Метод Техниона по очистке сточных вод
Метод Техниона по очистке сточных вод — разработанная в Израиле технология, которая позволяет селективно очищать воду, сохраняя необходимые растениям минералы[1][2].
Введение[править]
Процесс очистки сточных вод под орошение не простая задача. Для безопасного применения оборотной воды следует удалить из неё избыток натрия, но некоторые минералы, в частности кальций и магний, следует сохранить, так как они удобряют почву и помогают росту растений.
Напротив, высокое соотношение натрия к кальцию и магнию — коэффициент поглощения натрия (SAR) — отрицательно влияет на проницаемость почвы, скорость инфильтрации воды, и повреждает посевы, и наконец приводит к засолению почвы. Современные методы очистки воды или недостаточно селективны — они удаляют как нежелательные соли, так и желаемые минералы, и требуют последующей реминерализации воды — либо стоят слишком дорого и не поддаются точной настройке.
Описание[править]
Ёмкостная деионизация (ЕД) — новая технология очистки воды, направленная на исправление неселективности самых частых на сегодняшний день технологий обработки сточных вод. При ЕД применяется 2 электрода, изготовленных из активированного угля. Когда на электроды поступает электрический заряд, соли и минералы из воды мигрируют к электродам и собираются в их нанопорах — своеобразных «карманах», подходящих для конкретного вещества. Когда эти «карманы» заполнены, смена направления течения тока опустошает их, и электрод вновь готов к применению.
Проблема ЕД в том, что электроды быстро изнашиваются. И вот, в 2021 году проф. Мати Сасс (факультеты машиностроения и химического машиностроения Техниона) и его исследовательская группа (аспиранты Эрик Гайес и Амит Шукрун и магистрант Инке Чен) в сотрудничестве с проф. Чарльзом Дизендруком с химфака Техниона, смогли добиться прорыва в устранении данной помехи.
По разработанному израильскими учёными способу вода протекает через два пористых электрода. Путём сульфирования одного из электродов группа проф. Сасса сумела создать ёмкостную ячейку деионизации, гораздо более эффективную в понижении SAR (см. выше), чем ячейки с электродами, которые так не обрабатывались. Сульфированный электрод оказался намного более стабильным, выдержав 1 тысячу циклов очистки воды без существенного износа.
Метод Техниона оказался более энергетически эффективным. Другое преимущество данной технологии — возможность легко настраивать её, изменяя напряжение и время зарядки электродов.