В РХТУ разработали эффективный способ очистки сточных вод

В основе подхода активные угли: их смешивают с водой, из которой они адсорбируют молекулы загрязняющих веществ, а потом через жидкость пропускают электрический ток, что вызывает образование электролитических газов, пузырьки которых подхватывают углеродные частицы и поднимают их на поверхность. Исследователи показали, что таким методом из воды уже за пять минут можно удалить до 90 процентов углеродных частиц, впитавших токсиканты.

Исследование опубликовано в журнале Separation and Purification Technology. Сейчас для водоочистки часто используют различные активные угли, которые обладают гидрофобной поверхностью, а также высокой адсорбционной способностью и хорошо себя зарекомендовали для удаления из растворов ионов тяжелых металлов, вирусов, бактерий, фторид-ионов и других загрязнителей.

Для этого углеродные порошки смешивают с загрязненной жидкостью — они быстро и эффективно впитывают токсиканты, но потом эту смесь еще необходимо отделить от очищенной воды. Здесь есть разные подходы — например, осаждение или фильтрация, но российские ученые выбрали метод электрофлотации.

В нем через раствор пропускают электрический ток, вызывающий образование электролитических газов, пузырьки которых захватывают загрязняющие вещества и поднимают их на поверхность. Этот метод сравнительный быстрый, недорогой и не требует постоянного контроля, однако в сочетании с активными углями им раньше почти не пользовались.

Ученые из РХТУ провели серию экспериментов на модельных растворах, содержащих активный уголь, соль для придания системе электропроводности, а также различные органические и неорганические коагулянты и флокулянты — вещества, способствующие тому, чтобы взвешенные в воде углеродные частицы слипались между собой в объемные нерастворимые хлопья.

Исследователи изучали как на эффективность процесса влияют различные факторы. Так, оказалось, что оптимальный рН системы колеблется в интервале либо от 3 до 4, либо от 7 до 9 и определяется взаимодействием различных факторов, определяющих поведение системы — размерами углеродных частиц и пузырьков электролитических газов, а также зарядом поверхности углеродных частиц.

В других экспериментах ученые изучали, как на эффективность процесса влияет концентрации и природа компонентов модельных растворов, а также сила тока, пропускаемого через жидкость. Исследователи показали, что в оптимальных условиях уже после пяти минут обработки растворов электрическим током 90 процентов углеродных частиц может быть отделено от очищенной воды. Эти данные показывают, что новый метод перспективен для быстрой и качественной очистки как модельных растворов, так и реальных сточных вод.

РХТУ им. Д.И. Менделеева

15 статей

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева — высшее учебное заведение в Москве, крупнейший учебный и научно-исследовательский центр в области химической технологии.

Показать больше