Работы ученых Satbayev University по очистке воды получили высокую оценку в Польше
Профессор Сейтхан Азат из Satbayev University принял участие в семинаре «Синтез и характеристика углеродных материалов», проведенном в Университете Марии Склодовской-Кюри (Польша), где выступил с докладом на тему «Использование активированного угля в водоочистке: удаление радионуклидов и микропластиков».
Этот семинар был организован при финансовой поддержке проекта «Многофункциональные устойчивые адсорбенты для водоочистки с использованием плазменных технологий и защиты здоровья от ксенобиотиков», который финансируется Европейским Союзом в рамках программы «Горизонт Европа», сообщает ИА El.kz.
В мероприятии также приняли участие ученые из Испании, Польши, Великобритании, Словакии, Мексики, Украины, Венгрии и Молдовы. По специальному приглашению Польского химического общества, Сейтхан Азат провел открытую лекцию в Университете Марии Склодовской-Кюри на тему «Современное состояние исследований углерода в водоочистке в Казахстане: пример Satbayev University».
Научные работы Satbayev University были высоко оценены и вызвали значительный интерес у ученых. В результате достигнуто соглашение о совместных научных проектах и совместном выполнении научных работ докторантов.
Вода является жизненно важным ресурсом, необходимым для выживания всех живых существ на Земле. Однако с ростом промышленного производства, урбанизации и сельского хозяйства увеличивается загрязнение водных источников, что создает необходимость в разработке эффективных методов очистки воды. В этой статье будут рассмотрены основные научные методы очистки воды, включая физические, химические и биологические методы, а также современные инновационные технологии.
Физические методы очистки воды
- Фильтрация
Фильтрация является одним из самых простых и широко используемых методов очистки воды. Этот процесс включает прохождение воды через пористый материал, который задерживает твердые частицы. Существует несколько типов фильтрации, включая песочную, угольную и мембранную фильтрацию.
Песочная фильтрация
Песочная фильтрация использует слои песка для удаления взвешенных твердых частиц из воды. Этот метод эффективен для удаления мутности и крупных частиц, но не всегда справляется с микроскопическими загрязнителями.
Угольная фильтрация
Угольная фильтрация использует активированный уголь для удаления органических соединений и хлора. Активированный уголь имеет большую поверхность, что позволяет ему адсорбировать загрязнители и улучшать вкус и запах воды.
Мембранная фильтрация
Мембранная фильтрация включает использование полупроницаемых мембран для удаления частиц и растворенных веществ. Существует несколько типов мембранной фильтрации, включая ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос.
- Седиментация
Седиментация – это процесс осаждения твердых частиц под действием силы тяжести. Этот метод часто используется в начальной стадии очистки воды для удаления крупных взвешенных частиц.
- Коагуляция и флокуляция
Коагуляция и флокуляция – это процессы, которые используются для удаления мелких взвешенных частиц, которые не могут быть удалены с помощью седиментации. В процессе коагуляции в воду добавляются коагулянты (например, алюминиевые или железные соли), которые вызывают агрегацию мелких частиц. Затем в процессе флокуляции образуются более крупные флокулы, которые осаждаются и удаляются.
Химические методы очистки воды
- Хлорирование
Хлорирование – это метод дезинфекции воды с использованием хлора или его соединений. Хлор убивает бактерии, вирусы и другие микроорганизмы, предотвращая распространение водных заболеваний. Однако избыточное хлорирование может привести к образованию токсичных побочных продуктов, таких как тригалометаны.
- Озонирование
Озонирование использует озон (O3) для дезинфекции воды. Озон является сильным окислителем, который эффективно уничтожает микроорганизмы и удаляет органические загрязнители. Озонирование также улучшает вкус и запах воды, но требует специальных установок и высоких затрат на эксплуатацию.
- Ультрафиолетовое облучение
Ультрафиолетовое (УФ) облучение – это метод дезинфекции воды, который использует УФ-лучи для уничтожения микроорганизмов. УФ-лучи повреждают ДНК бактерий и вирусов, предотвращая их размножение. Этот метод эффективен и экологически безопасен, так как не образует вредных побочных продуктов.
- Адсорбция
Адсорбция – это процесс, при котором загрязнители из воды притягиваются и удерживаются на поверхности адсорбента. Активированный уголь является наиболее распространенным адсорбентом, используемым для удаления органических соединений, хлора и тяжелых металлов.
Биологические методы очистки воды
- Биологические фильтры
Биологические фильтры используют микроорганизмы для разложения органических веществ в воде. Эти фильтры часто используются в системах очистки сточных вод. Микроорганизмы, прикрепленные к поверхности фильтрующего материала, потребляют органические загрязнители, превращая их в безопасные продукты.
- Искусственные водно-болотные угодья
Искусственные водно-болотные угодья – это системы, которые имитируют природные болотные экосистемы для очистки воды. В таких системах вода проходит через различные слои растений, почвы и микроорганизмов, которые эффективно удаляют загрязнители.
- Аэробные и анаэробные процессы
Аэробные и анаэробные процессы используют микроорганизмы для разложения органических веществ в присутствии или отсутствии кислорода. Аэробные процессы требуют кислорода и часто используются для очистки сточных вод, в то время как анаэробные процессы могут использоваться для обработки органических отходов и производства биогаза.
Современные инновационные технологии
- Нанотехнологии
Нанотехнологии предлагают новые возможности для очистки воды, используя наночастицы и наноматериалы для удаления загрязнителей. Наноматериалы, такие как углеродные нанотрубки и наночастицы оксида титана, обладают уникальными свойствами, которые позволяют им эффективно удалять тяжелые металлы, органические соединения и микроорганизмы.
- Электрохимическая очистка
Электрохимическая очистка использует электрический ток для удаления загрязнителей из воды. Этот метод включает процессы, такие как электрофлотация, электрокоагуляция и электродиализ. Электрохимическая очистка эффективна для удаления тяжелых металлов, органических веществ и микропластиков.
- Плазменные технологии
Плазменные технологии используют плазму для очистки воды от загрязнителей. Плазма – это состояние вещества, в котором газ ионизирован и содержит свободные электроны и ионы. Плазменные разряды могут разлагать сложные органические соединения, уничтожать микроорганизмы и удалять тяжелые металлы из воды.
- Мембранные биореакторы
Мембранные биореакторы (MBR) объединяют биологическую очистку и мембранную фильтрацию в одном процессе. В MBR микроорганизмы разлагают органические вещества, а мембраны удаляют твердые частицы и микроорганизмы. Этот метод позволяет достичь высокой степени очистки и уменьшить размер очистных сооружений.
Очистка воды является важной задачей для обеспечения безопасности и здоровья населения. Научные методы очистки воды включают физические, химические и биологические процессы, которые могут быть комбинированы для достижения наилучших результатов. Современные инновационные технологии, такие как нанотехнологии, электрохимическая очистка и плазменные технологии, предлагают новые возможности для повышения эффективности очистки воды и решения глобальных проблем загрязнения водных ресурсов.
