Экология | 2017 ИФХЭ РАН

Трансмутация технеция и производство искусственного нерадиоактивного рутения

25 февраля, 2011

В.Ф. Перетрухин,  А.А. Козарь, В.М. Радченко, К.В. Ротманов, С.И. Ровный

Лаборатория радиохимических исследований

Лаборатория анализа радиоактивных материалов

Показано, что трансмутация технеция-99 облучением тепловыми нейтронами в реакторе СМ протекает с технологически приемлемой скоростью (50%-ное превращение технеция в рутений за 200–250 суток) и дает почти моноизотопный стабильный рутений-100, не содержащий долгоживущих радиоизотопов. Разработаны методы выделения рутения из облученного технеция, получены первые граммы искусственного стабильного рутения-100. Обоснована перспективность производства искусственного нерадиоактивного драгметалла рутения трансмутацией технеция-99 в масштабах, сравнимых в будущем с мировой добычей рутения из руд (8 т в 2007 г).

Достигнутая скорость трансмутации технеция на порядок выше описанных в зарубежных работах, а процесс получения стабильного искусственного рутения в представляемой нашей работе описан впервые в мире.

Разработанный процесс трансмутации технеция обеспечивает не только ликвидацию этого опасного долгоживущего нуклида – отхода ядерного топливного цикла, но является также ресурсосберегающим источником искусственного драгметалла рутения.  Возможности промышленной реализации разработанного процесса зависят от наличия реакторов или других устройств, создающих высокие потоки тепловых и надтепловых нейтронов (порядка 1015 нейтрон/с см2). Таких реакторов в мире имеется пока два, в России и США.

По результатам научно-исследовательской работы подана заявка № 2008123396/06(028306) (2009 г.) на получение патента Российской Федерации.

Соисполнители: ОАО «ГНЦ Научно-исследовательский институт атомных реакторов» (г. Димитровград, Ульяновская обл.) и  ФГУП «ПО Маяк» (г. Озерск, Челябинская обл.).


Разработка методов нейтрализации конструкционных материалов, загрязненных компонентами ракетных топлив

25 февраля, 2011

А.К. Буряк, А.В. Ульянов

Лаборатория физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии

Применение в качестве компонентов ракетных топлив высокотоксичных соединений требует создания методик нейтрализации конструкционных материалов от их остатков для исключения попадания в окружающую среду при хранении, транспортировке и использовании. Разработанная и апробированная методика основана на вытеснении компонентов ракетных топлив с поверхности материалов, а не растворении в отмывочных растворах. За счет этого явления происходит полная очистка металлоконструкций от остатков компонентов ракетных топлив, исключается их повторная сорбция и проводится антикоррозийная обработка металлоконструкций.

Разработанная методика отличается от существующих, экологической безопасностью (не происходит окисления компонентов ракетных топлив, не образуются токсичные продукты окисления), пожаробезопасностью (используемые материалы не горючи).

Разработанная методика позволяет полностью очистить металлоконструкции от остатков компонентов ракетных топлив и позволяет без дополнительной обработки использовать эти металлоконструкции. Использованные отмывочные растворы могут применяться многократно.

Методика защищена патентом РФ RU 2260073 С2 (2005 г.)


Разработка методов рекультивации грунтов, загрязненных компонентами ракетных топлив

25 февраля, 2011

А.К. Буряк, А.В. Ульянов, Т.М. Сердюк, С.Л. Голуб

Лаборатория физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии

Развитие ракетно-космической отрасли привело к серьезным загрязнениям больших площадей почв токсичными компонентами ракетных топлив. Существующие методы нейтрализации не отвечают экологическим требованиям, поскольку приводят к накоплению продуктов окисления компонентов ракетных топлив, в том числе более токсичных, чем исходные компоненты. Созданная и апробированная методика рекультивации грунтов основана на внесении в грунт природного материала. Методика внедрена в практику организаций ракетно-космической отрасли и ракетных войск стратегического назначения.

Разработанная методика отличается от существующих экологической безопасностью (не образуются токсичные продукты окисления, в грунт вносится природный материал, добываемый в России), пожаробезопасностью (используемые материалы не горючи).

