Obiectivele si rezultatele proiectului

 

a) Punerea la punct a unei metode ieftine şi sustenabile de producere a ionilor ferat in situ folosind ca sursă de Fe(III) nămolul roşu în vederea tratării apelor reziduale cu diverse compoziţii printr-un proces de oxidare urmată de coagulare-floculare.

Provocarea ştiinţifică şi tehnică este de a stabili modul în care caracteristicile compoziţiei nămolului roşu influenţează cantitatea de anioni ferat ce pot fi generaţi şi condiţiile optime de operare (pH, granulaţia nămolului roşu, concentraţia de agent de oxidare utilizat) pentru generarea concentraţiei necesare de anioni ferat în soluţie astfel încât să se poată adapta cerinţelor particulare tratării apelor reziduale funcţie de compoziţia acestora.

Rezultatele atingerii acestui obiectiv vor fi: elaborarea modelelor experimental/funcţional pentru acest proces. Raportat la tehnologiile anterioare va scade preţul generării anionilor ferat prin eliminarea utilizării în sinteză a sărurilor de fier chimic pure (pentru a căror producere se consumă de asemenea energie, minereu de fier şi alţi reactivi).

b) Obţinerea de catalizatori de tip spume ceramice pe bază de nămol roşu (RM-CF) pentru oxidarea poluanţilor organici din ape.

Principala provocare ştiinţifică şi tehnică este legată de modul în care caracteristicile nămolului roşu (pH, granulaţie) influenţează interacţiile acestuia cu monomerii, sistemul de initiere şi aditivii de spumare utilizaţi în tehnica gel-casting, şi selectarea condiţiilor optime (pH, granulaţie şi concentraţie nămol roşu, concentraţii agenţi de gelifiere şi aditivi de spumare) pentru obţinerea spumelor ceramice cu porozitate şi rezistenţă mecanică maxime.

O a doua provocare este selectarea condiţiilor de activare a compozitelor RM-CF în funcţie de natura speciilor de fier existente pentru asigurarea existenţei speciilor superficiale active în oxidare (Fe(III): alfa-Fe2O3, Fe-O-OH, Fe(VI)). 

Rezultatele atingerii acestui obiectiv vor fi: elaborarea modelelor experimental/funcţional şi a tehnologiei inovative pentru acest proces. Raportat la tehnologiile anterioare se vor obţine catalizatori cu performanţe îmbunătăţite datorită asigurării unei nanodispersii a centrilor activi şi permeabilităţii şi porozităţii extrem de ridicate a acestor compozite. Şi în acest caz scade preţul de cost al acestor catalizatori ca urmare a eliminării din sinteză a sărurilor de fier chimic pure.

c) Utilizarea anionilor ferat generaţi din nămolul roşu şi a compozitelor de tip spumă ceramică din nămol roşu (RM-CF) în procese de tratare a apelor reziduale cu încărcare organică mare.

În acest caz provocările ştiinţifice şi tehnice sunt legate de stabilirea succesiunii etapelor în procesul de tratare a apelor şi a parametrilor de operare în funcţie de compoziţia apelor, natura poluanţilor existenţi şi a gradului de încărcare cu substanţe organice. Este prevăzută mai întâi o etapă de preoxidare cu anioni ferat, urmată de separare prin coagulare-floculare şi flotaţie în curent de aer (cu sau fără adaos de materiale amfifilice de tip nanofibre de carbon/RM-CF), după care în funcţie de eficienţa îndepărtării poluanţilor se poate opta sau nu pentru oxidarea catalitică avansată înainte de a se trece la biotratare.

În cazul optării pentru includerea oxidării catalitice avansate este necesară stabilirea condiţiilor de operare optime pentru realizarea oxidării poluanţilor organici în prezenţa RM-CF (pH, T, p, concentraţie de catalizator, agent de oxidare, concentraţiile limită de poluanţi organici în funcţie de natura acestora, etc). Rezultatul atingerii acestui obiectiv va fi realizarea unei tehnologii inovative versatile de tratare a apelor cu încărcare organică mare prin cuplarea proceselor de oxidare-coagulare-floculare mediate de anioni ferat şi/sau compozite derivate din nămol roşu. Comparativ cu tehnologiile raportate anterior, tehnologia ce utilizează derivate ale nămolului roşu în realizarea proceselor de tratare a apelor reziduale prezintă următoarele avantaje:

- implică costuri mai scăzute ale reactivilor (nu se mai folosesc săruri de fier chimic pure), 

- asigură scăderea depozitelor de poluanţi din mediu (nămol roşu) prin utilizarea acestora în scopul îndepărtării altor poluanţi (compuşi organici, metale tranziţionale),

- generează cantităţi mai mici de poluanţi secundari (nămoluri de la tratarea apelor),

- asigură conservarea resurselor  naturale (minereu de fier), scad consumurile energetice şi de reactivi chimic puri nemaifiind necesară sintetizarea sărurilor de fier chimic pure).

Pagină actualizată la 05 Decembrie 2014.