Биологическое зарастание представляет собой серьезную проблему для водоочистных сооружений. На поверхности фильтров накапливаются бактерии и вирусы, формируя биопленки, которые снижают эффективность очистки воды. Частая замена фильтрующих элементов является дорогостоящим мероприятием, а химическая очистка наносит ущерб окружающей среде. Оптимальным решением могло бы стать использование паровой обработки – это недорогой, быстрый и экологически безопасный метод. Однако, при разработке этой технологии инженеры столкнулись с затруднением: современные полимерные мембраны не способны выдерживать воздействие горячего пара, поскольку он приводит к их разрушению.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета (КБГУ), работая совместно с исследователями Института нефтехимического синтеза (ИНХС РАН), нашли решение этой задачи. Им удалось создать материал, устойчивый к воздействию высокой температуры и влажности. Результаты разработки опубликованы в авторитетном журнале Polymers.
Уникальность новой разработки заключается в использовании специального полимера, созданного на основе полифениленсульфона (ПФСФ). По словам Ильи Борисова, ведущего научного сотрудника Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий КБГУ, в настоящее время на рынке отсутствуют полимерные мембраны, способные выдерживать подобную обработку – воздействие водяного пара при высокой температуре приводит к разрушению полимерных фильтров. Российская разработка, в свою очередь, способна выдерживать более 300 часов паровой стерилизации, сохраняя свои эксплуатационные качества и пригодность для повторного применения.
Основное преимущество мембраны заключается не только в её долговечности. Она способна улавливать не только крупные частицы, но и микроскопические патогены, такие как вирусы и бактерии, а также токсичные вещества, образующиеся в процессе их жизнедеятельности. При этом для работы системы не требуется высокое давление.
«Наша разрабатываемая технология востребована в тех регионах, где ощущается нехватка качественной воды. Технология ультрафильтрации, использующая инновационную мембрану, характеризуется низкими затратами на создание давления в системе (не более трех бар). Это решение особенно ценно в районах, где отсутствуют крупные промышленные комплексы для очистки воды, — пояснил исследователь.
В настоящее время ученые планируют провести ряд масштабных исследований с целью установления точного ресурса новых фильтрующих элементов. Проведение этих работ осуществляется при содействии Российского научного фонда (проект № 25-19-68075).
Информация предоставлена пресс-службой КБГУ