Разработанная методика позволяет существенно снизить затраты на рекультивацию грунтов, в том числе после аварий. Методика может с успехом применяться при ликвидации последствий попадания на грунт не только компонентов ракетных торлив, но и практически любых других топлив. Использованный материал может применяться многократно.

Методика защищена патентом РФ № RU 2253520 C1 (2005 г.)

Соисполнитель: ФГУП «25 ГосНИИ Минобороны России» (г. Москва).


Установка очистки вод спецканализации и вод, содержащих среднеактивные отходы

25 февраля, 2011

В.М. Гелис,  В.В. Милютин, Е.А. Козлитин

Лаборатория хроматографии радиоактивных элементов

В процессе работы химико-металлургического завода образуются радиоактивные низко- (НАО) и среднеактивные (САО) отходы, содержащие α-излучающие радионуклиды. Разработана осадительно-сорбционно-мембранная технология очистки вод спецканализации и вод, содержащих отходы среднего уровня активности. Методы осаждения использованы на стадии выделения радионуклида 241Am, сорбционные методы – при выделении радионуклидов урана, методы ультраильтрации – на стадии выделения коллоидных форм плутония и осветления растворов.

Ниже приведена общая технологическая схема процесса очистки низко- и среднеактивных отходов.009

Аналогов предлагаемой схемы в мировой практике нет.

Разработанная технологическая схема позволяет очистить до норм минимального уровня вмешательства растворы химико-металлургического завода ФГУП «ПО «Маяк».Степень концентрирования отходов составляет 10000–15000, что достигнуто впервые в мировой практике. Активность сбросных расворов не превышает 0.5 Бк/л.

Основные принципы технологии заложены в проект «Сооружение установки очистки вод спецканализации и вод, содержащих САО, химико-металлургического производства ФГУП «ПО «Маяк». Заказчиком проекта является ФГУП «ПО «Маяк», ответственным исполнителем – ЗАО «Атомстройэкспорт». Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН осуществляет научное руководство проектом. Стоимость проекта составляет 1 млрд. руб., срок выполнения – 2009–2014 гг. В 2009 г. освоено 250 млн. руб.

Технологическая схема защищена патентом РФ № 2301466 (2005 г.)

Соисполнитель: ФГУП «ПО «Маяк» ( г. Озерск, Челябинская область).


Установки для переработки жидких радиоактивных отходов

25 февраля, 2011

В.М. Гелис, Б.Г. Ершов, В.В. Милютин, Е.А. Козлитин, А.Ф. Селиверстов

Лаборатория хроматографии радиоактивных элементов
Лаборатория радиационно-химических превращений материалов

В процессе работы предприятий ядерно-энергетического комплекса образуются жидкие радиоактивные отходы сложного солевого состава, основными радиоактивными примесями в которых являются 137Cs, 90Sr, 60Co. В растворах также присутствуют поверхностно-активные вещества, щавелевая кислота, трилон Б. Для дезактивации растворов такого состава разработана технологическая схема, состоящая из модулей электрохимической деструкции аммиака (рис. 1), модуля озонирования жидких радиоактивных отходов (рис. 2), модуля ультрафильтрации (рис. 3), а также фильтров-контейнеров, заполненных селективными неорганическими сорбентами.

 010

Рис. 1. Установка электрохимической
деструкции аммиака

 011

Рис. 2. Модель озонирования РАО.

012 

Рис. 3.  Установка концентрирования твердой фазы (ультрафильтрация).

Аналогов разработанных методов в мировой практике нет.

Совместное использование разработанных модулей позволяет дезактивировать жидкие радиоактивные отходы до норм минимального уровня вмешательства.

Модули могут быть использованы при дезактивации растворов АЭС и предприятий ядерного комплекса.

Модули прошли испытания на растворах Курской АЭС и химико-металлургического завода ФГУП «ПО «Маяк» ( г. Озерск, Челябинская обл.).

По результатам работы получено положительное решение по заявке № 2006101802/15 (2006 г.)

