Как микробы помогают очищать воздух от токсичных выбросов промышленных предприятий
- Подписаться на
Пары фенола, формальдегида, ксилола, толуола, аммиака, токсичные аэрозоли и другая вредная органика… Что только не летит с фабрик и заводов! Лишь на литейных производствах за сутки работы вентиляция может выбрасывать в атмосферу до миллиона кубометров загрязненного воздуха! Как обезвредить его от опасных соединений? Эту задачу решили специалисты Белорусского национального технического университета, разработав в начале 1990-х специальную абсорбционно-биохимическую установку (АБХУ). Подробностями в интервью корреспонденту газеты «Минский курьер» поделились разработчик и автор патентов Юрий Шаповалов и директор предприятия «Промышленные экологические системы» Николай Вит.
— Некоторые думают, что очистить вентиляционный воздух просто, — рассказывает Юрий Шаповалов. — Якобы поставил фильтр наподобие бумажного, на котором оседают загрязнения, и получай на выходе чистый воздух. Увы, так не бывает. В вентиляционных выбросах содержится десятка два видов вредных веществ. Только щелочным или кислотным способом их удалить нельзя. В вентвоздухе также часто присутствуют песок, опилки, волокна минеральной ваты. Задача усложняется еще больше, когда выбросы из вентиляции идут с аэрозолями. Самые опасные из них — смолистые. Через несколько часов фильтр для очистки воздуха весь в смоле, и его нужно менять. По деньгам это разорение. Поэтому в советское время в отраслевой лаборатории очистки газовых выбросов литейных цехов БНТУ мы все проанализировали и пришли к выводу, что традиционные методы не годятся. Решением стали водные АБХУ.
Кормушка для микробов
Вентвоздух направляется в аппарат под названием «скруббер», где находятся несколько тысяч орошаемых водой пластиковых шариков. В движение их приводит поток воздуха, и получается так называемый кипящий слой. Подвижные шарики в разы увеличивают площадь и время контакта загрязненного воздуха с водой, в которой растворяется значительная часть вредных веществ. Но как очистить воду?
— Мы рассматривали несколько способов и совершенно случайно остановились на биохимическом методе, — вспоминает Юрий. — Фенол, формальдегид, ксилол, толуол, содержащиеся в промышленных выбросах в атмосфере, — органические вещества. В природе есть микробы и бактерии, питающиеся ими. В результате токсичные органические вещества разлагаются на углекислый газ и воду, которая возвращается в биореактор. Получается экологически чистый замкнутый цикл. Микроорганизмы нам поставляет Институт микробиологии НАН Беларуси.
По словам Юрия Шаповалова, создание АБХУ было сложной технической задачей. Один кубический метр воздуха весит 1,3 кг. Токсичных же веществ в нем, к примеру, 10 или 100 мг. Уловить их в воздушной смеси можно, только хорошо перемешав воздух с водой.
Микроорганизмы в биореакторах питаются уловленными в скруббере токсичными органическими веществами, поэтому АБХУ должны постоянно работать. Тогда очистка воздуха от фенолов и формальдегида будет доходить уже до 97–99 %. Хотя микробы в биореакторе выживают и при перерыве в питании до месяца.
Сегодня АБХУ используются на литейных производствах, при выпуске минваты и пластмасс, в деревообработке и иных технологических процессах. Это уникальная разработка Технопарка БНТУ. По функциональности, эффективности, экономичности и экологичности АБХУ не имеют аналогов на мировом рынке газоочистного оборудования. По словам директора предприятия «Промышленные экологические системы» Николая Вита, на сегодня его компанией спроектировано, произведено и запущено 140 таких установок в Беларуси, России, Украине и Кыргызстане.
Путь на рынок
Первые 10 лет начиная с 1991 года, когда рухнул Союз и все заводы стояли, АБХУ не была нужна никому, рассказывает Николай Вит. И только затем пошли первые заявки. В 2007-м МАЗ приобрел такую установку для очистки вентвоздуха от триэтиламина. Продувку этим веществом используют при изготовлении литейных стержней, которые позволяют получать полые формы. Сегодня почти все литейные цеха бывшего СССР перешли на эту технологию. Она работает при комнатной температуре, позволяя получать десятки тысяч отливок высокой точности. Как пахнет триэтиламин? Умножьте запах аммиака на 50 — и поймете. Его пары тяжелее воздуха, при утечке стелются по полу или земле. Они горючи, взрывоопасны и сильно раздражают слизистые глаз и органов дыхания.
— МАЗ взял нашу установку, потому что она была в два раза дешевле импортных кислотных скрубберов, — рассказывает Юрий Шаповалов, — а еще на порядок чище и намного экономичнее в эксплуатации. Это важно, так как очистка может потянуть 5–20 % от стоимости технологического оборудования, не говоря уже об эксплуатации.
— Почему так много ваших установок в России и так мало в Беларуси? В Минске они имеются только на моторном заводе и МАЗе.
— Видимо, нет осознания, каким воздухом мы дышим. Общество еще не готово вкладывать средства в экологию, — отмечает Николай Вит. — Есть и чисто технологические проблемы. К примеру, на МТЗ огромные литейные цеха. Там нужно ставить 20 таких установок, которые с участков заливки, охлаждения и выбивки литейных форм будут обрабатывать десятки тысяч кубометров воздуха в час. Но в цехах для АБХУ мало места, а на открытом воздухе в наших широтах микробы замерзнут. В Липецке же мы семью своими установками полностью закрыли один литейный цех и сняли все вопросы по экологии. Эффективность очистки воздуха там в среднем 90 %. В идеале надо сразу строить производства с участком газоочистки.
По словам Николая Вита, специалисты постоянно совершенствуют свои установки, привлекая аспирантов БНТУ. В сотрудничестве с учеными Института микробиологии НАН Беларуси осваивают очистку воздуха от ксилола и толуола.
— Когда в 2022 году пандемия пошла на спад, наше предприятие получило на выставках около 30 заявок из России и Европы, — подчеркивает Николай Вит. — Но уже в марте заказчики стали сообщать об остановке инвестиций из-за экономической и политической неопределенности в связи с нестабильностью на мировом рынке. Сегодня мы продолжаем работу, прорабатывая возможности выхода на рынки других стран, включая Азию.
Фото Сергея Пожоги
