diversă, provenind din produși de sinteză utilizați sau rezultați din cele mai diferite ramuri ale economiei. Vorbim aici de: dioxine, paraben, bisfenol A, ftalați (industria maselor plastice), insecticide organice, etc. Surse importante de disruptori endocrini sunt constituite de compușii din produsele farmaceutice și cei din produsele de îngrijire personală (PCP).
Scopul proiectului
Scopul proiectului OXYDEP îl constituie transferul unei tehnologii de depoluare a apelor cu conținut de compuși organici greu biodegradabili (disruptori endocrini) către un agent economic cu o solidă tradiție în dezvoltarea, implementarea tehnologiilor și producția de sisteme pentru depoluarea și tratarea apei.
Autoritate contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării
Perioada de implementare: 06/10/2016-30/09/2018
Buget total: 2.035.558 lei
Cofinanțare: 375.517 lei
Buget ICECHIM: 419.278 lei
Responsabil proiect: Dr. Chim. Radu Claudiu Fierăscu
Coordonator:
S.C. I.C.P.E. Bistrița S.A., Bistriţa-Năsăud, România,
Director de proiect: Dr. ing. Sorin Claudiu Ulinici
Partener 1:
Responsabil proiect: Dr. Chim. Sorin Marius Avramescu
Partener 2:
Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Chimie și Petrochimie – ICECHIM
Responsabil proiect: Dr. Chim. Radu Claudiu Fierăscu
- O abordare nouă a proceselor de oxidare avansată (AOP), în scopul reducerii consumului energetic, obținerii unei mineralizări căt mai completă a poluanților, transformând astfel AOP-ul într-un proces transferat cu succes la nivel industrial. Abordarea implică utilizarea unor catalizatori inovativi în procese de ozonizare catalitică, având drept rezultat reducerea costurilor de operare, a costurilor de capital, creșterea performanțelor de mediu și a eficienței energetice a procesului de depoluare.
- O optimizare a catalizatorilor sintetizați (prin studierea atât a materialelor suport optime cât și a componentei active), atât pentru alinierea tehnologiei cu cele mai recente studii la nivel mondial, cât și pentru a asigura un transfer încununat de succes către agentul economic.
- Abordarea unei categorii largi de aplicații în domeniul tratării apelor, atât reziduale cât şi potabile, în funcţie de aplicaţie putând fi configurată pentru: tratarea apelor reziduale industriale în vederea epurării sau recirculării în scop tehnologic, integrarea în trepte de epurare clasice pentru eliminarea poluanţilor organici nebiodegradabili şi creşterea gradului de biodegradabilitate, decontaminarea apei provenind din surse contaminate şi utilizate pentru producerea apei potabile, utilizarea în situaţii de urgenţă sau situaţii de hazard.
Activități preliminare pentru validarea tehnologiei la nivel industrial.
Perioada de desfășurare: 06/12/2016 – 15/12/2016
Activități derulate:
- Studiu privind transferul tehnologiei de laborator validate la scară industrială;
- Studiul și analiza posibilităților de optimizare a tehnologiei propuse (posibilități de optimizare a materialului suport și a componentei active a catalizatorului utilizat în tehnologie);
- Proiectare model funcțional;
- Dezvoltarea protocoalelor analitice necesare pentru caracterizarea eficienței tehnologiei (protocoale de caracterizare a apelor înainte și după aplicarea tehnologiei, protocoale de caracterizare a materialelor catalitice);
Validarea in mediul industrial a tehnologiei propuse.
Perioada de desfășurare 16/12/2016 – 15/12/2017
Activități derulate:
- Realizarea modelului funcţional în vederea implementării tehnologiei în mediul industrial
- Sinteza și fabricarea catalizatorilor optimizaţi pentru tehnologie
- Caracterizarea catalizatorilor optimizaţi
- Experimentări pe modelul funcţional utilizând catalizatorii optimizaţi
- Simulare model funcţional în vederea stabilirii parametrilor de operare optimală
- Studiul și analiza comparativă a efectelor implementării tehnologiei prin analize de apa pre-și post tratament
- Caracterizarea analitică a catalizatorilor pre și post tratament
- Elaborare referenţial initial. Studiu de fezabilitate pentru tehnologia propusă
- Diseminarea rezultatelor
- Protejarea drepturilor de proprietate intelectuală. Depunere cerere brevet invenţie
- Proiectare prototip
Demonstrarea eficienței tehnologiei în mediu industrial
Perioada de desfasurare 16/12/2017 – 03/07/2018
Activități desfășurate:
- Realizare prototip
- Experimentări prototip ȋn vederea optimizării parametrilor de funcţionare
- Demonstrarea eficienţei tehnologiei implementate ȋn mediul industrial, prin caracterizarea apelor post tratament
- Caracterizarea materialelor catalitice post tratament
- Elaborare specificaţie tehnica finală
- Diseminarea rezultatelor
În cadrul proiectul a fost realizat prototipul modulului de depoluare, care a fost montat ȋn cadrul Staţiei Municipale de Tratare a Apei Bistriţa, unde a fost testat in condiţii reale de funcţionare pe probe de apa din fluxul tehnologic de tratare.
Fluxul tehnologic aferent modulului de depoluare a apelor cu conţinut de compuși organici greu biodegradabili include trepte de contact apă-ozon și reactorul catalitic, urmat de filtrul de adsorbţie. Acest modul este configurat ȋn așa fel ȋncȃt să poată fi operat atȃt cu pat catalitic imobilizat, cȃt și ȋn mediu fluidizat. Modulul poate funcţiona atȃt ȋn regim INPUT-OUTPUT cȃt și ȋn regim de recirculare.
Demonstrarea eficienţei tehnologiei a fost facută prin caracterizarea apelor pre și posttratament. Viabilitatea acesteia a fost evaluată, de asemenea, prin caracterizarea materialelor catalitice ȋnainte și după etapa de tratare a apei.
Din proiect a rezultat cererea de brevet de invenție „Procedeu de tratare a apei cu continut de poluanti organici greu degradabili” – A/2017/01032, Autori: Sorin Claudiu Ulinici, Sorin Marius Avramescu, Radu Claudiu Fierăscu
Contribuția partenerului ICECHIM la diseminarea rezultatelor s-a materializat în publicarea a șase lucrări științifice în reviste ISI (Nanomaterials, Applied Surface Science, Farmacia, Analytical Letters, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology) și participarea cu zece lucrări la manifestări științifice de profil:
- 17th International Balkan Workshop on Applied Physics, IBWAP-2017
- 10th International Conference on Materials Science & Engineering – BraMat 2017
- The International Conference on Environmental Engineering and Management (ICEEM) 2017
- International Scientific Symposium Current Trends in Natural Sciences, 2018
- International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental Sciences, IC-ANMBES 2018
- 25th Congress of Society of Chemists and Technologists of Macedonia, 2018
- international symposium “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development – PRIOCHEM” 2017
