Ученые Пермского Политеха нашли способ очищения промышленных стоков от токсичного фенола

01.10.25 12:37

Это приводит к массовой гибели рыбы, накоплению яда в организмах обитателей рек и делает воду непригодной для питья даже после кипячения. Решение этой проблемы особенно актуально в свете ужесточения норм охраны окружающей среды. Ученые Пермского Политеха предложили экологичный и экономичный выход. Они разработали двухэтапную технологию очистки, которая позволяет снизить концентрацию фенола в сточных водах на 92%. Главное преимущество метода в том, что опасный загрязнитель не просто обезвреживается, а извлекается и превращается в ценное сырье — фенолят натрия. Его можно повторно использовать в химической промышленности, что соответствует принципам «зеленой» экономики.

 

Фенол — высокотоксичное вещество, которое вырабатывается на промышленных предприятиях и сливается в реки вместе со сточными водами производства. Например, одни только нефтеперерабатывающие заводы на литр стоков «выбрасывают» до 185 мг этого компонента. В химической промышленности эта цифра может доходить до 6000 мг/л. Такие концентрации делают традиционные методы переработки стоков малоэффективными.

 

Существующие технологии очистки — такие как фильтрация, окисление озоном или хлором — либо требуют больших энергозатрат, либо безвозвратно разрушают фенол, лишая промышленность возможности его повторного использования. Биологические методы, основанные на использовании микроорганизмов, также не справляются: бактерии гибнут в токсичной среде.

 

Еще одним перспективным способом считается экстракция — способ извлечь фенол таким образом, чтобы использовать его повторно. Традиционно для этого применяют токсичные и легковоспламеняющиеся экстрагенты — растворители вроде метилтретбутилового эфира. Он опасен и может привести к вторичному загрязнению воды, что убьет полезные бактерии на этапе биологической доочистки.

 

Ученые Пермского Политеха нашли способ безопасно извлекать фенол с помощью специальных экстрагентов — этиловых эфиров карбоновых кислот. Эти соединения получают из растительных масел и жиров. В отличие от стандартных растворителей, они не токсичны, негорючи и практически не растворяются в воде, а значит, не навредят дальнейшим процессам очистки.

 

— Суть метода в том, что к загрязненной воде добавляется «уловитель» — органический экстрагент, в который при интенсивном перемешивании «переходит» большая часть фенола. Затем смесь отстаивается, и вода отправляется на доочистку, а «обогащенный» фенолом экстрагент — на регенерацию. Чтобы найти идеальный «уловитель», мы провели десятки экспериментов, проверяя различные эфиры, измеряли, насколько хорошо каждое вещество вытягивает токсин из воды, и оценивали его по безопасности, цене, растворимости и влиянию на микроорганизмы. Лучше всего справилась смесь этилбутирата и этилолеата, коэффициент распределения которой почти в 1,7 раз выше, чем у традиционного метилтретбутилового эфира. Простыми словами, это означает, что требуется намного меньше эфирной смеси, чтобы извлечь то же количество фенола, — комментирует Ирина Пермякова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук.

 

Всего за одну ступень очистки новым методом можно удалить до 90-92% фенола, снизив его концентрацию с 3000 мг/л до безопасных 200-300 мг/л. При этом, для слабозагрязненных стоков достаточно небольшого количества экстрагента (соотношение 1:20), для высококонцентрированных — его долю увеличивают (1:10 или 1:5).

 

Кроме того, методика ученых ПНИПУ позволяет не просто извлекать токсин, а превращать его в товарный продукт. При добавлении щелочи к экстракту с фенолом, последний осаждается в виде фенолята натрия. Это вещество становится готовым сырьем для производства смол (клеев для фанеры и ДСП), синтетических каучуков, антисептиков, лекарств и красителей.

 

Такое технологическое решение помогает предприятиям не только соблюдать экологические нормативы, но и получать дополнительную прибыль. Вместо затрат на утилизацию компания может продавать фенолят натрия, превращая статью расходов в доходы. Методика закрывает цикл использования фенола, предотвращая его попадание в окружающую среду и демонстрируя пример эффективной экономики замкнутого цикла.

Читайте также: