На станциях водоочистки крупных городов накапливается большое количество отходов, которые образуются в процессе реагентной обработки воды. Фактически это те же вещества, которые есть в водохранилище, только в более концентрированном виде: водный и почвеннный гумус, продукты обмена животных и растительных организмов, а также остатки реагентов, используемых в водоочистке: соли алюминия, флокулянты. Челябинск за год выдает около двух миллионов кубометров такого гелеобразного осадка, который нельзя отфильтровать. По существующей технологии он регулярно откачивается и отводится в городскую канализацию.
Ученые кафедр «Градостроительство, инженерные сети и системы» и «Строительные материалы и изделия» ЮУрГУ Марина Белканова и Александр Орлов предложили использовать отходы водоочистных сооружений для изготовления строительных материалов.
«Оказалось, что состав этого осадка близок по составу к глине, поскольку в нем преобладают алюмосиликаты, кроме того, есть органическая часть, – объясняет доцент кафедры «Градостроительство, инженерные сети и системы» АСИ ЮУрГУ Марина Белканова. – Мы предложили использовать его в строительной керамике: подмешивать к глиняной шихте после предварительного обезвоживания».
Проблема обезвоживания осадка очистных сооружений стоит во всей России. Ученые ЮУрГУ предложили экономически выгодный и эффективный способ: замораживать, а затем оттаивать осадок в естественных условиях. На Урале всю работу сделает сама природа, а в результате можно «освободить» воду из гелеобразной структуры осадков и резко понизить влажность отходов очистных сооружений. Затем после дополнительного подсушивания массу можно применять как сырье для строительной индустрии.
.jpeg)
«Кирпичи в процессе производства обжигают, и за счёт того, что органическая часть, которая содержится в осадке, выгорает, образуются поры, – рассказывает Марина Белканова. – Кирпич становится более лёгким, пористость улучшает теплоизолирующие свойства. Кроме того, наша добавка работает как плавень, то есть помогает спекать образец, и кирпичи становятся немного прочнее».
Научную разработку на практике проверил один из ведущих производителей строительного кирпича в Челябинской области – завод «Кемма». Причем, на предприятии была возможность провести эксперименты, которые неосуществимы в лабораторных условиях университета. Например, проверить чувствительность глины с модифицирующей добавкой к сушке. Технологический эксперимент показал, что применение осадка для улучшения сушильных свойств глины позволяет избежать растрескивания кирпичей в процессе сушки и снизить количество производственного брака.
Разработка ученых ЮУрГУ позволяет решить и ряд экологических проблем. Как мы помним, жидкие отходы очистных сооружений сливаются в общегородскую канализацию, куда также поступают и промышленные сточные воды города, содержащие тяжелые металлы и другие загрязнители. Затем вся эта масса перерабатывается и вывозится на полигоны твердых бытовых отходов, загрязняя почву и грунтовые воды, разлетаясь в виде пыли на много километров вокруг. Ученые предлагают рационально использовать то, что может быть сырьем, а заодно уменьшить объемы отходов больших городов.