Разработчики из пермского Политеха предложили инновационный подход к решению сразу двух актуальных экологических задач: нехватки питьевой воды и утилизации промышленных отходов. Ими разработана технология преобразования лигносульфонатов и отслуживших древесно-стружечных плит в высокоэффективные углеродные сорбенты. Полученные материалы демонстрируют очищающие свойства, превосходящие коммерчески доступные активные угли в три раза при аналогичных дозировках.
Данный вопрос особенно остро стоит в отдаленных регионах и зонах стихийных бедствий, где отсутствуют централизованные системы водоснабжения. При этом ежегодно предприятия деревообрабатывающей и мебельной промышленности генерируют миллионы тонн отходов, создающих экологическую проблему при их утилизации.
Существующие методы водоочистки – угольные фильтры, химические препараты, мембранные системы – имеют свои ограничения. Они либо требуют дорогостоящего сырья и больших затрат энергии, либо могут влиять на вкус воды и быстро приходить в негодность. Кроме того, традиционные способы устраняют лишь последствия загрязнения, не устраняя его источник – производственные выбросы.
Ученые ПНИПУ использовали метод пиролиза: термическое разложение отходов без доступа кислорода, в результате чего получается пористый углеродный материал, сходный по действию с активированным углем. Действенность новой разработки была подтверждена в ходе испытаний, имитирующих условия применения полевого фильтра. Для достижения оптимального эффекта сорбент должен контактировать с водой в течение примерно одного часа.
Сравнение с тремя образцами промышленных активных углей (березового, кокосового и каменноугольного) показало, что новые материалы превосходят их по основным характеристикам, влияющим на качество воды: мутности, цветности и содержанию органических веществ. При концентрации 20 мг на литр сорбент на основе лигносульфонатов удалял до 64,5% органических загрязнений, что в 6-12 раз эффективнее стандартных углей. Материал из древесно-стружечных плит осветлял воду в 3,5 раза лучше промышленного аналога.
По ряду параметров новые сорбенты демонстрировали эффективность при минимальной дозировке, сопоставимую с той, которую обычные активные угли обеспечивали лишь при троекратном увеличении расхода. Это предоставляет перспективу для создания компактных и недорогих одноразовых фильтров, особенно востребованных в полевых условиях и при чрезвычайных ситуациях.
Предлагаемая технология позволяет превратить сложные в утилизации отходы в полезный продукт, создавая модель замкнутого цикла: вместо загрязнения окружающей среды они становятся основой для обеспечения населения чистой водой.
