Команда ученых Южно-Уральского государственного университета приняла участие в конкурсе на грант и получила поддержку Российского научного фонда для своего проекта по созданию сорбента для очистки сточных вод Уральской горно-металлургической компании. Предложенное решение подтвердило эффективность в серии экспериментов. Ученые надеются, что данная технология поможет привести качество сбрасываемой предприятием очищенной воды к нормам предельно допустимой концентрации в ней вредных веществ.
Новый сорбент для очистки промышленных стоков
Ученые ЮУрГУ успешно работают над созданием композитных сорбентов для очистки вод, сбрасываемых промышленными предприятиями региона. Недавно был получен грант, на средства которого ученые произвели необходимые исследования и разработали новый композитный сорбент для очистки стоков Уральской горно-металлургической компании.
Доцент кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов», кандидат технических наук Татьяна Лонзингер, старший научный сотрудник, Ph.D. Могаддам Ахмад Остовари и кандидат технических наук Юрий Капелюшин подвели итоги эксперимента в рамках проекта.
Ученые выяснили, что вода загрязнена 11 тяжёлыми металлами 1 и 2 класса опасности, концентрации которых значительно превышают нормативные значения. Водная среда нейтральная, слабо- и сильнокислая и имеет широкий диапазон значений водородного показателя. Содержание взвешенных веществ в сточных водах достигает 30%.
«Известные сорбенты не пригодны для эксплуатации при описанных условиях, так как обладают свойством селективности – для адсорбции каждого вида загрязнителей они должны иметь специальную химическую подготовку поверхности для извлечения каждого металла в узкой области значений водородного показателя. Из проб воды УГМК необходимо адсорбировать одновременно не менее 11 видов загрязнителей, которые обладают разными химическими свойствами. Традиционные материалы и сорбционные технологии данную задачу решить не могут», – рассказывает Юрий Капелюшин.
Главной особенностью процесса взаимодействия с новым композиционным сорбентом является одновременное снижение концентраций всех растворённых в воде металлов, несмотря на диапазон их концентраций, который отличается в пробах с сильным загрязнением в десятки и сотни раз.
В процессе экспериментов была доказана эффективность композиционного сорбента. Так, в сильно загрязнённой пробе воды УГМК после контакта с композиционным сорбентом в течение 7 дней концентрация мышьяка была снижена в 62,5 раза, через 10 дней – в 83 раза. Концентрация кадмия через 7 дней контакта с сорбентом концентрация снизилась в 30 раз. Одновременно в пробе воды снижена в 125 раз концентрация меди, в 247 раз концентрация железа, в 590 раз – концентрация марганца, в 7,5 раз - никеля, в 674 раза снижена концентрация цинка. Процесс сорбции привёл к нейтрализации кислого стока.
«На основании полученных результатов принято решение о проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) по опытно-промышленным испытаниям композиционного материала», - прокомментировали результаты испытаний в пресс-службе Уральской горно-металлургической компании.
В процессе НИОКР будут разработаны пилотные установки для размещения в установленных точках водовыпуска и в динамическом режиме проведены испытания до полного насыщения сорбента с целью подтверждения заявленных свойств, определения класса опасности отработавшего материала и поиска решений его утилизации.
Научные коллективы ЮУрГУ приглашают участвовать в конкурсах РНФ
Российский научный фонд открыл прием заявок на конкурсы по поддержке фундаментальных и поисковых исследований. Отдельные направления исследований получат поддержку правительства Челябинской области. Заявить свой проект могут научные коллективы Южно-Уральского государственного университета от 2 до 10 человек, работающие по девяти отраслям знаний:
01 Математика, информатика и науки о системах;
02 Физика и науки о космосе;
03 Химия и науки о материалах;
04 Биология и науки о жизни;
05 Фундаментальные исследования для медицины;
06 Сельскохозяйственные науки;
07 Науки о Земле;
08 Гуманитарные и социальные науки;
09 Инженерные науки.
Молодые ученые в возрасте до 39 лет должны составлять не менее 50% участников коллектива. Сумма грантов варьируется от 1,5 до 7 миллионов рублей ежегодно с 2022 по 2024 год.