Ученые из Пензы запатентовали новое устройство для очистки сточных вод

Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ) совместно с коллегами из Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (ПГУАС) создали и запатентовали инновационное устройство для очистки сточных вод. Разработанная в ПГУ конструкция вихревого сатуратора позволит сэкономить на очистке сточных вод, сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.

«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 один из разработчиков инновационного устройства, кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспортные машины» ПГУ Константин Лебединский, добавив, что мелкие пузырьки захватывают загрязнители и поднимают их на поверхность.

По словам ученого, сейчас широкое распространение получил метод флотационного удаления мелкодисперсных загрязнений из сточных вод, которые отводятся с территорий населенных пунктов и промышленных предприятий. Такая очистка — это процесс удаления загрязняющих веществ с помощью их подъема на поверхность газом. «В жидкость „запускают“ воздух, идет процесс образования пузырьков. Они поднимают загрязнения наверх, где их удаляют. Флотокомплекс всплывает на поверхность жидкости, образуется пенный слой, после его удаляют. Таков принцип флотационной очистки», — пояснил Лебединский.

Как отметил исследователь, самые используемые способы флотационной очистки — вакуумная и напорная (компрессионная). Научный коллектив пензенских ученых объединил эти два способа, разработав новую конструкцию вихревого сатуратора и собрав лабораторный стенд. Вихревой сатуратор насыщает жидкость газом и выделяет из перенасыщенного раствора мелкие пузырьки газа. «Конструкция совмещает основное преимущество процесса вакуумной флотации — малая величина среднестатистического размера образующихся пузырьков воздуха. А также напорной — высокое значение газонаполнения жидкости», — отметил Лебединский.

Вихревой сатуратор ученых из Пензы состоит из патрубков для подачи жидкости и воздуха, кольцевой и вакуумной вихревых камер, которые закручивают жидкость и создают условия выделения пузырьков воздуха, эжектора для забора воздуха из атмосферы и газонасыщения потока жидкости, запорной арматуры, а также манометра — устройства для измерения давления. Такая конструкция позволяет «закручивать» очищаемую воду под определенным давлением. При ее переходе из одной камеры в другую давление падает.

Новая конструкция вихревого сатуратора благодаря «закручиванию» воды позволяет поэтапно насыщать воду воздухом, а затем выделять из жидкости мелкие пузырьки. «Нам удалось насыщать сточные воды воздухом в кольцевой вихревой камере при повышенном давлении, а при пониженном выделять мелкие пузырьки в вакуумной вихревой камере», — отметил Лебединский.

Такой подход, по словам исследователей, позволит сэкономить на очистке сточных вод, поскольку в существующих установках требуется подавать давление от 4 до 6 атмосфер, а новое устройство требует всего лишь 2-3 атмосферы. То есть жидкость более эффективно насыщается мелкими пузырьками воздуха с меньшим давлением, а значит и с меньшими затратами потребления электроэнергии.

Ученые протестировали протестировали свое изобретение, и эксперименты показали его эффективность. Предложением пензенских исследователей уже заинтересовалась крупная самарская компания, специализирующаяся на производстве очистного высокотехнологичного оборудования.