Улучшить строительные материалы с помощью осадков водоподготовки смогли ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ). По словам авторов, в перспективе предложенный способ может стать универсальным для работы с отходами станций водоподготовки по всей России. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials.

В современном городском водном хозяйстве для обработки природной воды используют химические реагенты — коагулянты, которые «помогают» объединятся частицам примесей в более крупные. По словам исследователей, в результате коагуляции образуются осадки с высоким содержанием воды. Объемы осадков достигают до 5% от производительности станции. В Челябинске, например, они перекачиваются на очистные сооружения канализации.

Ученым ЮУрГУ удалось использовать отходы станций водоподготовки для получения керамических изделий. Обработали осадок методом замораживания – оттаивания, а затем высушили.

«Мы искусственно проморозили осадок в морозильной камере, в промышленных масштабах данный процесс проводится в специальных аппаратах — льдогенераторах. При замораживании вода кристаллизуется, одновременно с этим процессом осадок уплотняется, и после оттаивания вода легко отделяется в виде свободной жидкости», — пояснила кандидат химических наук, доцент кафедры «Градостроительство, инженерные сети и системы» ЮУрГУ Марина Белканова.

По словам исследователей, введение получившейся из осадка сухой массы в керамическую шихту (прим. ред. — смесь глин и добавок для производства керамического кирпича) позволяет улучшить свойства изделия и снизить его себестоимость.

Исследование таких осадков на свойства строительной керамики проводилось на лабораторном оборудовании университета: гидравлический пресс, печь, дериватограф (прим.ред. — прибор для исследования химических и физико-химических процессов, происходящих в веществе в условиях изменения температуры). В итоге эксперимент показал, что применение «добавки» позволяет сократить продолжительность сушки, снизить количество брака на производстве и плотность кирпича.

Также ученые отметили, что полученные данные об улучшении свойств керамики затем проверили в лаборатории челябинского завода, специализирующегося на производстве керамических блоков и кирпичей. Результаты обоих экспериментов совпали.

«В других работах, которые мы изучали для проведения исследования, были отражены результаты только одной части процесса использования осадка в производстве керамических изделий. Мы комплексно рассмотрели процесс от получения осадка и обезвоживания осадка до его использования для модифицирования строительных материалов. Разумеется, подобная практика в мире существует — например, в Америке так получают керамзит. Однако в России подобные опыты почти не проводились, а в Челябинске работа по изготовлению керамики с добавлением осадка выполнена впервые», — прокомментировал кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Строительные материалы и изделия» ЮУрГУ Александр Орлов.

В дальнейшем ученые планируют продолжить исследование и взять за основу отходы станции водоподоготовки других городов России.