Ученые Томского политехнического университета предложили
очищать промышленные сточные воды и питьевую воду от токсичных и горючих
примесей взрывным разрушением капель, это позволит снизить стоимость очистки,
сообщает пресс-служба вуза.
В мировой водный бассейн со стоками попадают
миллионы тонн нефтепродуктов, тяжелых металлов, пестицидов и других опасных
веществ. Сброс таких стоков без предварительной обработки является
недопустимым, поскольку многие загрязняющие компоненты губительны для
экосистемы, говорят ученые.
По данным ООН, дефицит пресной воды на планете уже
составляет 230 миллиарда кубометров в год, более 1,8 миллиарда человек пьют загрязненную
воду. К 2030 году 47% мирового населения будут жить под угрозой водного
дефицита. В таких условиях развитие эффективных технологий нейтрализации
вредных примесей, в первую очередь промышленных стоков, является особенно
важным, считают ученые.
Предлагаемая томскими политехниками технология
термической очистки воды с использованием эффектов взрывного дробления капель
позволит очищать воду качественно и сравнительно недорого.
Для очистки загрязненной воды ее преобразуют в
эмульсии и суспензии. Для создания эмульсий в воду добавляют жидкости,
нерастворимые в воде, а для суспензий — твердые вещества, которые
распределяются в воде в виде мельчайших частиц во взвешенном состоянии.
Далее такие эмульсии и суспензии впрыскиваются в
специализированную нагревательную камеру, в которой каждая капля, содержащая
примеси, нагревается до 300–500 градусов. При нагревании возникает перепад
давления на границе разнородных компонентов капли (в эмульсии — двух жидкостей,
а в суспензии — жидкости и твердых частиц).
Перепад давления приводит к взрывному разрушению
межфазных границ. Из исходной родительской капли образуется аэрозоль —
множество капель, некоторые из которых при нагревании тоже взрываются и
измельчаются. Эти процессы протекают в виде цепных реакций. Таким образом,
ученым удается быстро разделить примеси и воду.
«При
нагревании вода испаряется, негорючие примеси выпадают в осадок, а горючие —
выгорают. Затем водяной пар конденсируется и мы получаем очищенную воду,
которая может быть повторно использована, например, для технологических нужд»,
— объясняет руководитель научного коллектива, профессор ТПУ Павел Стрижак.
В промышленных масштабах такая термическая очистка
может производиться в теплообменных камерах различной конструкции при
использовании разных греющих сред, например, в контактных теплообменных
аппаратах. Для очистки сильно загрязненной воды можно использовать огневой
метод с применением топливных горелок.
Преимущества метода заключаются в том, что он
позволяет эффективно удалять из воды химически агрессивные, токсичные и горючие
примеси.
