Промышленные стоки очистят от фенола и получат из него сырье для смол и лекарств
Ученые ПНИПУ разработали двухэтапную экологичную технологию очистки промышленных стоков от токсичного фенола, которая позволяет извлечь до 92% загрязнителя с помощью нетоксичных и негорючих экстрагентов на основе этиловых эфиров карбоновых кислот. Извлеченный фенол затем превращается в ценный продукт — фенолят натрия, который можно повторно использовать в химической промышленности для производства смол, антисептиков и лекарств.
Статья опубликована в журнале KexueTongbao/Chinese Science Bulletin. Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках программы научно-образовательного центра мирового уровня «Рациональное недропользование».
Фенол – высокотоксичное вещество, которое вырабатывается на промышленных предприятиях и сливается в реки вместе со сточными водами производства. Например, одни только нефтеперерабатывающие заводы на литр стоков «выбрасывают» до 185 мг этого компонента. В химической промышленности эта цифра может доходить до 6000 мг/л. Такие концентрации делают традиционные методы переработки стоков малоэффективными.
Существующие технологии очистки — такие как фильтрация, окисление озоном или хлором — либо требуют больших энергозатрат, либо безвозвратно разрушают фенол, лишая промышленность возможности его повторного использования. Биологические методы, основанные на использовании микроорганизмов, также не справляются: бактерии гибнут в токсичной среде.
Еще одним перспективным способом считается экстракция– способ извлечь фенол таким образом, чтобы использовать его повторно. Традиционно для этого применяют токсичные и легковоспламеняющиеся экстрагенты – растворители вроде метилтретбутилового эфира. Он опасен и может привести к вторичному загрязнению воды, что убьет полезные бактерии на этапе биологической доочистки.
Ученые Пермского Политеха нашли способ безопасно извлекать фенол с помощью специальных экстрагентов – этиловых эфиров карбоновых кислот. Эти соединения получают из растительных масел и жиров. В отличие от стандартных растворителей, они не токсичны, негорючи и практически не растворяются в воде, а значит, не навредят дальнейшим процессам очистки.
– Суть метода в том, что к загрязненной воде добавляется «уловитель» – органический экстрагент, в который при интенсивном перемешивании «переходит» большая часть фенола. Затем смесь отстаивается, и вода отправляется на доочистку, а «обогащенный» фенолом экстрагент – на регенерацию. Чтобы найти идеальный «уловитель», мы провели десятки экспериментов, проверяя различные эфиры, измеряли, насколько хорошо каждое вещество вытягивает токсин из воды, и оценивали его по безопасности, цене, растворимости и влиянию на микроорганизмы.
Лучше всего справилась смесь этилбутирата и этилолеата, коэффициент распределения которой почти в 1,7 раз выше, чем у традиционного метилтретбутилового эфира. Простыми словами, это означает, что требуется намного меньше эфирной смеси, чтобы извлечь то же количество фенола, – комментирует Ирина Пермякова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Всего за одну ступень очистки новым методом можно удалить до 90–92% фенола, снизив его концентрацию с 3000 мг/л до безопасных 200–300 мг/л. При этом, для слабозагрязненных стоков достаточно небольшого количества экстрагента (соотношение 1:20), для высококонцентрированных – его долю увеличивают (1:10 или 1:5).
Кроме того, методика ученых ПНИПУ позволяет не просто извлекать токсин, а превращать его в товарный продукт. При добавлении щелочи к экстракту с фенолом, последний осаждается в виде фенолята натрия. Это вещество становится готовым сырьем для производства смол (клеев для фанеры и ДСП), синтетических каучуков, антисептиков, лекарств и красителей.
Такое технологическое решение помогает предприятиям не только соблюдать экологические нормативы, но и получать дополнительную прибыль. Вместо затрат на утилизацию компания может продавать фенолят натрия, превращая статью расходов в доходы. Методика закрывает цикл использования фенола, предотвращая его попадание в окружающую среду и демонстрируя пример эффективной экономики замкнутого цикла.
Telegram 
Дзен 
VK Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Последствия цветения водоемов опасны для целых экосистем. Внешний контроль этого процесса нужно проводить аккуратно, чтобы не навредить живым организмам еще больше. Для этого ученым нужно точно понимать, какие процессы происходят под поверхностью воды.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали технологию изменения структуры молекул нефти с помощью энергии кавитационных полей, которые создаются при воздействии ультразвука. Технология позволяет облагораживать нефть, меняя ее физико-химические характеристики и снижая долю нежелательных составляющих веществ. Для проведения полевых испытаний ее реализовали в мобильном исполнении с применением управляемых ультразвуковых полей. Разработанное исследовательское оборудование может применяться на любом месторождении, включая удаленные и труднодоступные.
Группа ученых из МФТИ, Российского квантового центра, ФИАН, МГТУ имени Баумана и НИЯУ МИФИ экспериментально определила длину волны, при которой поляризуемость атома тулия в основном состоянии равна нулю. Лазер с таким излучением практически не взаимодействует с атомами тулия в решетке. Результаты работы могут найти применение в квантовых симуляторах, оптических ловушках и прецизионных измерениях.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно