NS: ученые пришли к разработке фильтра для очистки воды из мусора
фото: фрипик
Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали инновационную технологию для решения актуальных экологических проблем, связанных с дефицитом чистой воды и утилизацией промышленных отходов. Их метод позволяет преобразовывать лигносульфонаты, образующиеся в целлюлозно-бумажной промышленности, и старые древесностружечные плиты в высокоэффективные углеродные сорбенты, которые значительно превосходят коммерческие активированные угли по показателям очистки воды при идентичной дозировке.
Дефицит чистой воды является острой проблемой, особенно в удалённых регионах и зонах чрезвычайных ситуаций, где отсутствуют современные системы водоснабжения. Ежегодно промышленные предприятия, такие как деревообрабатывающие и мебельные заводы, производят миллионы тонн опасных отходов, которые при неправильной утилизации загрязняют окружающую среду. Существующие методы водоочистки, включая угольные фильтры, химические реагенты и мембранные технологии, обладают рядом ограничений: они требуют дорогостоящих материалов, значительных энергозатрат, могут придавать воде нежелательные привкусы и быстро засоряются. Кроме того, эти методы устраняют последствия загрязнения, но не решают его первопричину — промышленные выбросы.
Для решения этих проблем исследователи ПНИПУ разработали метод пиролиза, который позволяет перерабатывать отходы без доступа кислорода. В результате этого процесса был получен пористый углеродный материал с высокой адсорбционной способностью, аналогичный активированному углю, но превосходящий его по ключевым параметрам. Эффективность новой технологии была подтверждена полевыми испытаниями, в ходе которых было установлено, что для достижения наилучших результатов сорбент необходимо оставить в контакте с водой на один час.
Сравнительные испытания новых сорбентов с промышленными активированными углями, изготовленными из берёзовой древесины, кокосовой скорлупы и каменного угля, показали, что разработанные материалы демонстрируют значительно лучшие результаты по ключевым параметрам качества воды, таким как мутность, цветность и содержание органических веществ. Например, при дозе 20 миллиграмм на литр сорбент на основе лигносульфонатов удаляет до 64,5% органических загрязнений, что в 6–12 раз превышает показатели стандартных углей. Сорбент, полученный из древесностружечных плит, демонстрирует осветление воды в 3,5 раза более эффективно, чем его промышленный аналог.
Даже при минимальной дозировке новые сорбенты демонстрируют результаты, сопоставимые с коммерческими активированными углями, для которых требуется в три раза больше материала. Это открывает перспективы для создания компактных и экономичных одноразовых фильтров, особенно полезных в полевых условиях и зонах чрезвычайных ситуаций.
Разработанная технология не только решает проблему утилизации трудноутилизируемых отходов, но и превращает их в ценный продукт, способствуя созданию замкнутого цикла переработки. Таким образом, эти отходы заменяют загрязнение окружающей среды и обеспечивают население чистой водой, что имеет огромное значение для устойчивого развития и экологической безопасности.
