Учёные Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) и Тюменского индустриального университета создали систему, способную удалять из воздуха почти 100% мелкой и крупной пыли. Новое устройство потребляет меньше электроэнергии и издаёт меньше шума, чем большинство существующих коммерческих аналогов.
Природный водоворот
Две трети частиц пыли в воздухе имеют размер от двух с половиной до пяти микрометров. Для удаления их из воздуха в современных сплит-системах используются высокие скорости закручивания струй. Именно с этим связаны громкие звуки, которые издают кондиционеры, отметили в ВолгГТУ.
Проблема с очисткой воздуха от мелкой пыли особенно актуальна на нижних этажах, где самое большое загрязнение пылью с фасада, пояснил один из авторов разработки, завкафедрой безопасности жизнедеятельности в строительстве и городском хозяйстве ВолгГТУ Валерий Азаров. Он отметил, что в таких помещениях эффективная очистка воздуха возможна только с помощью промышленных циклонов или же с постоянной заменой фильтров в «домашних» кондиционерах.
Учёные же ВолгГТУ и Тюменского индустриального университета разработали новую систему очистки воздуха жилых помещений от пыли с улицы. Она не требует дорогостоящего обслуживания, необходимо только периодическое удаление пыли с помощью домашнего пылесоса. Согласно наблюдениям за 2023–2025 годы, новое устройство удаляет 99% мелкой и крупной (8–10 микрометров) пыли из воздуха.
– Система работает как природный водоворот, – объяснила одна из авторов разработки, профессор кафедры «Техносферная безопасность» Тюменского индустриального университета Наталья Литвинова. – Наружный воздух поступает через лопаточный завихритель с углом наклона тридцать пять градусов, где начинает закручиваться. Затем проходит через конус с жалюзийными решётками, где тяжёлые частицы пыли отбрасываются к стенкам и попадают в сборный бункер. Очищенный воздух проходит через сорбционные фильтры (на основе цеолита и шунгита) и поступает в помещение через специальные диффузоры, закручиваясь второй раз.
Ещё одно преимущество новой системы – «борьба» со сквозняками. Валерий Азаров пояснил, что закрученные струи (веерные и конические) обеспечивают плавное снижение скорости воздуха в обслуживаемой зоне до 0,15 метра в секунду – в пределах нормативов для жилых помещений. Одновременно происходит выравнивание температуры приточного воздуха с температурой помещения, что исключает сквозняки.
В будущем специалисты планируют адаптировать конструкцию для создания новых кондиционеров под разные климатические условия и разные загрязнители.
Минимум ресурсов – максимум эффекта
Тем временем учёные из Дагестанского государственного университета (Махачкала), Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) и Удмуртского федерального исследовательского центра Уральского отделения РАН (Ижевск) при участии коллег из Университета Лотарингии (Франция) создали новый материал для сверхэффективной очистки воды от ядовитых ионов меди. По словам авторов разработки, он в 14 раз превосходит активированный уголь и способен за два часа удалить из воды 99% меди.
Эффективную альтернативу активированному углю можно получить при комнатных условиях из кремнезёма и клея в одну стадию, и материал не требует дополнительной обработки, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на Российский научный фонд. При производстве нового сорбента используется минимум воды, электроэнергии и химических веществ.
Сейчас для удаления меди из воды используется мембранная фильтрация или фильтрация ионными смолами, которые могут быть недостаточно эффективны и при этом требуют дорогостоящих реагентов и сложного оборудования. Завышенная относительно норматива концентрация меди в сточных водах не только грозит предприятиям многомиллионными штрафами, но и представляет угрозу для экосистемы.
При «работе» нового материала в воде, содержащей медь, металл осаждается на поверхности сорбента в виде нерастворимых соединений. Последние оказываются прочно закреплёнными на носителе.
– Повышение температуры от комнатной (около двадцати пяти градусов) до сорока градусов по Цельсию улучшает удаление меди из воды, что позволит использовать сорбент для очистки горячих промышленных стоков в металлургии и химической промышленности, – пояснила один из авторов разработки, ведущий инженер кафедры неорганической химии и химической экологии Дагестанского государственного университета Шаназа Аммаева. – Наиболее эффективно процесс протекает в кислой и нейтральной среде, где удаляется девяносто девять процентов меди.
Василий АКУЛОВ.
