Разработан способ переработки грязной воды

Jeffrey Beall/Wikimedia Commons

Ученые из Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН в составе международного научного консорциума стран БРИКС From waste to resource создали новый способ концентрирования солей металлов из техногенных вод для их последующей кристаллизации с одновременным получением чистой воды. Подход позволит решить многие промышленные и экологические задачи. Статья опубликована в журнале Desalination.

Ученые из ИНХС РАН совместно с китайскими коллегами предложили альтернативу способам концентрации компонентов и получения чистой воды из техногенных вод — пленочное испарение в сочетании с мембранным конденсатором. Исследователи создали компактное устройство, в котором пленочное испарение позволяет сконцентрировать соли и обеспечивает устойчивость системы к засорению и образованию отложений, а мембранный конденсатор с пористой мембраной, размещенной рядом с испаряющей поверхностью, улавливает и конденсирует пары воды. Такой прибор позволяет получить чистую воду без использования дополнительной сдувки и при температурах 60–80 °C.

Проблема очистки техногенно загрязненных вод сегодня стоит на повестке дня многих стран мира. Существующие решения чаще всего основаны на процессах фильтрации. Однако зачастую они не справляются с задачей из-за быстрого засорения фильтрующих элементов. Кроме того, они не могут сконцентрировать растворенные соли до насыщенных растворов, из которых их выделение осуществить намного проще. Пленочное испарение — хорошо известный технологический прием, при котором тонкая пленка стекающей жидкости в течение короткого времени контактирует с испаряющей поверхностью. Его можно рассматривать и как надежный метод очистки воды, и как метод их концентрирования, при котором отложение солей и загрязнение некритичны в сравнении с процессами фильтрации. Тем не менее промышленные аппараты пленочного испарения обычно требуют высоких температур и достаточно громоздки из-за этого.

«В рамках проведенного исследования нам удалось показать, что применение пористой мембраны в качестве конденсирующей поверхности, расположенной всего в нескольких миллиметрах от нагретой тонкой пленки раствора, позволяет на выходе из системы получить стабильно высокий поток сконденсированной чистой воды, которую можно пить, сравнимый с потоками в традиционных очистных процессах! Вторым же продуктом процесса является высококонцентрированный раствор соли. Нам удалось достичь теплового КПД системы в 97% и продемонстрировать ее универсальность — она может быть применима и для очистки сточных вод с высоким содержанием солей металлов, и для вод с продуктами нефтехимии, и для концентрирования растворов моющих средств. Можно ожидать, что предложенный метод позволит получать чистую воду и извлекать ценные компоненты из сточных вод металлургической, химической, нефтехимической и горнодобывающей промышленности», — рассказал руководитель проекта, заместитель директора ИНХС РАН Алексей Волков.