Соисполнитель: ГУП МосНПО «Радон» (ГУП  Москвы  – Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обеззараживанию радиоактивных отходов и охране окружающей среды).


Применение концентрированного озона для дезактивации оборудования АЭС

25 февраля, 2011

А.Ф. Селиверстов, А.Г. Басиев, А.А. Басиев, Б.Г. Ершов

Лаборатория радиационно-химических превращений материалов

Накопление активных отложений, рост радиационных полей, образование значительного количества радиоактивных отходов, высокие дозозатраты при модернизации, диагностике и ремонте оборудования атомных станций требуют разработки эффективных технологий его дезактивации. Впервые в России разработана технология и оборудование для дезактивации оборудования АЭС с применением концентрированного озона и  сорбционных накопителей озона. Были установлены оптимальные условия проведения процесса (90–95 оС, продолжительность 5–10 мин). Показана  определяющая роль в окислении оксидов хрома диффузия озона через поверхность пузыря к поверхности металла.

Разработанная технология не имеет отечественных аналогов. Она превосходит японские разработки по скорости дезактивации (в связи с применением отечественных озонаторов позволяющих получать высококонцентрированный озон в промышленных количествах) и значительно ниже по стоимости (главным образом из-за применения устройств – накопителей озона (холодильники с сорбентом), которые позволяют использовать озонаторы невысокой производительности).

Применение озона при высокой эффективности процесса дезактивации позволяет: снизить количество отходов, снизить коррозионный износ и риск развития локальной коррозии, сократить время процесса, обрабатывать  замасленное оборудования без обезжиривания. Основной областью применения разработанной технологии является дезактивация реакторного оборудования и переработка жидких радиоактивных отходов.

Требуется ряд доработок,  в результате которых будет создана полномасштабная установка для дезактивации реакторного оборудования.

Соисполнитель: ООО «Лаборатория озоновых технологий»
(г. Троицк, Московская обл.)



Разработка технологии создания техногенно-геохимических барьеров для локализации радионуклидов и токсичных компонентов и предотвращения их распространения в геологической среде

25 февраля, 2011

Е.В. Захарова, А.А. Меняйло, В.М. Ермолаев,Л.И. Константинова, К.А. Меняйло. Е.А. Комаров

Лаборатория экологических проблем обращения с радиоактивными и токсичными отходами

Существующие поверхностные и глубинные хранилища радиоактивных и токсичных отходов являются потенциально опасными объектами и прямыми источниками неконтролируемого загрязнения окружающей среды. Разработка технологий, позволяющих предотвратить негативное воздействие таких объектов на среду обитания человека, является актуальной и социально значимой задачей. Новизна работы заключается в научном обосновании создания системы защитных барьеров при эксплуатации и консервации хранилищ радиоактивных и токсичных отходов; разработке новых композиций материалов для сооружения барьеров безопасности в водонасыщенных геологических горизонтах.

В рамках выполнения данной работы исследованы физико-химические процессы, протекающие при взаимодействии отходов (твердых, отвержденных, жидких), материала барьера, пород и природных вод. Для создания барьеров изучены кремнеалюмогели (продукты кислотного разложения минерала нефелина), породы с повышенным содержанием глинистой составляющей, диоксид обедненного урана, природные сорбенты: цеолит (клиноптилолит), трепел, углесодержащие материалы, сапропели.

На Сибирском химическом комбинате (г. Северск) на площадке размещения поверхностных хранилищ жидких радиоактивных отходов в 2004–2005 гг. в водонасыщенных песчаных горизонтах были созданы опытно-промышленные участки противофильтрационных защитных барьеров на основе кремнеалюмогеля. Данные мониторинга опытных участков свидетельствуют о прекращении фильтрации загрязненных вод, снижении коэффициента фильтрации в 100–200 раз, что подтверждает высокие защитные свойства таких барьеров.

Обоснованы требования к песчано-глинистым породам, предлагаемым в качестве материалов для сооружения противофильтрационных и противомиграционных барьеров, при этом преимущество имеют породы из месторождений, находящихся  вблизи хранилищ отходов. На макетах отработана технология сооружения барьера с применением таких материалов в существующем хранилище твердых радиоактивных отходов.

