Неприятные запахи – это не просто бытовой дискомфорт, а реальная угроза здоровью миллионов людей. Сероводород и аммиак от сточных вод вызывают головную боль и тошноту. Учёные Пермского Политеха разработали загрузку для биофильтров из промышленных отходов, которая в 2–2,5 раза эффективнее традиционных материалов. Об этом сообщили в пресс-службе ПНИПУ.
Традиционные биофильтры, использующие опилки и керамзит, снижают уровень запахов на 54–60%, однако их отработанный материал сам становится экологической проблемой. Новая разработка основана на использовании остатков пиролиза нефтесодержащих отходов и избыточного активного ила. Эти остатки представляют собой материал, на 15–23% состоящий из углеродного порошка, похожего на сажу, и содержат множество пор с фосфором и микродозами тяжёлых металлов, стимулирующих активность бактерий. Это создаёт идеальные условия для микроорганизмов.
Тем не менее, исходные остатки пиролиза имеют недостаток – они представляют собой неудобный для биофильтра порошок. Для решения этой проблемы существует несколько методов.
Первый метод – брикетирование. Остатки пиролиза смешиваются с цементом и жидким стеклом, после чего подвергаются прессованию под давлением. В результате получаются прочные брикеты.
Второй метод – создание синтетически-углеродного носителя. Остатки пиролиза смешиваются с измельчёнными отходами полиэтилена низкого давления, такими как пакеты и плёнка, которые уже не пригодны для использования. Смесь нагревается, пластик плавится и связывает частицы в единую массу. После охлаждения материал просеивается, образуя лёгкий, прочный и пористый носитель. На одном грамме такого материала может разместиться более 6 граммов бактерий, что в 2,7 раза превышает показатели традиционных аналогов.
Третий метод – модификация керамзита. В процессе его производства в глину добавляется 5–15% остатков пиролиза. Тяжёлые металлы снижают температуру вспучивания глины на 80–100 °C, что позволяет экономить газ или электричество при обжиге, а выгорание углерода создаёт дополнительные поры в гранулах, увеличивая их способность удерживать на 10–15% больше бактерий.
Эта разработка позволяет снизить уровень запаха аммиака на 78–97%, а сероводорода – на 65–83% от первоначального уровня, что в 2–2,5 раза эффективнее, чем традиционные загрузки. Для активации загрузки её необходимо заселить бактериями: материал погружается в резервуар с активным илом или орошается им. За 3–5 суток на его поверхности формируется биоплёнка.
Таким образом, новая технология решает две важные задачи: очищает воздух от запахов и утилизирует такие отходы, как нефтешламы, избыточный активный ил и потерявшие свои свойства полиэтиленовые изделия. Разработка уже запатентована и готова к внедрению на очистных сооружениях.
«В их основе — остатки пиролиза нефтесодержащих отходов и избыточного активного ила, позволяющие получить загрузку для биофильтров, на 15–23 % состоящую 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», — рассказала Елена Калинина, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидат технических наук.
По словам Ларисы Рудаковой, заведующей кафедрой, по аммиаку лучшим оказался синтетически-углеродный носитель: его эффективность составила 79–82%, тогда как опилки снизили запахи лишь на 60–63%, а обычный керамзит – на 54–57%. По сероводороду более эффективны остатки пиролиза нефтесодержащих отходов – 81–83%. Для предприятий это означает снижение экологических платежей и экономию на материалах, а для обычных людей – меньше запахов от канализации. На изобретение получен патент.
Пермские учёные работают над фильтрами сразу в двух направлениях — от запахов и от бактерий. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», учёные ПНИПУ разработали бактерицидный композиционный фильтр на основе активной углеродной ткани, модифицированной частицами металлической меди. Он одновременно улавливает токсичные газы, мелкодисперсные частицы и микроорганизмы, а его эффективность достигает 99,9%.