В международный коллектив вошли представители из двух стран: России и Китая. Исследователи создали экологичную технологию по извлечению частиц тяжелых металлов из отработанных сточных вод промышленных предприятий. Их метод связан с кавитационным очищением. Это переработка воды через «микровзбивание», после которого загрязняющие частицы оставляют легко удаляющийся осадок.
«С 2017 года мы сотрудничаем с учёными из Китайской академии наук, чтобы создать новый способ безреагентного очищения использованных промышленных вод, содержащих тяжёлые металлы. Китай выражает особую заинтересованность в проекте, поскольку значительная часть мирового промышленного комплекса сосредоточена на их территории. Россия, в свою очередь, имеет важный трансграничный объект с Китаем — реку Амур, и мы заинтересованы в сохранении её экологического баланса, который может страдать из-за промышленного загрязнения», — сказала соавтор исследования, доцент кафедры инженерных систем зданий и сооружений Ольга Дубровская.
Кавитация изменяет структуру воды. Механизм действует так, что высвобождаются кислород и перекись водорода - мощные окислители. С их помощью тяжёлые металлы быстро переходят в форму оксидов и гидроксидов, а затем осаждаются и образуют видимый невооружённым глазом и легко удаляющийся специальным скребком в промышленных условиях осадок. Химики подчёркивают, что в таком случае, благодаря самоочищению воды, не нужно вносить дополнительные реагенты или сорбенты.
«Процесс кавитации иногда называют «холодным кипением» — при больших оборотах специального оборудования в жидкости образуются области высокого и низкого давления, появляются мельчайшие пузырьки воздуха, которые затем втягиваются в образовавшиеся каверны и лопаются, высвобождая значительный заряд энергии. В некотором смысле это напоминает работу гигантского миксера, функционирующего в самом мощном режиме. В нашем университете кавитацию используют, например, чтобы опреснять воду. И предлагаемое применение кавитации для очистки сточных вод тоже весьма эффективно, хотя имеет свою «ахиллесову пяту» — в процессе тратится большое количество электроэнергии, так что технология достаточно дорогая», — подчеркнула исследовательница.
Новая технология, в создании которой приняли участие сибирские химики, хоть и отличается дороговизной, но обладает множеством преимуществ. Так, осаждённые «взбиванием» металлы могут вторично использоваться. Медь, железо и никель легко выделяются обратно из своих оксидов и могут дать жизнь новым металлическим изделиям.
«Экологи всего мира давно пришли к выводу, что зелёные технологии — это недёшево. Внедрение кавитационного узла, и главное — поставка электроэнергии для его бесперебойной работы — дорогое удовольствие. Однако мы и наши китайские коллеги полагаем, что технология всё же будет использоваться на промышленных предприятиях. Секрет в том, что в эксплуатации она всё же менее затратна, чем классическая технология, использующая реактивы, на закупку которых в итоге тратятся гораздо более внушительные средства», — уточнила Ольга Дубровская.
Новый метод очистки воды учёных Сибирского федерального университета уже апробирован в полупромышленных и промышленных условиях, в том числе, на малых предприятиях Красноярского края. Вскоре технологию испытают в Харбине, на местной текстильной фабрике. Исследователи надеются, что в ближайшее время работа «большого миксера» будет проверена на крупнейшем алюминиевом предприятии края — заводе РУСАЛ, а затем на объектах нефтепереработки, которые загрязняют естественный сток рек кремнийорганическими полимерами.
«Был опыт работы с традиционными сорбентами, когда нефтесодержащий сток вначале обрабатывали кавитацией, а после сорбенты уже улавливали «разбитые» цепочки загрязняющего полимера. Эффективность такой очистки была равна 98% - на выходе мы получали практически идеально очищенную от вредных примесей воду», — подытожила Ольга Дубровская.
Фото на странице: Ivan Bandura / Фотобанк Unsplash