Разработанный подход к сооружению барьеров в эксплуатируемых хранилищах отходов не имеет аналогов. В мировой практике барьеры безопасности создаются при строительстве хранилищ, при этом в качестве барьерного материала, в основном, используют бентонит, природные запасы которого ограничены, а применение требует больших затрат.

Реализация разработанных технологий уменьшит риск загрязнения водных ресурсов токсичными компонентами и повысит экологическую безопасность существующих хранилищ. В результате будет продлен срок их эксплуатации, что исключит необходимость создания новых хранилищ. Предлагаемые технологии прошли стадии опытно-промышленных испытаний, проводится проектирование для реализации в промышленном масштабе.

Результаты научно-исследовательской работы защищены патентом РФ № 2316068 (2008 г.)

Соисполнители: ОАО «Сибирский химический комбинат» (г. Северск, Томская обл.) и Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова


Экологические аспекты локализации жидких радиоактивных отходов в глубинном хранилище «Северный»

25 февраля, 2011

И.М. Косарева, М.К. Савушкина, А.В. Сафонов,  Б.Г. Ершов

Лаборатория физико-химических основ обращения с радиоактивными и токсичными отходами

Лаборатория радиационно-химических превращений материалов

Работа включает радиохимический, физико-химический и микробиологический мониторинг хранилища отходов низкого уровня активности. Одним из основных направлений является оценка роли микробных сообществ в трансформировании состава низкоактивных отходов и образовании газовой фазы, способной привести к аварийной ситуации.

  • Впервые определены тенденции изменения химических, радиохимических и микробиологических компонентов в подземной экосистеме хранилища радиоактивных отходов «Северный». Выявлено, что источником появления азота и диоксида углерода при локализации отходов низкого уровня активности являются микробиологические процессы.
  • Установлено, что пластовые условия благоприятны для протекания процессов микробиологической денитрификации, приводящей к снижению концентрации нитрата натрия в пластовых водах, но способной также привести к аварийной ситуации, связанной с выбросом низкоактивных отходов на поверхность и в атмосферу.
  • Показано, что появление локальных участков пласта-коллектора с повышенным содержанием растворенных газов не представляет опасности при эксплуатации полигонов глубинного захоронения низкоактивных отходов вследствие распределения по пласту образующихся газов.
  • Аналогичные исследования ни российскими, ни зарубежными исследователями не проводились.
  • Данное исследование являются завершающим этапом в оценке процесса микробиологического газообразования, определяющего условия безопасной эксплуатации полигона  радиоактивных отходов глубинного хранилища «Северный». На основе полученных данных разработано методическое обоснование микробиологического мониторинга хранилища. Данная методика рекомендована для включения в существующий физико-химический и радиохимический контроль полигона, а также  для применения  на других предприятиях ядерно-топливного цикла. Показана перспективность активации жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий в глубинном горизонте для снижения концентрации нитрат-ионов и токсичности низкоактивных отходов.

Результаты работы рекомендованы для использования в производственной и научно-исследовательской практике производственных объединений, лабораторий и отдельных исследовательских групп, работающих в области обращения с радиоактивными отходами или имеющих проблемы подобного рода: ГУП МосНПО «Радон», ФГУП «Сибирский химический комбинат», ФГУП «ПО Маяк», ОАО «ГНЦ Научно-исследовательский институт атомных реакторов» (ОАО «ГНЦ НИИАР»), для использования организациями, занимающимися биотехнологической очисткой подземных и поверхностных вод, загрязненных нитрат-ионами.

Соисполнители: ФГУП  Горно-химический комбинат (ФГУП «ГХК», г.  Железногорск, Красноярский край) и Учреждение Российской академии наук Институт микробиологии РАН (ИНМИ РАН).


