Группой сотрудников ИГЕМ РАН (Белоусов П. Е., Покидько Б. В., Журавлев А. А.) и РХТУ им. Менделеева (Козлов П. П.) 18 апреля 2025 г. в рамках работ по апробации мобильной фильтрационной установки с использованием природных и модифицированных сорбентов собственного производства были проведены работы по очистке сточных вод на предприятии АО «Минудобрения» (г. Россош).
Данное предприятие входит в число крупнейших химических предприятий России. Основной выпускаемой продукцией являются жидкий аммиак, аммиачная селитра, а также сложное азотно-фосфорно-калийное удобрение. В результате их производства образуются большие объемы технических вод, содержащих аммоний, фтор, хлор, нитраты, фосфаты и сульфаты. Основным методом очистки технических вод на данный момент является их упаривание с дальнейшей доочисткой конденсата на ионно-обменных мембранах. Поскольку производство необходимых ионно-обменных мембран в России не ведется, их стоимость за последние годы значительно выросла. В связи с этим, рассматриваются альтернативные способы очистки технических вод.
При реализации проекта Российского Научного Фонда (№ 22-77-10050, рук. – Белоусов П. Е.) была разработана мобильная фильтрационная установка, а также сорбционные композиты на основе природных и модифицированных сорбентов для очистки вод от промышленных загрязнений различного характера. Руководство АО «Минудобрения» любезно согласилось провести апробацию разработанной научной группой фильтрационной системы в реальных условиях.
В качестве сорбционных композитов для очистки технических вод были подготовлены сорбенты на основе природного и модифицированного цеолита и опоки. Природные цеолиты являются эффективным материалом для сорбции катионов, однако имеют низкую степень селективности по отношению к поллютантам анионной природы. Технология получения модифицированного цеолита основана на восстановлении катионов меди на поверхности минерала. Использование как природного, так и модифицированного цеолита позволяет эффективно очищать воды от целого ряда катионов и анионов. Модификация опоки позволила резко увеличить величину удельной поверхности и микропористость сорбента, создав дополнительную поверхность для взаимодействия поллютантов с силанольными и силоксановыми группами.
Особенностям сорбции поллютантов различного характера на природных и модифицированных сорбентах освещены в следующий работах научного коллектива:
При реализации проекта Российского Научного Фонда (№ 22-77-10050, рук. – Белоусов П. Е.) была разработана мобильная фильтрационная установка, а также сорбционные композиты на основе природных и модифицированных сорбентов для очистки вод от промышленных загрязнений различного характера. Руководство АО «Минудобрения» любезно согласилось провести апробацию разработанной научной группой фильтрационной системы в реальных условиях.
В качестве сорбционных композитов для очистки технических вод были подготовлены сорбенты на основе природного и модифицированного цеолита и опоки. Природные цеолиты являются эффективным материалом для сорбции катионов, однако имеют низкую степень селективности по отношению к поллютантам анионной природы. Технология получения модифицированного цеолита основана на восстановлении катионов меди на поверхности минерала. Использование как природного, так и модифицированного цеолита позволяет эффективно очищать воды от целого ряда катионов и анионов. Модификация опоки позволила резко увеличить величину удельной поверхности и микропористость сорбента, создав дополнительную поверхность для взаимодействия поллютантов с силанольными и силоксановыми группами.
Особенностям сорбции поллютантов различного характера на природных и модифицированных сорбентах освещены в следующий работах научного коллектива:
- Belousov P., Tyupina E., Kozlov, P. et al. Sorption on Natural and Acid-Treated Zeolite. Minerals 2025, 15, 494;
- Belousov P. E., Gorbunova E. M., Kim K. B. et al. Magnetic and hydrophobic sorbent based on glauconite for the removal of oil slick from the water surface. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2025. 22, 3533–3544;
- Милютин В. В, Белоусов П. Е, Некрасова Н. А, Крупская В. В. Сорбция радионуклидов 137Cs и 90Sr на цеолитах различного генезиса. Радихимия. 2023. 65 № 3.
Мобильная фильтрационная установка была разработана сотрудниками НОЦ им. Н. М. Кижнера Томского Политехнического Университета под руководством доцента, к.т.н. Кутугина В. А. Для возможности применения сразу нескольких типов сорбционных материалов, было смонтировано 3 фильтрационные колонны общей вместительностью до 90 л. Производительность установки составила 1 м3/час. Особенностью является её мобильность и возможность пропускать загрязненную воду как через каждую фильтрационную колонну по отдельности, так и последовательно через все три.
В результате проведенных работ, было очищено порядка 2 кубометров сточных вод. Анализировалось содержание фтора, хлора, нитратов, нитритов, сульфатов и аммония. Полученные результаты свидетельствуют о том, что содержание всех поллютантов было значимо снижено. Наибольшая степень очистки наблюдалась для аммония.
Данные работы по апробации мобильной фильтрационной системы на основе природных и модифицированных сорбентов для очистки загрязненных вод на реальных объектах планируется продолжить.
Данные работы по апробации мобильной фильтрационной системы на основе природных и модифицированных сорбентов для очистки загрязненных вод на реальных объектах планируется продолжить.