Ученые предложили очищать воду, взрывая капли
Российские специалисты предложили новый способ очистки питьевой воды и промышленных стоков. Это разрушение капель взрывом. По словам разработчиков, технология позволяет быстро удалить даже значительное количество примесей, в том числе химически агрессивных, токсичных и горючих.
Новый способ очистки изобрели сотрудники лаборатории моделирования процессов тепломассопереноса инженерной школы энергетики Томского политехнического университета (ТПУ). Как отмечают ученые, в воду вместе со стоками попадают нефтепродукты, тяжелые металлы, пестициды и другие опасные вещества. Многие из этих загрязнителей губительны для экосистемы.
— По данным ООН, дефицит пресной воды на планете уже составляет 230 млрд кубометров в год. Более 1,8 млрд человек используют для питья загрязненную воду. К 2030 году 47% населения планеты будут жить под угрозой дефицита жидкости. В таких условиях эффективные технологии нейтрализации вредных примесей, в первую очередь промышленных стоков, особенно важны, — рассказал «Известиям» руководитель научного коллектива профессор ТПУ Павел Стрижак.
Очистка по предлагаемой томскими учеными технологии проходит в несколько стадий. Сначала исходную загрязненную воду преобразуют в эмульсию или суспензию. В первом случае в нее добавляют жидкости, нерастворимые в воде, а во втором — твердые частицы, которые распределяются во взвешенном состоянии. Далее получившаяся смесь впрыскивается в нагревательную камеру, где каждая капля достигает температуры 300–500 градусов Цельсия. Перепад давления на границе разнородных компонентов капли приводит к взрывному ее разрушению, она дробится на всё более мелкие.
— В конце концов вода испаряется, примеси выпадают в осадок или выгорают. Затем водяной пар конденсируется, и мы получаем очищенную воду, которая может быть повторно использована, например, для технологических нужд, — объяснил Павел Стрижак.
Метод позволяет эффективно удалять из воды загрязнители — в том числе химически агрессивные, токсичные и горючие.
— Нам удалось реализовать устойчивое взрывное дробление капель для существенно неоднородных по составу и по структуре жидкостей. Полученные результаты являются основой для разработки технологии очистки при малых затратах времени и энергии, — заявил профессор ТПУ.
Новый метод можно будет использовать на промышленных предприятиях (химия, нефтехимия, металлургия, целлюлозно-бумажное производство и др.). Одновременно технология позволит найти применение вторичным энергоресурсам — например, теплу дымовых газов работающей на предприятии котельной. Результаты исследования томских ученых опубликованы в научном издании International Journal of Thermal Sciences.
Как пояснила и.о. завкафедрой «ХимБиоТех» Московского Политеха профессор Наталья Николайкина, стадии процесса предлагаемого комплекса ранее были изучены и апробированы по отдельности.
— Показана их достаточно высокая эффективность. Высокая степень автоматизации предлагаемой установки, безусловно, будет способствовать широкому внедрению технологии. Интересно, как удастся решить задачу масштабирования для создания систем большой производительности, — отметила Наталья Николайкина.
Томский политехнический университет является участником государственной программы повышения конкурентоспособности российских вузов «5–100».
