Ученые создают новую технологию очистки сточных вод

Перспективный проект реализует межвузовский научный коллектив

Исследователи Самарского политеха совместно с коллегами из Пензенского государственного архитектурно-строительного университета разработали схему эффективной очистки сточных вод от масел, нефтепродуктов и других несмачиваемых загрязнителей. По словам разработчиков, новая технология напорной флотации позволяет повысить удельную производительность процесса на 10% без увеличения себестоимости.

Флотация – метод, который используется для обогащения полезных ископаемых. Он основан на том, что на границе раздела жидкость/газ или масло/жидкость вещества удерживаются по-разному. Гидрофобные (несмачиваемые) частицы на ней закрепляются, а имеющие высокое сродство к воде – нет. Метод позволяет разделить частицы по этому принципу.

Разработчики предложили усовершенствовать использование напорной флотации в очистных сооружениях. В этом случае воздух подается в емкость-сатуратор, в нем нагнетается давление 4-6 атм. Воздух растворяется в воде, а при выплескивании этой смеси во флотатор давление резко понижается до атмосферного и образуются пузырьки газа.

– Суть этого метода легче всего объяснить на примере открывания бутылки игристого вина. Пока бутылка закрыта, в ней нет пузырьков, но после открытия жидкость «вскипает». Из нее под высоким давлением выделяется в виде пузырьков растворенный газ. Пузырьки захватывают в пенный слой гидрофобные загрязнения – масла, нефтепродукты и взвесь. Таким образом сточные воды очищаются, – пояснил профессор кафедры «Водоснабжение и водоотведение» Политеха Сергей Степанов.

По словам ученых, сейчас большинство установок флотационной очистки использует мелкую фракцию пузырей, размер которой не превышает 0,07 мм. Они предложили дополнительно использовать пузырьки средних размеров. Для этого исследователи разработали новую схему сатуратора – устройства, которое позволит получать и отделять пузырьки размером 0,2-0,3 мм – компромиссным между количеством захваченных примесей из воды и их скоростью всплытия.

– Мелкие пузырьки захватят больше загрязнений, но будут медленнее всплывать. И тогда понадобится большая поверхность флотатора. А слишком большие пузыри не обеспечат эффективной очистки сточных вод, потому что смогут удержать меньшее количество загрязнителей. Пузырьки 0,2-0,3 мм не создают дополнительной турбулентности потока, что бережет их от преждевременного отрыва от уловленных частиц, – рассказал Сергей Степанов.

Политеховцы уточнили, что предлагаемая конструкция состоит из двух камер. В первой мелкие пузырьки захватывают частицы загрязнений и образуют с ним первичные комплексы. Во второй эти комплексы подхватывают более быстрые средние пузырьки и, как на лифте, поднимают на поверхность для последующего пенообразования и удаления.

В будущем ученые планируют внедрить свои разработки на действующих очистных сооружениях.