21 ДЕК
2023
Ученые ЗабГУ изобрели уникальную установку обеззараживания воды
Технология запатентована. Сейчас систему используют в читинском бассейне «Нептун», а в следующем году ее установят в плавательных бассейнах, расположенных на территориях жилых поселков Забайкальской железной дороги. Изобретатели получают заказы из разных городов России.
«СКАТ 1-С» - так называется система, способная уничтожать в воде даже самых живучих микробов и паразитов. Этот проект курирует Иван Флегонтович Суворов, профессор кафедры энергетики и кафедры информатики, вычислительной техники и прикладной математики. Этой разработке он отдал более 30 лет.
Исследование началось в 1992 году совместно с кандидатом технических наук, доцентом Читинского политехнического института Анатолием Геннадьевичем Машкиным. Именно он предложил совершенно новую технологию обеззараживания воды – с использованием диафрагменного электрического разряда. Ученые договорились с читинским водоканалом о проведении экспериментов. Так на очистных сооружениях краевой столицы прошли первые попытки обеззараживания воды, которые завершились успехом. Несмотря на это, исследование «затормозилось» - сказались непростые 90-е, но Анатолий Машкин запатентовал технологию.
Суть ее заключалась в том, что сточная вода в электроразрядной камере разделялась на два потока диэлектрической пластиной с отверстиями 1 – 2 мм. Этот вид разряда впоследствии был назван диафрагменным электрическим разрядом.
«В качестве диэлектрика мы использовали все возможные материалы: и текстолит, и асбестоцементную плиту, и стекло… Но разряд в отверстиях не шел. Тогда мы попробовали применить полиэтилен с отверстиями. Разряд получился, и этим видом электрического разряда обработанную сточную воду мы сдали на анализ в бактериологическую лабораторию. Результаты анализов показали очень высокую эффективность обеззараживания воды - микробов не было обнаружено! Эти результаты экспериментов у меня остались в памяти... Но годы были тяжелые, развалился СССР, промышленность практически встала. И мы прекратили эксперименты», - вспоминает Иван Флегонтович.
Профессор вернулся к разработке только спустя 10 лет. Помогать в этом вызвались студенты и аспиранты, и исследования на энергетическом факультете снова «забурлили». «Студенты двухсот литровыми бочками привозили сточную воду с читинских городских очистных сооружений, несмотря на опасную работу – вода ведь была необеззараженная. Мы снова пытались получить разряд, но ничего не получалось. Тогда попробовали фторопласт – и все сработало! Много усилий мы приложили в разработку и утверждение технических условий на выпуск наших устройств и технологии».
Установка представляет собой разрядную камеру, разделенную диэлектрической пластиной из фторопласта, который не проводит ток, а температура его размягчения составляет 270 градусов по Цельсию. В пластине просверлены небольшие отверстия диаметром 1 – 2 мм, а сверху и снизу ее размещены медные электроды, к которым подводится напряжение 900 – 1200 Вольт и частотой 50Гц. В отверстиях происходит электрический разряд, его температура доходит до 50 000 градусов Цельсия.
Под такой температурой фторопластовая пластина не плавится, так как в отверстиях образуется парогазовый пузырь, внутри которого находится электрическая плазма. Этот вид электрического разряда относят к низкотемпературному плазменному разряду. При такой температуре образуется много окислителей, в том числе и озон, и ультрафиолет, и электрогидравлический удар, и двухвалентные ионы меди. В совокупности они дают мощный обеззараживающий синергетический эффект, который уничтожает даже самых живучих паразитов.
Системой «СКАТ 1-С» достаточно обработать 10% от всего объема воды в бассейне или любом другом резервуаре. Обработанная сточная вода сразу же выливается в общий объем резервуара. Ионы меди продолжают еще более суток дезинфицировать оставшуюся часть воды. При этом их концентрация не опасна для человека и на порядок меньше предельно-допустимой концентрации.
Установку зарегистрировали в Росреестре серийно выпускаемой продукции, ученые получили Декларацию о соответствии требованиям технического регламента Евразийского экономического союза. Сегодня Иван Флегонтович вместе с юными учеными и аспирантами продолжает совершенствовать технологию. Работы много: нужно улучшить экономические показатели, автоматизацию технологического процесса и информирование заказчика о режимах работы установки. «Для более глубокого изучения процессов, протекающих в электроразрядной камере, у нас очень слабый приборный парк. Он необходим для более грамотного управления технологическим процессом, чтобы выстроить его более оптимально как по затратам, так и по входным техническим и химическим параметрам», - признается ученый.
Диафрагменный электрический разряд впервые был предложен в России забайкальскими учеными Читинского политехнического института и аналогов его применения за рубежами России нет. Это подтвердили и патентоведы Казахстана. Этим видом разряда заинтересовались институт химии растворов РАН, институты Сибирского отделения РАН и многие другие, в том числе и атомщики - с целью обогащения урана. Заказы на разработанную систему обеззараживания приходят из разных городов России.
«Главное, что нашей технологии доверяют. Долгое время «СКАТ 1-С» обеззараживал сточную воду в поселке Новоорловске Агинского района. Сейчас круглосуточно обрабатывает воду в читинском бассейне «Нептун». А в следующем году наши установки закупит ЗабЖД. Мы надеемся, что у нас получится масштабировать производство за пределы Дальневосточного региона», - верит профессор.