Разработка технологии подземного захоронения отходов низкого уровня активности с целью ликвидации их сброса в поверхностные хранилища

25 февраля, 2011

И.М. Косарева, М.К. Савушкина, О.Е. Выгловская, Н.М. Лазарева

Лаборатория физико-химических основ обращения
с радиоактивными и токсичными отходами

Современная практика обращения с жидкими радиоактивными отходами на радиохимических комбинатах предусматривает сброс части наименее токсичных отходов низкого уровня активности в открытые поверхностные сооружения. Сравнительная оценка безопасности открытых и глубинных   хранилищ жидких радиоактивных отходов, которые также существуют на комбинатах,  проведенная в соответствии с нормативным  документом МАГАТЭ  (ОПБ ОЯТИ НП 016-2000), показала, что именно открытые водоемы-хранилища представляют наибольшую экологическую опасность, поскольку при их эксплуатации фактически не выполняется уже 1-ый уровень защиты, а именно отсутствуют физические барьеры, изолирующие отходы от среды обитания человека.

Исходя из этого, улучшение экологической обстановки в районе ОАО «Сибирский химический комбинат» (ОАО «СХК) требует ликвидации открытых поверхностных хранилищ, которая возможна при условии направления основной части отходов в существующие глубинные хранилища.

Для ликвидации поверхностного хранилища – бассейна Б-25 разработана и внедрена в производство технологическая схема подготовки и подземного захоронения отходов уранового производства Химико-металлургического завода ОАО «СХК», что  обеспечивает сокращение объема сброса более чем на 80 %. В стадии завершения находятся работы по химической переработке оставшейся части отходов с целью глубинного захоронения. Реализация предложенных технологий позволит прекратить эксплуатацию хранилища и приступить к консервации (ликвидации).

Для условно гомогенных отходов низкого уровня активности, составляющих  более 85 % от поступления в другое поверхностное хранилище ОАО «СХК» – пульпохранилище ПХ-1,2, разработана химическая технология подготовки, которая обеспечивает их максимальное глубинное захоронение  при минимальном использовании дополнительных реагентов. Обоснованы условия нагнетания отходов, предельно-допустимые концентрации компонентов в их составе. Выданы исходные данные на проектирование.

Обращение с пульповыми  отходами предусматривает, прежде всего, модернизацию производства, направленную на сокращение их объема. Для основной категории пульп с узла коагуляции, разработано несколько вариантов технологических схем подготовки к захоронению. Обоснованы режимы растворения с использованием азотной кислоты и существующих азотнокислых отходов Радиохимического и Сублиматного заводов ОАО «СХК». Последний вариант представляется наиболее перспективным, поскольку фактически обеспечивает прекращение сброса пульп в ПХ-1,2 при значительном сокращении использования дополнительных реагентов: кислоты – для растворения гидроксидных пульп с узла коагуляции Радиохимического завода и щелочи – для нейтрализации кислого отхода Сублиматного завода, которая проводится перед сбросом в пульпохранилище.

Выбор окончательного варианта будет сделан на основании результатов опытно-промышленных испытаний.

Разработки не имеют аналогов.

Соисполнитель: ОАО «Сибирский химический комбинат» (г. Северск, Томская обл.).


Композитный материал для локализации молекулярной формы радиоактивного иода в теплоносителе первого контура на АЭС

25 февраля, 2011

С.А.  Кулюхин, Л.В. Мизина, А.А. Тишина

Лаборатория физико-химических методов локализации радиоактивных элементов

При остановке реактора на действующих водно-водяных энергоблоках (ВВЭР, РБМК) активность 131I в теплоносителе первого контура возрастает в 30–200 раз. Поскольку коэффициенты распределения между газовой и водной фазами для I2 и CH3I на несколько порядков выше, чем аналогичные для ионных форм, именно они вносят основной вклад в загрязнение газовой фазы. В результате этого содержание радиоактивного йода в газовой фазе возрастает более чем на порядок. В связи с этим, особую важность приобрела проблема локализации радиоактивного йода в водном теплоносителе первого контура на АЭС.

