You are here

Инновационная опреснительная установка от ИХФ


Установка промислового опріснення води

Чистая пресная вода на нашей планете - ценный природный ресурс, запасы которого ограничены. Поэтому ученые всего мира уделяют много внимания очистке и рациональному использованию воды. Не стоят в стороне научного поиска и Киевские политехники. Среди других победителем IV Фестиваля инновационных проектов "Sikorsky Challenge 2015" назван проект, разработанный кафедрой экологии и технологии растительных полимеров ИХФ, "Разработка и использование баромембранных фильтров на основе аквапорина". На его реализацию выделено около 6 млн грн.

Как рассказывают разработчики, главной целью проекта было обеспечение населения, промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов качественной пресной водой. Предложенная установка баромембранного опреснения предназначена в основном для опреснения морской воды.

Структура молекули АквапорінуАквапорин. Этот термин вошел в современную науку не так давно. Нобелевскую премию в области химии за открытие аквапорина было присуждено Питеру Егру и Родерику Маккинану в недалеком 2003 году. Что же такое аквапорин и почему ему уделяют столько внимания?

Известно, что внешняя оболочка клетки является полупроницаемой мембраной. Это означает, что мембраны клеток пропускают через себя не все вещества. Еще в XIX в. заметили, что воду клеточные мембраны пропускают через себя с большей скоростью, чем другие растворители. А в середине ХХ в. ученые поняли, что клетки не просто пропускают воду через свою мембрану - они ее буквально вытягивают из межклеточной среды с невероятной скоростью. Не поняли ученые лишь одного - как они это делают? И не понимали до тех пор, пока Питер Егр не выявил специальные белковые каналы - водопроводные поры, названные им аквапорины (от лат. Aqua и греч. Poros - проход, отверстие). Именно эти каналы и отвечают за "вход" и "выход" воды в клетках.

После открытия Егра количество исследований аквапоринов нарастала лавинообразно. Аквапорины было обнаружены во всех живых организмах на планете: в животных, бактериях и даже растениях. На сегодня только у млекопитающих описано 13 видов аквапоринов, различающихся структурой, местоположением и функцией.

Идея проекта заключается в повышении эффективности баромембранного опреснения воды за счет использования мембранных фильтров на основе аквапоринов. Процесс баромембранной очистки воды требует значительных затрат электроэнергии и требует частой замены фильтрующей мембраны. На рынке представлено много разновидностей данных мембран, которые обеспечивают высокую эффективность опреснения воды, но они довольно дороги. Обычно срок службы мембраны не превышает трех лет. При использовании мембран с аквапоринами расходы электроэнергии можно снизить в 3-5 раз, а мембранные фильтры служат вдвое дольше (примерно 6 лет). Все это будет давать значительный экономический эффект.

В процессе баромембранного опреснения воды образуются значительные объемы опасных концентратов. Их захоронения на полигонах ухудшает и без того сложную экологическую ситуацию. Химики КПИ разработали технологию, позволяющую перерабатывать эти концентраты в продукты, которые можно использовать в производстве строительных материалов и удобрений. Это будет давать дополнительный экономический эффект и положительно влиять на окружающую среду.

Проект разработан под руководством аспирантки ИХФ Валентины Грабитченко, которая является специалистом по баромембранному опреснению, с участием к.т.н. Инны Трус - специалиста по обессоливанию воды. Отвечал за реализацию проекта к.т.н., доцент В.С.Камаев. Научной составляющей проекта занимался д.т.н., профессор Николай Дмитриевич Гомеля - признанный эксперт по вопросам водоподготовки.

Инф. ИХФ

x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій