Ученые из Красноярского научного центра РАН предложили использовать микросферы угольной золы при создании керамических мембран, которые применяются для очистки сточных вод. Результаты исследования опубликованы в журнале Membranes and Membrane Technologies.

Основным способом очистки сточных вод от нефтепродуктов, пестицидов и тяжелых металлов является использование мембран — пористых полимерных соединений, которые при фильтрации удерживают сторонние вещества и пропускают воду. Более дешевой альтернативой являются керамические мембраны, в производстве которых можно использовать промышленные отходы, в том числе золу, которая образуется при сжигании топлива на угольных ТЭС. «Керамические мембранные подложки обладают рядом преимуществ по сравнению с полимерными мембранами, включая прочность, химическую и температурную стабильность, способность к регенерации и долгий срок службы. На поверхности такой подложки формируют ряд слоев с уменьшающимся от слоя к слою размером пор. Задерживающие свойства мембраны определяются самым верхним селективным слоем», — цитирует Красноярский научный центр РАН доктора физико-математических наук Илью Рыжкова.

Зола содержит алюмосиликатные микросферы, которые благодаря своему составу, сферической форме и низкой плотности удобны для получения легких керамических материалов. Чтобы получить из этого материала мембранные подложки, авторы спрессовали порошок золы и разместили его в печь, где был осуществлен обжиг при температуре в 1100 градусов Цельсия. После двухчасовой выдержки получились плоские подложки диаметром и толщиной 26×3 миллиметра, которые благодаря высокой температуре спекания отличались высокой прочностью, но при этом оставались достаточно пористыми.

Ученые провели эксперимент, в ходе которого через образцы мембранных подложек из угольных отходов пропускалась вода, загрязненная частицами микрокремнезема. Опытные образцы показали почти стопроцентную степень очистки. «Полученные подложки могут быть использованы в качестве основы для создания микро-, ультра- и нанофильтрационных мембран, в том числе с электропроводящими селективными слоями. Предложенная нами методика и использование зольных отходов в производстве мембранных материалов позволит снизить выбросы мелкодисперсных микрочастиц в окружающую среду и создать предпосылки для разработки технологий комплексной переработки отходов тепловой энергии», — цитирует Красноярский научный центр РАН Илью Рыжкова.