Для локализации I2 в водной фазе  разработаны новые материалы на основе катионита КУ-2, содержащего различные соединения Ni, Zn, Cu и Ag. Композитные материалы, содержащие в своем составе нанометровые частицы Ag0 и Cu0, способны быстро и эффективно поглощать I2 из водного теплоносителя первого контура на АЭС. Коэффициенты распределения Kd превышают величину 103 мл/г при V/m = 100 (V – объем жидкой фазы, мл; m – масса композитного материала, г). Композитные материалы, содержащие в своем составе соединения Ni и Zn, способны быстро и эффективно конвертировать I2 в ионные формы в водном теплоносителе первого контура на АЭС. Через 15 мин контакта жидкой фазы и разработанного материала достигается практически полная конверсия I2 (>99%) в водной фазе. При этом использование тандема из разработанного материала и анионита АВ-18 позволяет практически полностью локализовать I2 в водном теплоносителе первого контура на АЭС.

Аналогов в мировой практике нет.

Использование разработанных материалов, содержащих соединения d-элементов, позволит снизить содержание радиоактивного йода в водном теплоносителе первого контура на АЭС как в процессе остановки реактора, так и при перегрузке отработанного ядерного топлива. Материал полностью готов к применению на АЭС.

Результаты научно-исследовательской работы защищены патентом РФ № 2345431 (2008 г.), имеются торговая марка, “ноу-хау” изготовления композитных материалов “Физхимин”.

Соисполнитель: ОООНППФильтроСорб Технологии” (г. Москва).


Сорбент, содержащий нанометровые частицы соединений серебра, для локализации летучих соединений радиоактивного иода при запроектных авариях на АЭС

25 февраля, 2011

А.Н. Каменская, Н.А. Коновалова, С.А. Кулюхин, Н.Б. Михеев, И.А. Румер

Лаборатория физико-химических методов локализации радиоактивных элементов

Актуальность проблемы локализации радионуклидов различными сорбентами из парогазовой среды обусловлена необходимостью защиты окружающей среды при авариях на объектах атомной энергетики, а также создания новых матриц для трансмутации долгоживущего радионуклида иода –129I. Разработан гранулированный сорбент на основе силикагеля (КСКГ), содержащий нанометровые частицы соединений Ag (торговая марка “Физхимин”) и позволяющие проводить извлечение различных форм радиоактивного иода (неорганические формы и  метилиодид) из парогазовой  фазы с коэффициентами очистки не менее 104.

По своим сорбционным характеристикам, как показали испытания на стенде фирмы TUV Sudwest (г. Карлсруэ, Германия), этот сорбент превосходит аналогичные гранулированные сорбенты, в том числе “Baylith” (Bayer, Германия). Аналогов в мировой практике нет.

На основании различных, в том числе и крупномасштабных, испытаний фильтрационных устройств в системах локализации последствий запроектных аварий на АЭС сорбционный материал “Физхимин” выбран в качестве одного из основных компонентов систем по управлению запроектными авариями на АЭС ВВЭР‑440/230, ВВЭР-1000 проект “АЭС-92″, а также разрабатываемых АЭС ВВЭР-1000 (проект “АЭС-2006″) и ВВЭР-1500. В августе 2007 г. в рамках международного российско-индийского контракта в области атомной энергетики выполнена поставка 720 кг сорбционного материала “Физхимин” для фильтровальных модулей пассивной системы фильтрации аварийных фильтров, которые будут установлены на 1‑ом и 2-ом блоках АЭС “Куданкулам” (Индия).

Аналогов данной системы пассивной фильтрации  в мире не существует. Кроме того, она может быть успешно использована в системах газоочистки как в действующих, так и разрабатываемых технологиях переработки отработавшего ядерного топлива, а также в качестве локализующей насадки в устройствах по мониторингу радиоактивного иода в атмосфере.

Результаты научно-исследовательской работы защищены патентами РФ № 2346346 (2007 г.) и № 2346347 (2007 г.), имеются  торговая марка, “ноу-хау” изготовления сорбента “Физхимин”, технологический регламент изготовления сорбента “Физхимин”.

Соисполнитель: ОООНППФильтроСорб Технологии” (г. Москва).


