Российско-китайский коллектив учёных разработал экологичную технологию извлечения частиц тяжёлых металлов из отработанных сточных вод промышленных предприятий. Технология предполагает кавитационное очищение — особый способ переработки воды с помощью «микровзбивания», в результате которого загрязняющие частицы образуют 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, — отметила соавтор исследования, доцент кафедры инженерных систем зданий и сооружений Ольга Дубровская. 

Кавитация изменяет структуру воды — в процессе высвобождаются кислород и перекись водорода, служащие мощными окислителями. С их помощью тяжёлые металлы быстро переходят в форму оксидов и гидроксидов и осаждаются, образуя видимый невооружённым глазом и легко удаляющийся специальным скребком в промышленных условиях осадок. Учёные подчёркивают — внесения дополнительных реагентов или сорбентов в этом случае не требуется, вода фактически самоочищается.   

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 учёный. 

Несмотря на дороговизну новой технологии очистки её бонусы весьма значительны: например, осаждённые в ходе «взбивания» металлы подлежат вторичному использованию. 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, — объяснила Ольга Дубровская. 

Технология учёных СФУ уже прошла апробацию в полупромышленных и промышленных условиях, в том числе, на малых предприятиях Красноярского края, теперь ей предстоят долгосрочные испытания в Харбине, на местной текстильной фабрике. Пандемия коронавируса внесла свои коррективы, однако красноярские исследователи надеются уже в ближайшее время проверить работу «большого миксера» на крупнейшем алюминиевом предприятии края — заводе РУСАЛ, а после и на объектах нефтепереработки, загрязняющих 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, — резюмировала Ольга Дубровская. 


Источники

Учёные предложили очищать сточные воды предприятий без использования реагентов
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 23/03/2021

Похожие новости

  • 11/02/2021

    Учёные СФУ обсудили перспективы развития науки с депутатским корпусом

     9 февраля 2021 года победители конкурсов грантов Краевого фонда науки обсудили актуальные научные направления и перспективы развития науки в крае в рамках встречи с председателем Законодательного Собрания Дмитрием Свиридовым и заместителем председателя комитета по образованию, культуре и спорту краевого парламента Виктором Кардашовым.
    684
  • 11/02/2021

    Обнаружили новый подход по созданию «наноскальпеля» для хирургии рака

    Сотрудники Сибирского федерального университета (СФУ) с коллегами исследовали нанодиски из никеля с золотым покрытием, способные избирательно повреждать раковые клетки непосредственно в организме человека под воздействием магнитного поля.
    476
  • 11/04/2019

    Ученые ТПУ изучают, чем загрязнена река в промышленном районе Индии

    ​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.
    2110
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    1769
  • 01/04/2021

    3D-печать, нейросети и наноматериалы для «Новой медицины»

    ​Нейросети, 3D-печать имплантатов, доставка лекарств с помощью наноматериалов – об этом вы узнаете в заключительной, третьей части обзора уникальных исследований и технологий университетов Проекта 5-100 по направлению «Новая медицина».
    533
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    2412
  • 15/12/2020

    Международная команда физиков изучила радиационные свойства озона

    ​​Полученные результаты помогут осуществлять контроль качества озонового слоя, который участвует в формировании атмосферы и климата Земли, влияет на качество воздуха, охраняет планету от жесткого ультрафиолетового излучения.
    720
  • 26/02/2021

    Учёные упростили классическое решение задачи Рассеяния Ми

    Международный коллектив учёных, в состав которого вошли учёные Сибирского Федерального Университета, предложил более простой и многофункциональный метод для моделирования оптических свойств сферических наночастиц.
    791
  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    2368
  • 11/12/2020

    Молодые ученые Иркутска предлагают свои разработки для внедрения в различные сферы от космоса до нефтепереработки

    ​За достижения в области науки и техники 22 иркутянам вручили стипендии мэра. С интересными, а главное, полезными для города исследованиями на конкурс заявились студенты, аспиранты и молодые ученые из ИГУ, ИрНИТУ, ИрГУПС, БГУ, Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН.
    649