Эксперты о квантовых компьютерах
Подробнее
22 сентября
КНЦ РАН
1

Городские стоки предложили очищать отходами горной промышленности

4.3

В Кольском научном центре предложили использовать при очистке городских сточных вод диоксид кремния — нетоксичный и экологически чистый материал.

В Апатитах городские стоки предложили очищать отходами горной промышленности / ©Getty images

Большинство очистных сооружений в российской Арктике построено в 1970-х годах. Тогда главной задачей очистки городских сточных вод считалось удаление органических соединений и твердых частиц, а незначительное количество биогенных элементов (азота и фосфора) покидали воду в ходе побочных процессов – в результате деятельности микроорганизмов или осаждаясь вместе со взвешенными частицами.

Сейчас подобные технологии устарели, и качество очистки не соответствует современным стандартам. Так, среднее остаточное содержание фосфора в виде фосфат-ионов в воде, прошедшей через очистные сооружения города Апатиты в Мурманской области, составляет 2,4 мг/л, а верхний предел, установленный для сброса очищенных сточных вод в водоемы Российской Арктики, почти в 150 раз ниже: 0,0163 мг/л.

Полученный апатитскими учеными аморфный кремнезем / ©Пресс-служба КНЦ

Для достижения требуемой чистоты воды апатитские ученые предложили добавить в технологический процесс доочистку с использованием сорбентов. В международном научном журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects опубликована статья сотрудников Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья и Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра.

Они активно исследуют материалы, которые можно использовать для удаления фосфора из сточных вод, а затем вносить в техногенный грунт без регенерации в качестве мелиоранта, постепенно высвобождающего питательные элементы: фосфор, азот и калий. Большие перспективы здесь открываются у материалов, обладающих мезопористой структурой, например, аморфного кремнезема, состоящего из диоксида кремния.

Пыление “хвостов” – большая проблема для Апатитов. Нефелиновая пыль проникает в воду, оседает в легких, на листве, на почве / ©Пресс-служба КНЦ

Аморфный кремнезем лучше поглощает фосфаты, чем местные почвы. Традиционные легкорастворимые фосфорные удобрения либо быстро вымываются из техногенного грунта, либо прочно связываются с его минеральной основой и становятся недоступны для растений. В таких условиях мелиоранты с медленным высвобождением фосфора применять целесообразнее.

Сам диоксид кремния – нетоксичный и экологически чистый материал. Его можно получать не только из кремнеземсодержащего минерального сырья Мурманской области при его кислотной переработке, но и из других природных и техногенных материалов с высоким остаточным содержанием кремния: глины, золы растений и тепловых электростанций, отходов электронной промышленности и обогащения полезных ископаемых.

Использование дефосфорирующих сорбентов в качестве “медленных” удобрений обогатит северные почвы и позволит не загрязнять водоемы / ©Пресс-служба КНЦ

При обогащении апатит-нефелиновой руды на местных горнообогатительных предприятиях в больших количествах образуются мелкодисперсные минеральные отходы – «хвосты», большую часть которых составляет алюмокремниевый минерал нефелин. Пыление «хвостов» – серьезная экологическая проблема для городов, расположенных вблизи апатит-нефелиновых месторождений. Для снижения негативного влияния производства на регион и более комплексной переработки минерального сырья разрабатывают различные способы применения продуктов переработки нефелина.

Ученые разложили нефелиновый концентрат с помощью серной кислоты и провели серию экспериментов с получившимся аморфным кремнеземом. Выяснилось, что при его использовании для очистки городских сточных вод отработанный реагент, содержащий не только фосфор, но и кремний, а также другие биогенные элементы, может с успехом использоваться в качестве удобрения при рекультивации грунтов. Почвенные ресурсы в Арктике очень медленно возобновляются, поэтому такой подход рекомендуют именно для высоких широт при восстановлении нарушенных территорий.

В свою очередь, оптимизация очистки сточных вод имеет особое значение для снижения безвозвратных потерь фосфора при сбросе в водоемы. Исследователи предложили также вариант технологической схемы очистки воды для снижения уровня фосфат-ионов до значения, установленного современными экологическими стандартами.

Получаемый на основе нефелина алюмо-кремниевый коагулянт-флокулянт также успешно прошел испытания в качестве реагента для очистки промышленных сточных вод. Внесение в цикл переработки апатит-нефелиновых руд производства аморфного кремнезема из нефелина и использование его для очистки городских сточных вод позволит снизить техногенную и антропогенную нагрузку на водоемы и поможет создавать искусственные насыпные грунты для восстановления нарушенных территорий.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
Сегодня, 05:30
Мария Азарова

Ученые из Швейцарии и Германии сделали неожиданный вывод: катехины зеленого чая не подавляют окислительный стресс, а способствуют ему. Однако на этом их действие не заканчивается.

Позавчера, 14:06
Мария Азарова

Американские исследователи оценили вероятность повторного заражения коронавирусами SARS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и особенно SARS-CoV- 2.

Вчера, 19:30
Мария Осетрова

Исследование на мышах показало, что дефицит белка в пожилом возрасте ускоряет развитие старческого слабоумия, а пищевая добавка из семи незаменимых аминокислот, напротив, замедляет.

Позавчера, 14:06
Мария Азарова

Американские исследователи оценили вероятность повторного заражения коронавирусами SARS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и особенно SARS-CoV- 2.

Сегодня, 05:30
Мария Азарова

Ученые из Швейцарии и Германии сделали неожиданный вывод: катехины зеленого чая не подавляют окислительный стресс, а способствуют ему. Однако на этом их действие не заканчивается.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
Из гнили да из плесени бальзам извлечь пытаетесь )))
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: