Пензенские ученые изобрели новый способ очистки сточных вод

Сотрудники Пензенского государственного университета (ПГУ) совместно с коллегами из Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (ПГУАС) создали и запатентовали инновационное устройство для очистки сточных вод. По их мнению, созданный вихревой сатуратор по своим параметрам превосходит существующие аналоги, поэтому благодаря ему очистка будет проходить эффективнее и менее энергозатратно.

Существует множество способов фильтрации использованной воды. Широкое распространение получил метод флотационного удаления мелкодисперсных загрязнений из сточных вод, которые отводятся с территорий населенных пунктов и промышленных предприятий.

Флотационная очистка — это процесс удаления загрязняющих веществ путем подъема на поверхность с использованием газа.

- В жидкость «запускают» воздух, там идет процесс образования пузырьков. Они поднимают загрязнения наверх, где их удаляют. Флотокомплекс «пузырек воздуха — частица загрязнения» формируется в результате молекулярного прилипания дисперсной частицы к поверхности раздела фаз «жидкость — газ». Флотокомплекс всплывает на поверхность жидкости, образуется пенный слой. После его удаляют. Таков принцип флотационной очистки, — пояснил доцент кафедры «Транспортные машины» ПГУ, кандидат технических наук Константин Лебединский.

Как отметил исследователь, самые распространенные способы флотационной очистки — вакуумная и напорная (компрессионная). Пензенские ученые объединили эти два способа, разработав новую конструкцию вихревого сатуратора и собрав лабораторный стенд.

Вихревой сатуратор — специальное устройство, которое насыщает жидкость газом и выделяет из перенасыщенного раствора тонкодисперсные пузырьки (мелкие пузырьки газа). Сатураторы повсеместно встроены в очистное оборудование на предприятиях, где очищают сточные воды методом флотации.

- Наша конструкция совмещает основные преимущества процесса вакуумной флотации — малая величина среднестатистического размера образующихся пузырьков воздуха, и напорной — высокое значение газонаполнения жидкости, — отметил ученый.

Конструкция устройства позволяет «закручивать» очищаемую воду под определенным давлением. При ее переходе из одной камеры в другую давление падает.

- Под действием перепада давлений в жидкости возникают условия кавитации и из жидкости выделяются пузырьки воздуха. В вихревой камере ее «закручивают» сначала в одном направлении, затем в другом. При этом меняется давление с повышенного на пониженное, и наоборот. Такой механизм позволяет получать необходимые мелкие пузырьки газа за счет их интенсивного дробления в закрученном потоке, — объяснил принцип работы конструкции Константин Лебединский.

Новая конструкция вихревого сатуратора благодаря «закручиванию» воды позволяет поэтапно насыщать воду воздухом, а затем выделять из жидкости мелкие пузырьки. Такой подход позволит сэкономить на электроэнергии при очистке сточных вод.

Ученые протестировали свое изобретение, и эксперименты показали его эффективность. Предложением пензенских исследователей уже заинтересовалась компании, специализирующаяся на производстве высокотехнологичного очистного оборудования.

Источник: Минобрнауки России