Специалисты Самарского технического университета (СамГТУ) предложили новую схему очистки сточных вод от нефтепродуктов, масел и других подобных загрязнителей. По словам ученых, новая технология позволяет повысить эффективность процесса очистки на 10% без увеличения себестоимости.
В журнале Chemical Engineering and Processing: Process Intensification исследователи опубликовали результаты своей научной работы. Над разработкой трудились не только самарские специалисты, но и эксперты из Пензенского государственного архитектурно-строительного университета. Вместе они создали технологию напорной флотации.
Этот метод применяют для обогащения полезных ископаемых. Основной принцип заключается в разном удержании вещества на границе его раздела, например, жидкость/газ или масло/жидкость. Гидрофобные, то есть несмачиваемые, частицы остаются на границе, а компоненты, имеющие высокое сходство с водой, остаются в жидкости.
По словам разработчиков, необходимо улучшить напорную флотацию в очистных сооружениях. В емкость-сатуратор будет подаваться воздух и нагнетаться давление до 4-6 атм. Затем воздух растворится в воде, а при выплескивании смеси во флотатор давление резко снизится до атмосферного, в результате чего образуются пузырьки газа.
Профессор кафедры водоснабжения и водоотведения АСА СамГТУ Сергей Степанов объяснил, что данный метод схож с принципом откупоривания бутылки шампанского. Когда сосуд плотно закрыт и внутри него присутствует свое давление, пузырьков нет, но как только в бутылку попадает воздух жидкость «вскипает» и образуется пена.
«Растворенный в вине под высоким давлением газ при атмосферном давлении переходит в газообразное состояние в виде мельчайших пузырьков»,уточнил профессор.
В случае с очисткой воды пузырьки позволяют захватить в пенный слой все гидрофобные загрязнения в виде масел, нефтепродуктов и взвеси. Нынешний способ флотационной очистки использует слишком мелкую фракцию пузырей, которые могут захватить все лишние вещества, но при этом будут долго подниматься на поверхность. Ученые предлагают увеличить пузыри до средних размеров.
Для этого они создали новую схему сатуратора для создания пузырьков размером 0,2-0,3 мм. По словам Степанова, такой диаметр позволит создать дополнительную турбулентность потока, сохраняя пузыри от преждевременного отрыва от захваченных частиц.
Специалисты надеются, что у них получится внедрить свои разработки на действующих очистных сооружениях, и тем самым улучшить качество воды.