Безреагентное обезвреживание муниципальных и производственных сточных вод и выбросных газов

25 февраля, 2011

А.В. Пономарев, И.Е. Макаров

Лаборатория радиационной химии

  • Непрерывное поступление концентрированных жидких и газообразных отходов в окружающую среду сопряжено с нарастающим комплексом экологических и экономических проблем. Существующие отечественные методы водо- и газоочистки  требуют больших  площадей, реагентов, емкостного оборудования и имеют невысокую эффективность. Создание компактных технологий глубокого безреагентного обезвреживания стоков и выбросов является весьма перспективным и актуальным направлением.
  • Предлагаемая разработка реализует широкий опыт применения электронных ускорителей для безреагентной очистки газов и сточных вод от органических и минеральных примесей. Базовые принципы технологии опробованы на международно-признанных очистных модулях с производительностью до 15 тыс. м3/сут при содержании растворенных загрязняющих примесей до 10 кг/м3. Использование установок на действующих очистных сооружениях позволяет экономить за счет многократного сокращения расходов на реагенты, сокращения времени очистки и высвобождения производственных площадей. Особо значимый эффект обусловлен за счет многократного повышения биоразлагаемости органических загрязнений и снижения объема накапливаемых осадков.
  • Предлагаемое аппаратурно-инженерное решение превосходит зарубежные аналоги.
  • Разработка прошла международные опытно-промышленные и промышленные испытания и может применяться в коммунальном хозяйстве и промышленной экологии.

Результаты научно-исследовательской работы защищены патентами РФ № 2105724 (1998 г.), патентами Южной Кореи, приоритетными публикациями; имеются “ноу-хау”.


Лабораторный образец мобильной системы озоно-сорбционной технологии очистки воды от биологических загрязнителей и отравляющих веществ

25 февраля, 2011

А.А. Фомкин

Лаборатория равновесной адсорбции

Большинство мобильных установок очистки воды построено на принципах обеззараживания химическими реагентами, фильтрации,   мембранной и адсорбционной очистки. Сочетание  этих методов в некоторых случаях, особенно при очистке питьевой воды, зараженной биологическими загрязнителями и химическими отравляющими веществами, не обеспечивает нужного качества питьевой воды.

Предлагаемая мобильная система предназначена для очистки воды методом  озоно-сорбционной технологии. Она может быть использована для обеспечения питьевой водой небольших групп людей в условиях измененной среды обитания и проявлений террористических актов. Большинство биологических загрязнителей и химических отравляющих веществ хорошо окисляются озоном. Продукты окисления, как правило, являются летучими и удаляются естественным путем. Остающиеся нелетучие продукты окисления могут быть удалены за счет адсорбции на микропористых адсорбентах. Предлагаемая система реализует эту идею.

Известны технологии озоно-сорбционной очистки воды для крупных населенных пунктов и городов. В частности такая технология используется на некоторых станциях водоочистки г. Москвы. Однако в условиях чрезвычайных ситуаций могут потребоваться мобильные автономные установки меньшей производительности. Такие установки в настоящее время не производятся.

Разработана лабораторная установка озоно-сорбционной очистки воды в состав которой входят: КБА-установка (короткоцикловая безнагревнеая  адсорбция) разделения воздуха для получения чистого кислорода; генератор озона;  озонатор для обработки воды;  блок адсорбционной очистки воды;  анализатор качества воды

Разработка имеет «ноу-хау» и  перспективы патентования.

Соисполнитель: ОАО «Электростальский химико-механический завод»
(г. Электросталь, Московская обл.).


Переработка возобновляемых техногенных токсичных биологически опасных белоксодержащих отходов в нетоксичную экологически безопасную продукцию на основе композиций аминокислот, пептидов, липопротеинов и их производных

