Коллектив ученых Научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) под руководством д.т.н. Владимира Баденко и д.т.н. Натальи Политаевой нашел способ усовершенствования метода фиторемедиации – наиболее экологичного и дешевого способа очистки сточных вод, отвечающего принципам устойчивого развития. Результаты соответствующего исследования были представлены в научной статье в международном журнале Plos one. Технология уже успешно применяется на очистных сооружениях г. Энгельс Саратовской области.

Ряска 2

Метод фиторемедиации использует естественную способность высших водных растений поглощать, концентрировать и метаболизировать элементы и химические соединения, загрязняющие окружающую среду. Основным недостатком фиторемедиации является невысокая скорость процесса. Ученые лаборатории «Моделирование технологических процессов и проектирование энергетического оборудования» НЦМУ «Передовые цифровые технологии» СПбПУ предложили способ ускорения фиторемедиации за счет комбинированного воздействия магнитного и слабого электрического полей.

«Целью настоящего исследования является определение значений параметров магнитного и слабого электрического полей, наиболее подходящих для извлечения ионов меди из сточных вод с использованием высшего водного растения - ряска малая. Результаты показали, что при совместном воздействии электрического тока плотностью j = 240 мкА/см2 и магнитного поля напряженностью H = 2 кА/м достигается наибольшая скорость извлечения меди ряской. В этих условиях происходят наибольшие рост и развитие листьев растений», – рассказал соавтор исследования ведущий научный сотрудник лаборатории «Моделирование технологических процессов и проектирование энергетического оборудования» НЦМУ СПбПУ Владимир Баденко.

Далее использованный биосорбент необходимо утилизировать. Поскольку в фитомассе растений не происходит избыточного накопления опасных вредных веществ, то ее можно использовать для производства бумаги, удобрений и топлива (получения биогаза). Также отработанные растения можно применять в качестве корма для животных, учитывая природу металла и допустимые концентрации содержания тяжелых металлов в кормах.

В своем исследовании ученые изучили возможность извлечения меди из отработанной фитомассы при помощи электрохимического метода. Для этого изготовили элюат, содержащий серную кислоту, затем потенциостатическим методом выделяли медь из растворенной биомассы. Было установлено, что максимальное выделение металла происходит при потенциале Е = 0,32 В/м. Масса извлеченной меди из элюата отработанной фитомассы практически совпала с массой меди, поглощенной растением в процессе фиторемедиации.

Восстановленный металл может быть повторно использован в народном хозяйстве, что соответствует принципам безотходной экономики замкнутого цикла, которая рассматривается как новая бизнес-модель для более устойчивого развития общества.

«Данная технология имеет ряд преимуществ: высокая эффективность очистки, низкая себестоимость и низкое энергопотребление, универсальность, экологическая безопасность, простота реализации, безотходность», – сделала вывод о практической ценности технологии фиторемедиации соавтор исследования Наталья Политаева.

 

Источник информации и фото: пресс-служба НЦМУ "Передовые цифровые технологии", Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого