Ученые ПНИПУ разработали фильтр для очистки воды из мусора
Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета представили инновационную технологию, направленную на решение ключевых экологических проблем: обеспечение доступа к чистой питьевой воде и утилизацию промышленных отходов. Данная технология позволяет преобразовывать лигносульфонаты и отходы древесностружечных плит в высокоэффективные углеродные сорбенты, которые демонстрируют превосходные очищающие свойства по сравнению с коммерческими аналогами при аналогичных дозировках.
Особенно значимой разработка становится для отдалённых регионов и территорий, пострадавших от чрезвычайных ситуаций, где отсутствует развитая инфраструктура водоснабжения. Ежегодно промышленные предприятия, включая деревообрабатывающие и мебельные фабрики, генерируют значительные объёмы отходов, неправильная утилизация которых может привести к серьёзному загрязнению окружающей среды.
Традиционные методы водоочистки, такие как угольные фильтры, химические реагенты и мембранные технологии, имеют существенные недостатки. Они требуют использования дорогостоящих материалов, значительных энергозатрат, быстро загрязняются и могут вызывать изменение органолептических свойств воды. Кроме того, данные методы устраняют лишь последствия загрязнения, не воздействуя на его первопричины — промышленные выбросы и стоки.
Учёные разработали метод пиролиза, который включает нагревание отходов без доступа кислорода. Этот подход позволяет получить пористый углеродный материал с высокой адсорбционной способностью, аналогичный активированному углю. Эффективность методики была подтверждена в полевых испытаниях, где сорбент вступал в контакт с водой в течение часа для достижения максимальной адсорбционной ёмкости.
Сравнительный анализ показал, что разработанные сорбенты превосходят коммерческие активированные угли, полученные из берёзы, кокосовой скорлупы и каменного угля, по ряду ключевых параметров, включая мутность, цветность и содержание органических соединений. Сорбент на основе лигносульфонатов удаляет до 64,5% органических загрязнений при дозировке 20 мг/л, что в 6–12 раз превышает показатели стандартных углей. Сорбент, изготовленный из отходов древесностружечных плит, осветляет воду в 3,5 раза эффективнее по сравнению с промышленными аналогами.
В ряде случаев новые сорбенты демонстрируют сопоставимую эффективность при значительно меньших дозировках, что эквивалентно использованию стандартных углей при вдвое большем количестве. Это открывает перспективы для создания компактных и экономичных одноразовых фильтров, применимых в полевых условиях и при ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Разработанная технология обладает не только экологической, но и экономической ценностью, так как она позволяет утилизировать отходы и превращать их в ценный ресурс. Это способствует формированию замкнутого цикла, где отходы заменяются загрязнителями и становятся основой для обеспечения населения чистой питьевой водой.