Достижения специалистов Пермского национального исследовательского политехнического университета были представлены на международной конференции «Химия. Экология. Урбанистика», состоявшейся в 2025 году. Работа проведена в рамках масштабной федеральной инициативы «Приоритет 2030», направленной на внедрение передовых технологий и рост научного потенциала страны.
Струвит — ценный компонент и новое решение для утилизации отходов
Большинство сточных вод, будь то канализационные, промышленные или образующиеся на фермах, содержат аммонийный азот. Этот компонент способен причинять немалый вред экосистемам водоемов, стимулируя бурный рост водорослей и даже приводя к массовой гибели обитателей рек и озер. Недавно ученые нашли элегантное решение: использовать эти отходы для получения струвита — минерального удобрения, ценного для растениеводства и животноводства.
Кстати, в человеческом организме струвит известен по камням, иногда формирующимся в почках: они появляются по вине специфических бактерий и доставляют немало проблем. Однако для промышленности струвит становится настоящим сокровищем: он не только способствует очистке сточных вод, но и применяется в качестве безопасной кормовой добавки и фосфорного удобрения.
Особенности образования струвита
Струвит состоит из трех ключевых элементов: магния, аммония и фосфата. Для его получения необходимо создать в водной среде определенные условия — подходящую кислотность и температурный режим. Соединяясь, эти вещества кристаллизуются, оседая в виде струвитовых кристаллов. Однако на практике добиться идеального размера и структуры кристаллов непросто — размеры могут сильно различаться, что влияет на качество конечного продукта и скорость процесса. Оптимизация технологии получения струвита представляет собой актуальную задачу для исследователей по всему миру.
Передовые эксперименты специалистов ПНИПУ
На кафедре «Химические технологии» ПНИПУ под руководством доцента Андрея Старостина и при участии талантливой студентки Юлии Исмагиловой была проведена целая серия лабораторных экспериментов. Ученые подробно изучили влияние различных параметров на формирование струвитовых кристаллов: температуру, кислотность среды (pH), а также скорость перемешивания растворов.
Юлия Исмагилова объясняет: «Процесс кристаллизации зависит от многочисленных факторов, в том числе кислотности и температуры. Мы подбирали условия, чтобы получить однородные и достаточно крупные кристаллы струвита, что значительно облегчает дальнейшую фильтрацию и применение удобрения».
Получение идеального струвита: оптимальные условия выращивания
Результаты экспериментов однозначно показали: быстрее всего кристаллы растут при температуре выше средней, а оптимальной оказалась кислотность воды на уровне 8–9 pH. Особое значение имела скорость перемешивания — она влияет на размер получаемых частиц. При 300 оборотах в минуту кристаллы достигают порядка 10 микрометров, что идеально для их последующего использования.
Доцент Андрей Старостин отмечает: «Такой размер кристаллов отлично подходит как для фильтрации, так и для применения в сельском хозяйстве. Кроме того, введение специальных добавок на основе кремния позволяет создавать еще более однородный продукт».
Перспективы для промышленности и сельского хозяйства
Определенные оптимальные параметры процесса дают возможность получать больше высококачественного удобрения, при этом значительно снижая загрязненность водоемов. Разработки Юлии Исмагиловой, Андрея Старостина и их коллег из ПНИПУ открывают реальные перспективы для масштабного внедрения экологичных технологий в областях утилизации сточных вод и производства удобрений. Эти идеи смогут помочь как агропромышленному комплексу, так и экологическим инициативам по всему миру — оптимистичный пример научной практики, приносящей пользу обществу и природе.
Источник: naked-science.ru