25 февраля, 2011

А.Ю. Цивадзе, А.Я. Фридман, И.Я. Полякова

Лаборатория новых физико-химических проблем

Белоксодержащие отходы (БСО) – массовый вид токсичных биологически опасных возобновляемых отходов, возникающих в производствах переработки животного сырья и производства продуктов питания. К ним относятся отходы забоя животных, переработки мяса, птицы и рыбы; отходы первичной обработки шерсти, выделки кожи и меха, которые содержат  волос, пух, перо, рыбью чешую, мездру, кости, мышечную ткань. В настоящее время БСО размещают на полигонах  твердых бытовых отходов (ТБО) или сжигают. Белоксодержащие отходы содержат от 40 до 95 % кератина и кератиноподобных белков, коллагена и коллагеноподобных белков; миозина, альбуминов, глобулинов и.т д. Продуктами гидролиза белков являются аминокислоты (АК), низкомолекулярные пептиды (ПК) и липопротеины (ЛПК) В этом плане БСО перспективны как возобновляемое сырье для переработки в нетоксичную экологически безопасную продукцию на основе композиций АК, ПК и ЛПК и их производных.

  • Разработаны эффективный метод щелочного гидролиза белков БСО и компактные высокопроизводительные установки. Процесс проводится в условиях дефицита молекул воды для ионной сольватации с получением жидкостей с содержанием АК, ПК и ЛПК до 45 % при 110–120 оC без использования автоклавов за весьма короткое время.
  • На основе АК, ПК, ЛПК и их производных  разработаны (в том числе  технические),  средства для отмывки и обезжиривания поверхностей: металлов, пластика, стекла, керамических и волокнистых материалов; средства для обезжиривания, обезвреживания, обеззараживания и дезодорирования канализации и утилизации  хозяйственно бытовых стоков; средства для отмывки поверхности изделий из бетона, пораженной грибком, и  подавления грибка; бытовые чистящие средства. Вся продукция относится к веществам четвертого класса опасности и биологически разлагаема.
  • В России и за рубежом промышленная переработка БСО не проводится.
  • Продукция на основе АК, ПК, ЛПК и их производных по эксплуатационным характеристикам не уступает традиционной продукции на основе  синтетических ПАВ. Использование этой продукции не имеет экологических последствий; она обеспечена гарантированным сырьем независимо от региона и ее себестоимость соизмерима с себестоимостью традиционной продукции.
  • Переработка БСО в экологически безопасную продукцию на основе композиций аминокислот, пептидов, липопротеинов и их производных решает проблему рационального использования одного из массовых токсичных биологически опасных, восполняемых отходов, а внедрение продукции позволит существенно сократить использование традиционных экологически опасных СПАВ, получаемых из нефтепродуктов.
  • Создана    опытная  установка по переработке БСО  с производительностью ~0.3 т/ч и рабочим объемом 200 л, а так же опытно-экспериментальная наработка средств для обеззараживания и обезвреживания осадков сточных вод, технических чистящих и моющих средств и некоторых товаров бытовой химии.

Права принадлежат ИФХЭ  РАН.

Соисполнитель: ООО «Научно-координационный центр «Инженерная химия и технология экологически безопасных материалов и процессов» (НКЦ ИХТМП) (г. Москва).


Адсорбционная система питания автомобилей природным газом (метаном) для эксплуатации в условиях города

25 февраля, 2011

А.А. Фомкин

Лаборатория равновесной адсорбции

Экологические проблемы, возникающие вследствие высокой загазованности воздуха в крупных городах, в значительной степени обусловлены выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

Разработан лабораторный образец пожаро- и взрывобезопасной системы питания природным газом (метаном) для внутригородского автотранспорта на основе нового высокоактивного не пылящего сорбента. В качестве основы системы использованы новые нанопористые адсорбенты с порами, соизмеримыми по размерам с молекулами метана. При дальнейшей доработке эта система может быть использована для перевода на газ питания городского автотранспорта: автобусов, маршрутных такси, автомобилей для мелкооптовой перевозки грузов. По сравнению с существующими до сих пор системами питания, предлагаемая система имеет следующие преимущества:

– позволяет снизить в 5–10 раз затраты на топливо для городского общественного автотранспорта и мелкооптовых перевозок;

– позволяет резко сократить выбросы вредных веществ в атмосферу, что значительно улучшит экологическую обстановку в городе.

Разработка имеет «ноу-хау» и  перспективы патентования.

Соисполнитель: ОАО «Электростальский химико-механический завод»
(г. Электросталь, Московская обл.)


 
 
shadow shadow
Яндекс.Метрика