Почему бы не выращивать вредный минерал? Ученый нашел способ бороться с налетом в очистных сооружениях

Почвовед из Университета Висконсин-Мэдисон Фил Барак предложил неожиданное решение давней проблемы очистных сооружений — образования цементоподобных отложений минерала струвита, которые забивают трубы и клапаны. Его метод заключается в контролируемом выращивании кристаллов струвита для их легкого удаления из сточных вод до того, как они образуют накипь.

Технология, разработанная аспиранткой Мерин Абрахам, основана на добавлении известняка в кислый дигестат сточных вод. Это повышает pH и вызывает осаждение более двух третей фосфора в виде кристаллов струвита и родственного минерала брушита. Поскольку эти минералы плотнее воды, они оседают самостоятельно, что упрощает их удаление. Использование дешевого известняка может заменить более дорогие соли железа, которые сейчас применяют для связывания фосфора.

Этот подход решает сразу две проблемы: предотвращает засорение оборудования и снижает уровень фосфора в остаточных био-твердых веществах, которые используются как удобрения. Избыток фосфора в них часто приводит к загрязнению водоемов. Кроме того, извлеченные фосфатные минералы могут стать ценным продуктом — альтернативным медленнодействующим фосфорным удобрением, что особенно актуально на фоне истощения запасов фосфатных руд и роста цен на удобрения. Пилотный проект планируется запустить на очистных сооружениях Мэдисона в ближайшие год-два.

Идея исследования зародилась более 25 лет назад, когда Барак впервые столкнулся со струвитом как с медицинской проблемой, наблюдая острые кристаллы в моче пациента. Позже, вдохновившись методами кристаллизации на монослое Ленгмюра, он поручил студенту Менахему Табанпуру вырастить струвит в контролируемых условиях. Именно студент обнаружил в научной литературе масштаб проблемы струвита на очистных сооружениях, превратив лабораторный эксперимент в потенциальное практическое решение. «Профессор не знает всего с самого начала», — отмечает Барак.