С ростом населения Земли проблема чистой воды обостряется год от года. По данным ООН, сегодня более 1,8 миллиарда человек вынуждены пить загрязненную воду. А к 2030 году, по прогнозам экспертов, половине землян будет грозить водный дефицит. В этой ситуации более чем актуальной является разработка эффективной технологии очистки промышленных стоков.
Сейчас заводы и фабрики потребляют в три-четыре раза (по разным оценкам) больше воды, чем ее тратится на бытовые нужды населения. Особенно много "пьют" такие отрасли, как нефтехимия, металлургия, целлюлозно-бумажное производство. Конечно, на предприятиях пытаются решать эту проблему - внедряют более чистые технологии, пытаются организовывать замкнутые циклы потребления. Но беда еще и в том, что в промышленные стоки попадают опасные для здоровья людей примеси - нефтепродукты, пестициды, тяжелые металлы, а эффективных и относительно недорогих технологий по их удалению пока не создано.
Решить эту задачу взялись исследователи Томского политехнического университета. Здесь в лаборатории моделирования процессов тепломассопереноса Инженерной школы энергетики разработали принципиально новый способ очистки промышленных сточных вод с помощью "взрывного разрушения капель".
Процесс очистки производится в несколько стадий. Сначала стоки преобразуют в эмульсии и суспензии - в зависимости от набора загрязняющих веществ. Затем жидкость впрыскивают в нагревательную камеру, в которой каждая капля нагревается до 300-500 градусов. При этом внутри капель возникают перепады давления, и они буквально взрываются. Ноу-хау томичей в том, что они научились взрывать капли с относительно небольшой затратой энергии.
- Вода испаряется, негорючие примеси выпадают в осадок, а горючие - сгорают. Затем водяной пар конденсируется, и мы получаем очищенную воду, которая может быть повторно использована, например, для технологических нужд на том же самом производстве, - поясняет руководитель проекта профессор Павел Стрижак. - Наша установка может быть смонтирована на базе теплообменников различной конструкции, которые уже существуют на большинстве производств. А для очистки очень сильно загрязненных стоков можно использовать огневой метод с применением газовых горелок.
По словам специалистов, преимущества метода заключаются в том, что он позволяет эффективно удалять из воды химически агрессивные, токсичные и горючие примеси с относительно небольшими затратами на очистку.
- Наш метод экономически оправдан при очистке сложных смесей, содержащих сразу несколько загрязняющих примесей. Кроме того, для нагревания капель можно использовать, например, тепло дымовых газов функционирующей на территории промпредприятия котельной, что также позволит снизить затраты, - отмечает доктор физико-математических наук Павел Стрижак.
Кстати
На исследования эффекта взрывного измельчения капель воды с различными примесями исследователи ТПУ получили грант президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых и докторов наук.
Алексей Хадаев
Фото: depositphotos.com
