Тюменские ученые выделили нанопорошок из отходов водоподготовки
Как распределись призовые места между лидерами, объявят позже. В ожидании результата инженер Центра перспективных исследований и инновационных разработок, аспирант местного вуза продолжает пестовать проект по сетевому решению для переработки отходов, образующихся после очистки подземных вод.
Его суть в нанопорошке из оксида железа. Такой, к примеру, можно применять в 3D-принтерах, печатающих металлические изделия, или выпускать на его основе LFP-аккумуляторы (литий-железо-фосфатные) и другие полезные вещи. Ученый уверен, что инициатива на стыке разных отраслей не канет в Лету, ведь она способствует комфортной жизни в мегаполисах. Сейчас в его команде 12 коллег.
За ресурсом вы далеко не ходили: он под ногами. Тюменская вода такая особая?
Лев Максимов: Будем рассуждать как металлурги: есть богатая руда, где много целевого компонента и мало мусора, а есть бедная. На стальной мост в теории можно переработать и то, и другое, вопрос в цене. Часть Тюменской области, Югра, Ямал, Томск, Омск, Новосибирск находятся на огромнейших по площади Васюганских болотах, потому в этих регионах примерно схож гидрогеологический состав подземных вод. Они залегают неглубоко, содержат много железа в разных соединениях. Из тюменской воды можно получить до 76 процентов целевого компонента в чистом виде. В Екатеринбурге - максимум 30. Значит, в Западной Сибири работать выгоднее.
Есть у вашей разработки аналоги?
Лев Максимов: Активно этой темой занимались томичи: в струе фотонов получали наночастицы железа, но из другого сырья, по другой технологии и вообще для медицины. Тут мы не пересекаемся. Мне известно, что в России есть два доктора наук, которые очень детально исследовали направление, но без привязки к бизнесу.
Расскажите о технологии извлечения железа из воды.
Лев Максимов: Если схематично - берем загрязненную воду на станции водоподготовки, Велижанском водозаборе, питающемся подземными источниками. Песок задерживает в фильтрах мелкие частицы. Забившийся фильтр промывают десятой частью уже очищенного потока, то есть его пускают в обратном направлении. Так получается вода, где концентрация загрязнений в десять раз выше, чем в исходном виде. Мы ее отстаиваем или прогоняем через систему циклонов. Затем пропускаем через пресс-фильтр и получаем порошок ржавого цвета, похожий на влажную муку. Дальше в работу включается циклонная установка. Также можно работать со статическим слоем при температуре от 350 до 900 градусов. Итогом манипуляций становятся супермелкие магнитные частицы.
Что из них можно получить?
Лев Максимов: В начале научного поиска мы добавляли разные отходы в стройматериалы, в том числе после очистки поверхностных вод с Метелевского водозабора. Выстрелило только по кирпичу и керамзиту - выделенные железосодержащие компоненты при расплавлении значительно повысили их прочность и внутреннюю пористость. На основе этих исследований я защитил магистерскую диссертацию, взял патент и понял, что рентабельность у такого узкого бизнеса - 10-12 процентов. Для рынка, может, и неплохо, но для инновационного проекта не показатель. Следующим вектором стало аддитивное производство: 3D-принтеры, печатающие изделия из металлического порошка. Правда, три года назад наш пыл слегка остудили: сказали, что наше сырье теоретически может пригодиться только паре-тройке существующих моделей из 50. Посоветовали не тратить силы. Но нынче в этой сфере случился прорыв, так что направление мы не бросаем.
Катализаторы для нефтехимии - еще один вектор работы. Да, LFP-аккумуляторы тяжелые, но удобные для статического накопления энергии на крупных предприятиях или в загородных домах, относительно недорогие, а их утилизация не так токсична, как у никель-кобальтовых.
Ваш проект - попытка подружить уже существующие виды оборудования друг с другом?
Лев Максимов: Сейчас собираем установку для работы при высоких температурах. Лабораторный прототип готов. Для выхода на промышленный масштаб необходим модуль габаритами 2x4x6 метров. Такие модульные блоки хороши автономностью: позволяют не привязываться к месту.
Насколько это перспективно с точки зрения привлечения инвестиций в регион?
Лев Максимов: Я патриот малой родины и твердо верю, что самое ценное для экономики - экспорт идей. Рынок магнитных порошков для дефектоскопии в России исчисляется 150-200 тоннами в год. Один только тюменский водоканал может давать 70 тонн сырья. То есть город, причем не миллионник, легко перекрывает половину рынка. Достроить карту бизнес-проекта можно с помощью информации геологоразведки по воде, которую планирую запросить у представителей Минприроды РФ и Минстроя РФ.
Может ли это заинтересовать местную компанию-эксплуатанта?
Лев Максимов: Мы подсчитали: если утилизировать грязную воду, которую компания вынуждена сливать в канализацию или технологические резервуары, это сэкономит десятки миллионов рублей. Но для них это непрофильный актив.
Проявляют ли интерес к проекту инвесторы?
Лев Максимов: Чтобы серьезно стартовать и отработать год, нужно около 17 миллионов рублей. Часть средств мы планируем привлечь, часть - ранее полученные гранты. Плюс субсидии от областного департамента инвестполитики для победителей программы "Старт" и резидентов бизнес-инкубатора. Мы как участники Фонда Сколково имеем право на преференцию: 50 процентов вложений инвестора вернется к нему через налоговый вычет. Сегодня ведем переговоры с двумя возможными партнерами.
Лаборатория в вузе вам скоро станет мала...
Лев Максимов: Мы уже получили российский патент на добавки к стройматериалам, ждем на технологию. Хоть сейчас можем выпускать микропартии порошка по десять килограммов в месяц. Для больших объемов нужен простор и другое оборудование. Идеальный вариант, мне кажется, производственные площади бывшего домостроительного гиганта ДСК-500, где сейчас стремятся создать творческо-техническую атмосферу для перспективных стартапов.
Дмитрий Бычков, директор по производству водоканала:
- В сутки мы сбрасываем в канализацию около восьми тысяч кубометров промывной воды. Из этого объема можно получить до 24 килограммов железа, а в месяц - до 700. Ученый прав: очищение промывной воды для эксплуатанта - непрофильный актив. Если группа исследователей нашла способ, как превратить отходы в высокотехнологичное сырье, компания готова сотрудничать. Так мы сэкономим на очистке и сбережем время, а ребята получат сырье и пустят его в дело.