Исследователи Российского химико-технологического университета (РХТУ) испытали новый способ очистки воды с помощью активных углей, которые смешивают с водой.
Из воды угли адсорбируют молекулы загрязняющих веществ, после чего через жидкость пропускается электрический ток, вызывающий образование электролитических газов, пузырьки которых подхватывают углеродные частицы и поднимают их на поверхность. Результаты исследования опубликованы в журнале Separation and Purification Technology.
По словам российских ученых, данный метод позволяет за 5 минут на 90% очистить воду от углеродных частиц, впитавших токсиканты. В ходе эксперимента было изучено, как на эффективность процесса влияет концентрации и природа компонентов модельных растворов, а также сила тока, пропускаемого через жидкость. Полученные данные показали, что найденный метод перспективен для быстрой и качественной очистки как модельных растворов, так и реальных сточных вод.
«Мы провели серию экспериментов на модельных растворах, содержащих активный уголь, соль для придания системе электропроводности, а также различные органические и неорганические коагулянты и флокулянты (вещества, способствующие слипанию между собой в объемные нерастворимые хлопья взвешенных в воде углеродных частиц, — рассказал Артем Колесников, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии РХТУ. — Нам было интересно, как как на эффективность процесса очистки воды влияют те или иные факторы. Например, оказалось, что оптимальный рН системы колеблется в интервале либо от 3 до 4, либо от 7 до 9 и определяется размерами углеродных частиц и пузырьков электролитических газов, а также зарядом поверхности углеродных частиц».
Очистка сточных вод является высокозатратным процессом: по оценкам Американского агентства по охране окружающей среды, до 5% общего энергопотребления США приходится именно на системы водоочистки. Сейчас для водоочистки чаще всего используют различные углеродные материалы, которые обладают гидрофобной поверхностью и адсорбционной способностью, хорошо себя зарекомендовавшие для удаления из растворов ионов тяжелых металлов, вирусов, бактерий, фторид-ионов и других загрязнителей. Для этого углеродные частицы смешивают с загрязненной жидкостью, где они быстро и эффективно впитывают токсиканты, но потом эту смесь нужно отделить от очищенной воды. Сегодня для этого используют отстаивание и фильтрацию, требующие много времени (от нескольких часов до нескольких суток), и протекающие по сравнению с российским методом менее эффективно.
(!) Как собрать ртуть? Только путем комбинированной механической и химической очистки. Работы производятся только по показаниям приборов – газоанализаторов ртути. Сложность в самостоятельной уборке ртути состоит в том, что если убраны видимые частицы поврежденного термометра, ртуть по-прежнему может находиться в квартире. Осложняется самостоятельная уборка тем, что ядовитые пары не имеют никаких физических свойств: ни цвета, ни запаха.
Российские ученые использовали метод электрофлотации, когда через раствор пропускают электрический ток, вызывающий образование электролитических газов (водорода и кислорода), пузырьки которых захватывают загрязняющие вещества и поднимают их на поверхность. Этот метод быстрый, недорогой и не требует постоянного контроля.
