Направление "Рациональное природопользование"

                                                 Целевой инновационный проект

         Развитие индустрии утилизации техногенных и бытовых отходов и внедрения в практику эффективных систем в области рационального природопользования

       Разработка и освоение российского наукоемкого производства импортозамещающих конкурентоспособных сорбционных материалов нацелена на решение одой из наиболее актуальных задач, стоящих перед мировым научным сообществом – предотвращение экологической катастрофы, причиной которой могут стать сильнейшие загрязнения природной среды нефтесодержащими продуктами.
       Необходимо отметить, что одной из наиболее актуальных задач сегодня является не только разработка экологически безопасных способов утилизации, но и организация высокотехнологичных производств по переработке отходов с получением практически значимых для использования в различных отраслях промышленности материалов и изделий.      
      В настоящее время во всем мире нефтесодержащие продукты являются одним из сильнейших загрязняющих факторов окружающей среды. Потребляя каждый день около 14 млн. т. нефти, человечество в процессе ее транспортировки и переработки, за счет утечек и экологических происшествий различного уровня, ежегодно выбрасывает в окружающую среду несколько сот тысяч тонн этого сырья, являясь потенциальным источником загрязнения почв, грунтов, грунтовых и поверхностных вод, что приводит к глубокому изменению всех звеньев естественных биоценозов или их полной трансформации.
      В России проблема загрязнения окружающей среды нефтесодержащими продуктами  является одной из самых острых. Но обусловлено это не масштабами добычи нефти лидирующими странами, как, например, Саудовская Аравия, на которую приходится около 13% от добываемого объема, и Россия, чья доля в мировой добыче составляет более 12% в год, а отсутствием адекватных уровню проблемы комплексной технологии сбора, переработки и утилизации нефтесодержащих отходов - это особенно актуально для страны, которая занимает лидирующие позиции в мире по добыче нефти на мировой рынок.
      В настоящее время в России только на месторождениях Западной Сибири прорывы нефтепроводов случаются до 300 официально регистрируемых аварий с выбросом нефти в почвогрунт и акваторию свыше 10 тыс. т в каждом случае [Молотков И.В., Касьяненко В.А., Рекультивация нефтезагрязненных почв // Нефть. Газ. Промышленность. 2005. – С.307-311]. Согласно другим показателям, потери нефтедобывающими и нефтеперерабатывающими предприятиями только на территории республик Татарстан, Башкортостан, Тюменской, Челябинской, Самарской и Оренбурской областей в период с 1978 по 1998 г. превысила 20 млн. т. А по данным Российского отделения «Гринпис» за 1995 год потеря нефти и нефтепродуктов за счет аварийных ситуаций и несоблюдения технологической дисциплины в России достигло 25 млн. т [Морозов Н.В. Экологическая биотехнология. Казань: Издательство КГПУ, 2001. – 361 с.]. Очевидно, что мир просто не выживет без принятия мер по очистки загрязненных участков воды и суши ведь известно, что каждый литр нефти, разлитой на акватории, лишает кислорода 40 тысяч литров воды, а тонна нефти загрязняет 12 м2 водной поверхности. Если в 20 веке уровень загрязнения пресных водоемов был не слишком велик, то с развитием экономики Китая, Индии, Бразилии, России и других стран ситуация в корне изменилась и не в лучшую сторону. Стоит отметить и проблему загрязнения пресных водоемов. К сожалению, до сих пор в России не установлено жестких нормативов, регламентирующих пропорциональную ответственность собственника и руководителя предприятия, которые осуществляют сброс вредных веществ в водоемы, загрязняют почву и грунтовые воды. Стоит также отметить, что нефтепродукты опасны и в условиях разлива на почвогрунт. Здесь не нужно ограничиваться аварийными разливами, важно обратить внимание на проблему загрязнения предприятиями, использующими углеводороды. В частности АЗС, автомастерские, автотранспортные компании и многие другие. Нефть, попадая  в почвенную экосистему, привносит с собой разнообразный набор химических соединений, нарушающий сложившийся геохимический баланс, глубоко изменяет отдельные звенья естественных биоценозов и необратимо угнетают развитие растений – уже при концентрации 2 г на 1 кг почвы происходит задержка или полное выпадение фенофаз в их развитии, сопровождающая кардинальным нарушениями морфологических характеристик растений. В результате нефтяное загрязнение может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и грунтовых вод, это существенно ухудшает экологическую ситуацию, экономику страны и формирует условия для проявления множества заболеваний, а в то время, когда мир становится глобальным, это может привести к непоправимым последствиям, подрывая основу демократических ценностей и региональную безопасность. 
      Именно поэтому способы ликвидации последствий аварий и предупреждающие меры имеют важнейшую составляющую для успешной экономики и среди разнообразных способов утилизации загрязнителей лидирующее место занимают сорбенты – материалы, способные впитывать в больших количествах нефтепродукты и, тем самым, за счет структурирования предотвращать их миграцию в окружающую среду. Основой перспективной отечественной системы комплексной переработки полимерных отходов (неорганического сырья) могут стать волокнистые синтетические материалы для сбора нефти и нефтесодержащих продуктов. Данная группа сорбентов представлена на Российском рынке чрезвычайно слабо, хотя именно эта группа считается в мире наиболее эффективной и используется в широчайших спектрах человеческой деятельности. 
      Производство синтетических волокнистых материалов из волокнистых структур, получаемых в ходе технологической переработки промышленных и бытовых отходов термопластов, позволит сформировать новый рынок   конкурентной высококачественной отечественной продукции массового спроса – теплоизоляционные материалы, сорбенты, фильтры, геотекстильные покрытия. Применение волокна в качестве сорбента стало новым, эффективным направлением деятельности лаборатории. Научно-практические исследования по созданию таких материалов фактически являются продолжением работ развития высокоэффективной технологии переработки полимерных отходов, за разработку которой коллектив авторов был  удостоен премий европейского концерна FESTO (DAAAM International, Trnava, Slovakia, 2008 г.) и (DAAAM International, Vienna, Austria, 2009 г.). Также в 2010 году коллективу присужден диплом I степени X выставки  - сессии инновационных проектов II республиканского молодежного инновационного форума, диплом II Всероссийской  специализированной выставки «Комплексная безопасность – 2010», диплом IX Международной специализированной выставки «Машиностроение. Металлургия. Металлообработка. Нефть. Газ. Химия» за инновационный проект: «Технология получения теплоизоляционных и адсорбирующих материалов».
      Схема установки по производству волокнистых изделий из полимерных  отходов  представлена на рис.1.

