Ученые Пензенского государственного университета с коллегами из Пензенского государственного университета архитектуры и строительства разработали создали и запатентовали вихревой сатуратор — инновационное устройство для очистки сточных вод, которое по своим параметрам превосходит существующие аналоги, сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ.
В настоящее время широкое распространение получил метод флотационного удаления мелкодисперсных загрязнений из сточных вод, которые отводятся с территорий населенных пунктов и промышленных предприятий. Флотационная очистка — это процесс удаления загрязняющих веществ путем подъема на поверхность с использованием газа.
«В жидкость «запускают» воздух, там идет процесс образования пузырьков. Они поднимают загрязнения наверх, где их удаляют. Флотокомплекс «пузырек воздуха — частица загрязнения» формируется в результате молекулярного прилипания дисперсной частицы к поверхности раздела фаз «жидкость — газ». Флотокомплекс всплывает на поверхность жидкости, образуется пенный слой. После его удаляют. Таков принцип флотационной очистки», — пояснил один из авторов разработки доцент кафедры «Транспортные машины» ПГУ, кандидат технических наук Константин Лебединский.
Самые распространенные способы флотационной очистки — вакуумная и напорная (компрессионная).
Пензенские ученые объединили эти два способа, разработав новую конструкцию вихревого сатуратора и собрав лабораторный стенд. Вихревой сатуратор — специальное устройство, которое насыщает жидкость газом и выделяет из перенасыщенного раствора тонкодисперсные пузырьки (мелкие пузырьки газа). Сатураторы повсеместно встроены в очистное оборудование на предприятиях, где очищают сточные воды методом флотации.
«Наша конструкция совмещает основные преимущества процесса вакуумной флотации — малая величина среднестатистического размера образующихся пузырьков воздуха, и напорной — высокое значение газонаполнения жидкости», — отметил Константин Лебединский.
Конструкция устройства позволяет «закручивать» очищаемую воду под определенным давлением. При ее переходе из одной камеры в другую давление падает.
«Под действием перепада давлений в жидкости возникают условия кавитации и из жидкости выделяются пузырьки воздуха. В вихревой камере ее «закручивают» сначала в одном направлении, затем в другом. При этом меняется давление с повышенного на пониженное, и наоборот. Такой механизм позволяет получать необходимые мелкие пузырьки газа за счет их интенсивного дробления в закрученном потоке», - рассказал ученый.
Новая конструкция вихревого сатуратора благодаря «закручиванию» воды позволяет поэтапно насыщать воду воздухом, а затем выделять из жидкости мелкие пузырьки. Такой подход позволит сэкономить на электроэнергии при очистке сточных вод.
Ученые протестировали свое изобретение, и эксперименты показали его эффективность. Предложением пензенских исследователей уже заинтересовалась крупная компания из Самары, специализирующаяся на производстве высокотехнологичного очистного оборудования.
Фото: minobrnauki.gov.ru
