Как пишет "Российская газета", воздух от неприятных запахов очищают с помощью биофильтров – огромных емкостей, заполненных специальным материалом с микроорганизмами, для которых сероводород и аммиак являются кормом. Как правило, в качестве наполнителя фильтра используют дешевые и доступные материалы – древесные опилки, кору деревьев, компост или керамзит. Однако бактерии они удерживают не очень хорошо, а потому требуют частой замены.
Для решения этой проблемы ученые разработали новые загрузочные материалы для биофильтров. В их основе – остатки нефтесодержащих отходов и активного ила. Из этого сырья создают мелкий углеродистый порошок, похожий на сажу. В нем содержится фосфор и микродозы тяжелых металлов, которые стимулируют активность бактерий.
"Мы провели исследования и выяснили, что новая загрузка биофильтров позволяет снизить интенсивность запаха аммиака на 78-97 процентов, а сероводорода – на 65-83 процента от исходного уровня. Это в два с половиной раза эффективнее, чем традиционные загрузки. Разработана и технология заселения бактерий в фильтры. Она позволяет в течение трех-пяти суток сформировать на поверхности материала биопленку – плотную колонию микроорганизмов, которые буквально прилипают к материалу и начинают на нем жить и размножаться", – рассказала один из авторов научной разработки, доктор технических наук Лариса Рудакова.
Чем опасны газы с очистных сооружений
Сероводород и аммиак – главные источники удушливого запаха на очистных сооружениях. Оба газа представляют серьезную угрозу для здоровья человека. Сероводород в низких концентрациях пахнет тухлыми яйцами, однако его главное коварство заключается в том, что при повышении дозы в воздухе он мгновенно парализует обонятельный нерв. Человек перестает чувствовать запах, что часто приводит к ложному чувству безопасности непосредственно перед тяжелым отравлением. Этот газ относится к высокоопасным веществам и действует как тканевый яд: он блокирует дыхательную цепь клеток, вызывая острое кислородное голодание органов, головные боли и головокружение, а в высоких концентрациях – отек легких, судороги и остановку дыхания.
Аммиак – бесцветный газ с резким нашатырным запахом, относящийся к умеренно опасным веществам. При контакте со слизистыми оболочками глаз и дыхательных путей он вступает в реакцию с естественной влагой, создавая агрессивную щелочную среду. Это приводит к сильному химическому раздражению и ожогам. Ингаляционное воздействие аммиака вызывает мучительный кашель, удушье и слезотечение. При длительном воздействии даже малых концентраций обоих газов у людей развиваются стойкие расстройства нервной системы, хронические заболевания дыхательных путей и снижается общий иммунитет.
Биологическая утилизация: как биофильтры очищают воздух
Биофильтрация – это одна из самых экологичных и эффективных технологий очистки воздуха от газовых выбросов, основанная на способности микроорганизмов разрушать загрязняющие вещества. В отличие от химических методов, которые лишь связывают токсины, биофильтры полностью уничтожают их, превращая в безвредные соединения. В основе этого процесса лежит естественный метаболизм бактерий: такие опасные газы, как сероводород и аммиак, служат для них источником питания и энергии.
Конструктивно классический биофильтр представляет собой закрытый или открытый резервуар, заполненный пористой загрузкой (корой, щепой, керамзитом или торфом). На поверхности этого наполнителя формируется тонкая биологическая пленка – плотная колония микроорганизмов. Загрязненный воздух подается в систему, проходит сквозь фильтрующие слои, где токсичные газы сначала растворяются в водной фазе биопленки, а затем поглощаются и перерабатываются бактериями в безопасные минеральные соли (сульфаты, нитраты), углекислый газ и воду.
Главными условиями для эффективной работы биофильтра являются поддержание постоянной влажности, температуры и пористости среды, чтобы бактерии не погибали, а воздушный поток распределялся равномерно. Традиционные органические материалы со временем слеживаются, гниют и теряют способность прочно удерживать микроорганизмы, что требует их регулярной замены. Именно эту проблему решает применение инновационных углеродистых порошков, которые обеспечивают бактериям надежную фиксацию и стимулируют их биологическую активность.
Ранее российские ученые разработали фильтрующий материал из мха для очистки воды.