Рис.1. Схема установки для производства волокнистых синтетических материалов  из полимерных отходов.
      1 – экструдер;   2 – волокнообразующее аэродинамическое устройство;   3 – камера волокноосаждения;   4 – транспортер;   5 – холст.  

     Она построена по модульно-блочному принципу, это позволяет наращивать объемы производства, ассортимент выпускаемой продукции за счет присоединения новых модулей к уже имеющимся, а так же обслуживать отдельные модули без остановки производства. 
     (Данная технология производства синтетических волокон из полимерных отходов значительно превосходит традиционные способы получения волокнистых материалов по критерию эффективность/стоимость).   
     Разработанная авторами технология моделирования процессов утилизации полимерных отходов и получения материалов с определенными физико-механическими свойствами является базисом реализации настоящего исследования – апробации новых методов и создания экспериментальной установки переработки полимерных отходов и получения волокнистых материалов с заданными химическими свойствами.
     Важно отметить, что в процессе использования волокнистых сорбентов возникает проблема, которая связанная с утилизацией нефтешламов. Разработанный сотрудниками лаборатории комплексный подход к процессу утилизации отработанных волокнистых нефтешламов позволяет учесть особенность структуры и состава отхода с определением объёмов и оценкой вторичного сырьевого потенциала. Основой технологии утилизации волокнистых нефтешламов является отделение нефти от сорбента центробежным способом. Извлеченная нефть компаундируется с товарной нефтью, а сточные воды направляются в систему поддержания пластового давления. Твердые отходы используются для изготовления геотекстильного покрытия при изготовлении автомобильных дорог. Остаточное содержание нефти в твердых отходах не превышает допустимых значений и позволяет их использовать для этих целей. Такой системный подход от производства до утилизации волокнистых сорбентов позволяет исключить потери товарной нефти, а также получить не только значительный эффект по охране окружающей среды за счет использования вторичного сырья для ликвидации загрязнений и последствий антропогенного воздействия на природу, но и получить существенный экономический эффект, что в свою очередь позволяет присвоить продукту - высший статус экологичности.   
     Свою работу мы видим в осуществлении инновационного цикла от фундаментальных исследований до производства и внедрения нового волокнистого материала. Мы надеемся добиться высоких научных достижений, инвестиционной привлекательности и максимальных эксплуатационных характеристик реализованного проекта.