Необычные способы использования промышленных отходов придумали победители студенческой премии IP Russia Awards. По их расчетам, загрязненная вода в котельных и на электростанциях пригодится коммунальщикам, из побочных продуктов бурения нефтяных скважин можно делать строительный материал прочнее гравия, а из остатков синтетических тканей — заправку для 3D-принтера.
В этом году независимое жюри оценивало 26 студенческих работ из десяти вузов России. Перед молодыми учеными стояла задача связать экологические инновации с нефтяной промышленностью. Лучше всего с этим справились участники из Москвы, Казани и Тюмени.
Первый приз в размере 150 тысяч рублей и шанс стажироваться в компании «Газпром нефть» получил студент магистратуры Губкинского университета Владислав Вишневский. Он учится и работает техником на кафедре промышленной экологии в своем университете.
Очисткой воды Владислав заинтересовался во время учебы и посвятил ей свою дипломную работу. Исследования проводил в котельной поселка Сергиевский Московской области и на очистных сооружениях Коломны. Его идея связана с утилизацией регенерата фильтра удаления солей жесткости энергоустановок.
— В котельных и на электростанциях техническую воду предварительно умягчают, чтобы содержащиеся в ней соли жесткости не разрушали трубы, — рассказывает он. — Обычно для этого используют натрий-катионитовые фильтры. В качестве побочного продукта получается раствор с высоким содержанием солей, который впоследствии обезвреживают реагентами и сбрасывают в канализацию.
Владислав Вишневский нашел для этого «рассола» другое применение: с его помощью можно очищать сточные воды предприятий от фосфатов, которые образуются из-за применения моющих средств. Для этих целей сегодня закупают оксиды и гидроксиды кальция, хлориды магния, сульфаты алюминия и железа. Молодой ученый уверен: котловой раствор справится с очисткой не хуже дорогой химии.
— Мы предлагаем делать реагенты буквально из «мусора», — говорит Вишневский. — Получается такая «экономика замкнутого цикла».
Второе место в конкурсе заняла команда студентов третьего курса Казанского национального исследовательского технологического университета (КНИТУ) OilForce: Рахим Хамитов, Артур Якимов, Алена Уралева и Богдан Белкин.
Слушая лекцию о составе синтетических тканей, молодые ученые задумались об утилизации отходов на ткацких фабриках.
— В текстильной промышленности используется очень много синтетики, в составе которой до 15–20% полимеров. Такая ткань в природе не разлагается, но российские фабрики, насколько нам известно, никак ее не перерабатывают, а просто отвозят на мусорные полигоны, — говорит капитан OilForce Алена Уралева. — Мы подумали, что отходы текстильной промышленности могли бы принести обществу такую же пользу, как пластик, переработке которого уделяют куда больше внимания.
Команда OilForce предлагает измельчать отходы текстильного производства: обрезки синтетической ткани, пуговицы, кусочки пластиковой фурнитуры — в дробильной машине, затем полученную крошку плавить до однородной массы и охлаждать таким образом, чтобы получились пластиковые нити. Они станут хорошей заправкой для 3D-принтера, на котором можно напечатать детский конструктор и другие полезные вещи.
— Мы пришли к выводу, что для переработки ткацких отходов даже не придется строить отдельное предприятие. Текстильная фабрика могла бы все делать на своей территории, —говорит Алена. — Нам кажется, что за подобными решениями будущее. Недавно в Казани проходил форум «Росатома», где показывали промышленный 3D-принтер для печати труб из металлической крошки! Это впечатляет.
Алена признается, что выбрала химическую технологию по примеру старшей сестры, которая тоже училась в химическом лицее при КНИТУ, окончила университет по этой специальности и теперь работает на стыке IT и нефтепереработки.
Третья премия присуждена аспиранту Тюменского индустриального университета Анастасии Зимнуховой. Ее работа посвящена вторичному использованию буровых отходов.
— Есть такой отход — буровой шлам. Это токсичное вещество, смесь выбуренной горной породы и буровых жидкостей, — рассказывает Анастасия. — Шлам похож на серую маслянистую пасту с нефтяным запахом. Он содержит нефтепродукты, тяжелые металлы и соли. Чаще всего их обезвреживают реагентами или термически обрабатывают, а затем закачивают обратно в пласт. В своей работе я предлагаю не просто обезвредить шлам, а превратить во что-то новое — инертный материал, похожий на керамзитовый гравий, только прочнее. Его можно будет использовать для отсыпки площадных или линейных объектов на месторождениях.
Лабораторные исследования по этой теме начались в 2020 году, полностью готова к внедрению технология будет в 2026-м. В 2027-м ее можно будет выводить на рынок.
— Я с детства мечтала стать инженером-проектировщиком, поэтому окончила сначала бакалавриат по профилю «проектирование зданий и сооружений», — продолжает аспирант. — На третьем курсе от своего будущего дипломного руководителя я узнала о проблеме буровых шламов и начала научную работу по этой теме. После окончания бакалавриата я поступила в магистратуру по профилю «защита и восстановление природных и техногенных территорий», чтобы продолжать заниматься этим вопросом.
По словам Анастасии, технологией, позволяющей обезвредить и переработать более 80% бурового шлама, уже заинтересовались партнеры Тюменского индустриального университета.
Сегодня в России много молодых ученых, чей оригинальный взгляд на проблемы обращения с отходами заслуживает внимания. Зачастую им не хватает опыта и веры в свои силы. Для многих именно участие в конкурсах становится отправной точкой научной карьеры в энергетической отрасли.