Разработка технологии очистки воды с использованием отходов растительного происхождения

1.

«УМНИК» - 2021
«Разработка технологии очистки воды с использованием
отходов растительного происхождения»
Кононова М.И., аспирант 2-ого года обучения
Научный руководитель: Лебедева О.Е.
Консультант по методикам оценки результатов
очистки воды: к.х.н., доц. Соловьева А.А.

2.

Проблема
Повышение концентрации фенолов, красителей и других
органических загрязнений в сточных водах различных
отраслей промышленности
Попадание их в окружающую среду
Общая структура
трифенилметановых красителей
– модель органических
загрязнителей
Снижение прозрачности Повышение токсичности воды
Замедление проникновения солнечной
радиации и уменьшение фотосинтеза
Серьезные нарушения в структуре экосистем,
нанесение вреда здоровью человека
1

3.

Предлагаемое решение (конечный продукт)
В настоящее время особое внимание в очистке сточных вод
уделяется растительным ферментам (в частности – пероксидазам)
вследствие их способности эффективно катализировать
образование свободных радикалов из различных ароматических
загрязнителей и осуществлять их полимеризацию.
Однако использование чистых препаратов пероксидаз невыгодно
экономически.
Наша технология позволит использовать растительное сырье, в
т.ч. очистки корнеплодов, биомассу сорных растений,
растительный мусор деревообрабатывающей промышленности в
качестве источника пероксидаз без предварительной сложной
обработки.
Пероксидаза хрена
Процесс окисления и превращения фенольных соединений посредством пероксидазной активности
2

4.

Перспектива коммерциализации
результата НИОКР
Благодаря высокой эффективности и скорости протекания реакции окислительная
деструкция органических загрязнителей сточных вод с применением растительных
перкосидаз может стать альтернативой биодеградации.
1) Создание высокоэффективных,
специфичных биокатализаторов на
основе естественно иммобилизованных в
растительной ткани пероксидаз;
2) Переработка не использующихся
растительных отходов;
3) Решение экологической проблемы
загрязнения водоемов, легкое удаление
из них преобразованных полимерных
продуктов;
4) Решение проблемы локального
загрязнения воды, используемой в быту.
3
4

5.

Перспектива коммерциализации
результата НИОКР
Мероприятия по
предупреждению
наступления риска
Действия в случае наступления
риска
Нерентабельность проекта
Качественный анализ
«пробелов» рынка
Переориентированность
производства
Выявление
несовершенств
технологии
Критика со стороны
потребителей
Точное планирование и
анализ ситуации с
разных сторон на
каждом этапе работы
Консультации с ведущими
специалистами, внесение
поправок и корректировок
3.
Повышение
себестоимости продукта
Повышение ценовой
категории производимого
продукта
Систематическая оценка
сырьевого рынка
Смена поставщика сырья
4.
Конкуренция
Снижение объема продаж
Мониторинг рынка,
контроль качества
продукции
Активный маркетинг, расширение
ассортимента
№
Риск
Ожидаемые последствия
наступления риска
1.
Коммерциализация
2.
4

6.

Обоснование научной новизны проекта
Новая, безопасная и экологичная методика очищения сточных вод и стоячих водоемов от
ароматических загрязнителей с применением инновационных подходов:
1) Применение нативных растительных пероксидаз без дополнительной обработки;
2) Использование нового растительного сырья, ранее не рассматривающегося в подобном
ключе;
«Пинг-понговый» механизм действия пероксидаз
6 5

7.

Техническая значимость (преимущества
перед существующими аналогами)
Название
Технология
применения
растительных
отходов без
предварительно
й обработки
Существующая
технология
выделения и
очистки
пероксидаз
Безопасность
Безопасна
Опасность
пожара,
утечка
СДЯВ
Пероксидазная
активность
Трудоемкость
Доступность
Стоимость 1 кг
Не менее 80%
Практически нет
Доступно на
бытовом уровне
практически
любому
желающему
Менее $100
40-50%
Длительный
многоэтапный
трудоемкий
процесс
Доступно
крупным
корпорациям
От $100
6

8.

Научно-технический задел
БФС
Исследования пероксидазной активности очисток хрена, черной редьки, желтой репы и
биомассы кресс-салата в реакции окисления бромфенолового синего (БФС) красителя как
модельной формы органического загрязнителя с последующей оценкой оптической
плотности при помощи спектрофотометра.
Кресс-салат
Эффективность удаления красителя у очисток хрена, редьки, репы и кресс-салата составила 96, 88, 73 и
45% соответственно.
7

9.

План реализации
ноябрь-декабрь
2021
Патентный поиск,
доработка
январь-июнь
2022
Поиск новых
объектов
июль-сентябрь
2022
октябрь –декабрь
2022
Масштабирование
Получение лицензии
на ноу-хау
Патентный поиск
Осуществление серии Масштабирование
альтернативных
исследований
технологии
методик выделения и
пероксидазной
очистки сточных
синтеза растительных
активности
вод с применением
пероксидаз,
растительного сырья
необработанных
корректировка
разного вида, поиск
растительных
имеющейся методики сочетания «объект –
очисток
катализатор» с
максимальным КПД
Оформление пакета
документации,
включающего
технологическую
карту процесса и
объект
интеллектуальной
собственности
(ноу-хау)
8

10.

Результаты проекта по этапам
1 год (2021):
Отработанная методика применения естественно иммобилизованных растительных
пероксидаз, увеличения ее эффективности;
Подача заявки на Ноу-Хау;
Прохождение преакселерационной программы.
2 год (2022):
Масштабированное внедрение технологии использования таких биокатализаторов;
Лицензия на ноу-хау с последующей продажей либо передачей в качестве вклада в
уставный фонд МИП.
10 9

11.

Защита прав на интеллектуальную
собственность
Планируется оформления патента на методику.
Правообладатель: НИУ "БелГУ" и частные лица участники проекта.
10

12.

Потенциальные партнеры,
заинтересованные
организации
ООО «Полисинтез»
Белгородский лакокрасочный завод
Шебекинский лакокрасочный завод
«Краски Белогорья»
11

13.

Команда проекта
1. Кононова М. И., НИУ «БелГУ», ИФХиБ,
кафедра общей химии, аспирант
2. Тарасенко Е.А., НИУ «БелГУ», ИФХиБ,
кафедра общей химии, ассистент кафедры
3. Даминдарова В.Н., НИУ «БелГУ», кафедра
общей химии, аспирант
4. Подопригора А., НИУ «БелГУ», кафедра общей
химии, студент 3 курса
12

14.

Спасибо за внимание!
Кононова Маргарита Игоревна
Контакты:
Тел.: 89194375899
E-mail: [email protected]