Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали новый наполнитель для биофильтров на основе остатков пиролиза нефтесодержащих отходов, который в 2,5 раза эффективнее очищает воздух от запаха канализации. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе вуза.
«Сероводород и аммиак, образующиеся в процессе транспортировки и очистки сточных вод, вызывают головную боль, тошноту и хронические недомогания. Традиционные биофильтры с опилками и керамзитом снижают интенсивность запахов на 54-60%, а их отработанная загрузка сама становится новой экологической проблемой. Для ее решения ученые Пермского политеха разработали загрузку для биофильтров из промышленных отходов. Новая технология в 2-2,5 раза эффективнее традиционных материалов, при этом она не создает новых рисков для природы», — рассказали в ПНИПУ, отметив, что на изобретение уже получен патент.
По словам ученых, биофильтры сегодня являются одним из самых распространенных вариантов борьбы с едким и стойким запахом канализации, поступающим, в том числе из сточных вод промышленных предприятий. Биофильтры выглядят, как огромные емкости, наполненные специальным материалом, на котором живут бактерии. Загрязненный воздух пропускается через емкость, где микроорганизмы используют сероводород и аммиак в качестве питания, очищая воздух. Таким наполнителем обычно служат компост, древесные опилки, кора деревьев или керамзит. Однако, их эффективность достаточно низкая — 54-60%, а сам материал недолговечен — органические материалы быстро гниют и слеживаются, требуя постоянной замены и вывоза на полигоны.
Особенности нового наполнителя
Ученые в Перми разработали новые загрузочные материалы для биофильтров из отходов нефтепереработки. По словам доцента кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидата технических наук Елены Калининой, в их основе лежат остатки пиролиза нефтесодержащих отходов и избыточного активного ила. Этот материал на 15-23% состоит из мелкого углеродного порошка похожего на сажу, с большим количеством пор, содержащих фосфор и микродозы тяжелых металлов, которые естественным образом стимулируют активность бактерий. «Получается идеальная среда для микроорганизмов», — добавила Калинина.
Поскольку остатки пиролиза получаются в виде порошка, который не удобен для использования в биофильтре, их смешивают с цементом или жидким стеклом, а затем спрессовывают, чтобы получились прочные брикеты. Также из них создается синтетическо-углеродный носитель биомассы, когда остатки пиролиза смешивают с измельченными отходами полиэтилена низкого давления (пакетами и пленкой, которые уже непригодны для использования). В итоге получается легкий, прочный и пористый материал, на 1 грамме которого может поселиться более 6 грамм бактерий, а это в 2,7 раза больше, чем на традиционных аналогах. Кроме того, с помощью остатков пиролиза модифицируют керамзит, когда в обычную глину добавляют 5-15% остатков пиролиза. Тяжелые металлы, содержащиеся в отходах, выступают в качестве «плавней»: они снижают температуру вспучивания глины на 80-100 градусов, что дает экономию газа или электричества при обжиге. Выгорание содержащегося в остатках пиролиза углерода формирует в готовых гранулах дополнительные поры, в которых дополнительно закрепляется на 10-15% больше бактерий, чем на керамзите традиционного состава.
«Мы сравнили эффективность снижения интенсивности запахов в биофильтрах с разработанными материалами и традиционной загрузкой — опилками и обычным керамзитом. По аммиаку лучшим оказался синтетическо-углеродный носитель: его эффективность составила 79-82%. Для сравнения: опилки снизили запахи лишь на 60-63%, а обычный керамзит — на 54-57%. По сероводороду более эффективны остатки пиролиза нефтесодержащих отходов — 81-83%, тогда как аналоги показали лишь около 60-63%», — рассказала заведующая кафедрой «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, доктор технических наук Лариса Рудакова.
По словам ученых, для того, чтобы загрузка начала работать, ее нужно заселить бактериями. Для ускорения этого процесса изготовленные составы погружают в аэротенк — специальный резервуар с активным илом, применяемым на очистных сооружениях, или используют этот же активный ил для орошения загрузочного материала биофильтров. В течение 3-5 суток на поверхности материала формируется биопленка — плотная колония микроорганизмов, которые «прилипают» к материалу и начинают на нем жить и размножаться. В качестве питательной среды и орошающей жидкости для этих бактерий можно использовать очищенные сточные воды с добавлением при необходимости азота и фосфора в строго выверенной пропорции — углерод : азот : фосфор = 100 : 5 : 1. Это делает разработанную в Перми технологию практически безотходной и снижает затраты на эксплуатацию.
Как отмечают в ПНИПУ, разработанные материалы в 2-2,5 раза эффективнее, чем традиционные загрузки для биофильтров. При их использовании для очистки загрязненных аммиаком и сероводородом выбросов от различных источников, люди, находящиеся рядом, перестанут чувствовать неприятный запах. Кроме того, разработка позволяет утилизировать отходы — нефтешламы, избыточный активный ил и потерявший потребительские свойства полиэтилен.
Войдите, чтобы отправить комментарий