Obiective | proiectidei2016

Scopul acestui proiect este de a contribui la dezvoltarea metodelor biotehnologice cu un impact redus asupra mediului (precum biosorbţia), ce pot fi utilzate în procesele de remediere a mediului, şi de a elabora strategii de tratare a efluenţilor industriali contaminaţi cu metale grele. În acest context, în cadrul acestui proiect se vor utiliza ca biosorbenţi deşeuri de biomasă rezultate din producţia de combustibili ecologici pentru îndepărtarea ionilor de metale grele (cu potenţial toxic sau microelemente esenţiale) din medii apoase, în concordanţă cu criteriile de calitate impuse de Uniunea Europeană.

Procese tehnologice studiate în cadrul proiectului sunt superioare tehnologiilor existente, atât din punct de vedere al sustenabilităţii, cât şi a costurilor de implementare. Se va urmării de asemenea, îmbunătăţirea eficienţei de îndepărtare a ionilor metalelor grele din medii apoase, iar prin rezultatele obţinute în cadrul acestui proiect, vor oferi o alternativă de valorificare a acestor tipuri de deşeuri de biomasă.

Obiectivul general al proiectului este de a evalua potenţialul aplicativ al proceselor de biosorbţie a ionilor metalelor grele utilizând deşeuri de biomasă (rezultate din producţia de biocombustibili) care să conducă la dezvoltarea unor metodologii/proceduri utile pentru procesele de bioremediere a mediului.

Obiectivele specifice ale proiectului sunt:

(1) Evaluarea abordărilor curente ale proceselor de biosorbţie, în vederea selectării ionilor metalici şi a deşeurilor de biomasă ce vor fi utilizate în studiile experimentale, dar şi a indicatorilor de performanţă ce trebuie îndepliniţi de către procesele de biosorbţie

Activităţi de cercetare:

Evaluarea metodologiilor curente utilizate în bioremedierea mediului
Studiul proceselor de bioremediere a mediului
Evaluarea performanţelor unor categorii de biomase utilizate ca biosorbenţi
Prepararea materialelor adsorbante pentru studiile experimentale
Selectarea şi caracterizarea ionilor metalici utilizaţi în studiile experimentale
Analiza datelor experimentale

Indicatori de rezultate:

- nominalizarea ionilor metalelor grele şi a deşeurilor de biomasă ce vor fi utilizate pentru studiile experimentale

- stabilirea indicatorilor de performanţă ce trebuie îndepliniţi de către procesele de biosorbţie

(2) Biosorbţia ionilor metalelor grele (cu potenţial toxic şi microelemente esenţiale) pe deşeuri de biomasă, în diferite condiţii experimentale

Activităţi de cercetare:

(2.1) Prepararea şi caracterizarea deşeurilor de biomasă utilizate ca biosorbenţi

(2.2) Stabilirea condiţiilor optime de biosorbţie a ionilor metalici selectaţi, în sisteme discontinui

(2.3) Evaluarea şi analiza datelor experimentale (modelarea termodinamică şi cinetică a izotermelor de biosorbţie)

(2.4) Studiul proceselor de biosorbţie în sisteme continui, în diferite condiţii experimentale

(2.5) Evaluarea şi analiza datelor experimentale (modelarea curbelor de străpungere)

(2.6) Design-ul unor tratamente chimice simple pentru îmbunătăţirea eficienţei proceselor de biosorbţie.

Indicatori de rezultate:

- obţinerea condiţiilor experimentale cele mai adecvate pentru îndepărtarea fiecărui ion metalic în parte pentru fiecare tip de biosorbent

- obţinerea parametrilor necesari pentru evaluarea performanţelor proceselor de biosorbţie în vederea utilizării lor practice

(3) Studiul posibilităţilor de reutilizare a deşeurilor de biomasă epuizate pentru recuperarea ionilor metalici toxici, sau ca fertilizatori pentru creşterea calităţii solurilor agricole (în cazul microelementelor esenţiale)

Activităţi de cercetare:

(3.1) Desorbţia ionilor metalici toxici de pe biomasa epuizată în diferite condiţii experimentale, în sisteme discontinue şi continue, în cel puţin 5 cicluri de biosorbţie/desorbţie

(3.2) Evaluarea şi analiza datelor experimentale (modelarea termodinamică şi cinetică a izotermelor de deosorbţie)

(3.3) Eliberarea controlată a microelementelor esenţiale de pe biomasa epuizată, în diferite condţii experimentale

(3.4) Evaluarea şi analiza datelor experimentale (modelarea termodinamică şi cinetică a izotermelor de eliberare controlată)

(3.4) Stabilirea posibilităţilor de valorificare a biomasei încărcate cu microelemente esenţiale ca şi fertilizatori pentru creşterea calităţii solurilor agricole

(3.5) Modelarea proceselor de desorbţie / eliberare controlată

Indicatori de rezultate:

- stabilirea condiţiilor experimentale cele mai adecvate pentru desorbţia fiecărui ion metalic cu potenţial toxic

- stabilirea condiţiilor experimentale cele mai adecvate pentru eliberarea controlată fiecărui ion metalic cu rol de microelement esenţial

- obţinerea parametrilor necesari pentru evaluarea performanţelor proceselor de desorbţie / eliberare controlată, în vederea utilizării lor practice

- identificarea posibilităţilor de valorificare a biomasei încărcate cu microelemente esenţiale ca şi fertilizatori pentru creşterea calităţii solurilor agricole

(4) Elaborarea unor modele integrate ale proceselor biotehnologice pentru biosorbţia ionilor metalelor grele din medii apoase, cu posibilitatea de monitorizare eficientă şi simularea aplicabilităţii lor la scara industrială

Activităţi de cercetare:

(4.1) Evaluarea şi ajustarea sistemelor de biosorbţie pentru bioremedierea mediului la scară largă

(4.2) Calibrarea modelelor dezvoltate pentru procesele de biosorbţie a ionilor metalelor grele din medii apoase

(4.3) Evaluarea performanţelor proceselor de biosorbţie a ionilor metalelor grele prin intermediul analizei de cost

(4.4)

Indicatori de rezultate:

- furnizarea unui prototip tehnic

- validarea performanţelor proceselor de biosorbţie a ionilor metalelor grele prin intermediul analizei de cost

Prin obiectivele propuse, prin concepţie şi realizare, acest proiect reprezintă a abordare nouă a cercetărilor biotehnologice din ţara noastră, care urmăreşte elaborarea tehnologiilor curate şi ecologice, cu aplicaţii în bioremedierea mediului.