Природа — это энциклопедия полезных советов, которую нужно уметь правильно читать. Понимать секреты и «премудрости» окружающего мира трудно, но именно такой подход лёг в основу новой разработки, которую сегодня ведут специалисты НПЦ «ПромВодОчистка».
Речь идёт о технологии нейтрализации водоудерживающих свойств активного ила с помощью электростатических зарядов — без реагентов и химии.
Почему активный ил — это сложная задача
Активный ил в процессах водоочистки, по сути, является совокупностью микроорганизмов, которые ежедневно очищают миллионы кубометров сточных вод на биологических очистных сооружениях. Но после того как «работа» сделана, этот ил сам становится отходом — его нужно обезвоживать и утилизировать.
Здесь и возникает главная проблема. Из-за коллоидной структуры, в которой мельчайшие частицы окружены электростатическими полями, вода буквально «заперта» внутри ила. Она не отделяется естественным путём, и обычные центрифуги или фильтр-прессы без помощи реагентов оказываются малоэффективны.
Чтобы разрушить эту структуру, на практике применяют флокулянты — химические реагенты, нейтрализующие электрические заряды частиц и способствующие осаждению и обезвоживанию. Однако это решение имеет ряд минусов:
· реагенты дорогие и требуют постоянных закупок;
· они усложняют эксплуатацию, требуют дозирования и контроля;
· самое главное — химикаты попадают обратно в окружающую среду.
По сути, мы боремся с загрязнением, создавая новое.
Новая идея: электростатика вместо химии
Команда инженеров из Нижнего Новгорода (то есть мы) предложила иной путь. Если в основе коллоидной структуры лежат электрические заряды, почему бы не воздействовать на них физически — встречным электростатическим полем?
Так родилась идея водяного электростатического генератора, создающего заряды, аналогичные по природе полю мицелл (частиц ила).
При воздействии на активный ил эти заряды ослабляют его внутреннее поле, и молекулы воды выходят из «захвата», переходя в свободное состояние.
Не теряя времени, наши энтузиасты приступили к созданию и пилотным испытаниям установки. На примере илов жирокомбинатов, фильтратов полигонов ТКО и активного ила хозяйственно-бытовых очистных станций было доказано: электростатическая обработка действительно снижает водоудерживающую способность осадков.
Метод динамического рассеяния света показал уменьшение размеров коллоидных частиц и снижение интенсивности рассеяния, что свидетельствует о разрушении коллоидной структуры.
При обработке положительными электростатическими зарядами наблюдалось образование более мелких фракций — до 3–5 нанометров, а визуально обработанные жидкости становились прозрачнее.
При тестировании активного ила результаты оказались сравнимыми с эффектом применения флокулянтов: остаточная влажность снижалась с 93–94% до 66–74%, но без единого грамма химии.
Потенциал технологии
Внедрение безреагентной обработки активного ила способно дать колоссальный экономический эффект. Сегодня миллионы рублей уходят на закупку и дозирование флокулянтов, а вместе с ними появляются всё новые и новые риски для экологии.
Технология электростатической нейтрализации решает сразу три задачи:
1. Экономия – сокращение расходов на реагенты и обслуживание оборудования.
2. Экология – отсутствие вторичного загрязнения окружающей среды.
3. Эффективность – сравнимые, а по некоторым показателям и лучшие результаты по обезвоживанию и осветлению воды.
Этот подход способен изменить привычные технологии очистки сточных вод. Природа сама подсказывает решения — нужно лишь научиться их слышать.
На сегодня у нас уже есть лабораторный образец водяного электростатического генератора и идёт активная подготовка к полупромышленным испытаниям. Проект получил поддержку независимых инженеров и экологов, ведь в нём объединяются физика, логика и уважение к природе.
Как говорят разработчики, «мы не изобретаем чудеса — мы просто учимся использовать энергию, которую сама вода готова отдать».