Новые технологии, новые приборы, новые устройства, как и всякое изобретение, рождаются не так часто и, конечно, служат предметом заслуженной гордости их создателей.
Рождение новой области знаний – не только настоящий триумф, не только высшее достижение ученого. Это – роль личности в истории, в формировании нашего будущего. И, в нашем случае, она более чем значительна потому, что касается того, без чего жизнь совершенно невозможна – воды.
«Лего» – слишком просто
– Я как научный сотрудник с большим стажем вспоминаю свои первые шаги, – рассказывает профессор кафедры Э-9 Борис Ксенофонтов. – Тогда даже представить было невозможно, что мы придем к аппарату совершенно новой конструкции, до нас неизвестной в мировой практике.
Конструкция, о которой говорит Борис Семенович, это симбиоз нескольких технологических способов очистки – флотации, седиментации и фильтрации. Не просто объединение их в одно целое, а именно симбиоз – новое качественное решение, которое воплотилось в аппарате под названием флотокомбайн.
– У нас были предшественники, которые хотели эти способы объединить чисто механически – состыковать их путем последовательного прибавления. Ничего путного из этого не получилось.
Способ «лего» не сработал – обычное наращивание ничего не дало. Поэтому, изучив неудачный опыт, на кафедре решили: «Мы пойдем другим путем!». И согласовали эти режимы гидродинамическим способом. При этом вся очистка происходит в одной «емкости», но каждая стадия требует своей скорости подачи воды – это необходимо для создания оптимальных режимов каждой из них. Добиться этого удалось с помощью специальных элементов, регулирующих изменения скорости жидкости в самом аппарате, а не на входе в него.
– Результат оказался потрясающим – эффективность извлечения загрязнений возросла на несколько десятков процентов, – говорит профессор Ксенофонтов. – А для высокого качества очищаемой воды это крайне важно. У нас есть шанс вырваться вперед, и мы, по возможности, сейчас это реализуем – работаем по заказам предприятий.
– Мы сейчас публикуем статьи примерно с таким названием – «Математические основы очистки сточных вод во флотокомбайнах». Тематика оказалась совершенно новой. США запросили наши материалы для опубликования их в американских журналах. Мы сейчас выбираем такие, которые можем им послать без ущерба для себя и нашей страны.
Без преувеличения могу сказать – наш последовательный подход к работе привел к новой области знаний: мы за счет своего труда оказались основателями нового направления в науке и технике.
Всемирная организация здравоохранения установила базовый минимум для ежедневного потребления воды на человека – около двух литров в день. Для поддержания личной гигиены и правильной обработки пищи необходимо около 5,3 литра в день. Гораздо больше нужно для стирки одежды и купания.
«Остепенились», но не остановились
Четыре кандидатские диссертации уже защищены и еще две подготовлены сотрудниками-коллегами профессора Ксенофонтова. Недавно прошла защита докторской. А еще – статьи, доклады, сообщения.
– Действительно, – подтверждает Борис Семенович, – все, кто работают в нашем коллективе, защитили диссертации. Но они работали не только для этого. Поэтому после защит коллектив не распался. Базовые направления разрабатываю я, но отдельные частные развивают те, кто со мной сотрудничает на протяжении многих лет. Работа-наука-защита – совместная и неразрывная триада. Она затягивает и не отпускает. Оттого и результат есть.
Проверка практикой
– Наши разработки уже внедрены, например, на фирме Whirlpool Russia & CIS в Липецкe, где выпускают холодильники и стиральные машины. Там наша установка работает с 2013 года, как говорится, без замечаний – никакие недостатки за прошедшие шесть лет не выявлены.
На фирме «Боларс» наш флотокомбайн работает еще дольше – с 2012 года. Руководители сами вышли на нас. Правда, до этого объездили почти всю Европейскую часть России в поисках очистной установки. Нигде не нашли. А вот у нас на пятом этаже, когда мы продемонстрировали им качество очищенной нами воды, убедились, что в России можно найти производителя. И не ошиблись – мы нашли им решение.
Решения – индивидуальные
Борис Семенович не оговорился, сказав: «Нашли им решение». Дело в том, что каждая установка разрабатывается под каждого конкретного заказчика с учетом конкретных производственных условий. Ведь абсолютно одинаковых предприятий, как и, например, отпечатков пальцев, просто нет.
– Правда, случается, что мы сталкиваемся с «консерваторами», которые говорят: «Мы видели, как работает ваш аппарат там-то, и хотим точно такой же». Приходится соглашаться – делаем то, что они просят, и не переходим границы задания, которое выставил заказчик. Хотя понимаем, что лучше бы сделать по-другому, а не так, как он думает, опираясь на свои наблюдения.
Дорого, да мило
«Я не настолько богат, чтобы покупать дешевые вещи», – говорил Ротшильд. Эту максиму многие забывают и наивно надеются купить качественное оборудование по низкой цене. Но, убедившись на собственном примере, что барон был прав, начинают искать новые решения – ходить по заводам и, чтобы во второй раз не потратить деньги попусту, смотреть – где? как? чье? – оборудование действительно работает. Многие из таких компаний рано или поздно обращаются на кафедру Э-9.
– Сейчас мы ведем переговоры с компанией «Окраина», – рассказывает Ксенофонтов. – Их представители провели у нас несколько дней. Убедившись, что наша установка работает, решили внедрить флотокомбайн на своей площадке в Мурманске. Фирма ориентирована исключительно на нас. «Мы ни с кем другим не хотим работать, потому что вас проверил наш головной офис в Ногинске. На вашей установке достигается 100-процентный результат».
Из всей воды на планете пригодны для питья и использования в других целях лишь три процента. Только один из этих трех находится на поверхности планеты. Он подвергается угрозам из-за климатических изменений и загрязнения отходами промышленности и деятельности человека.
Комбайн – есть, грязи – нет
«Окраина» – мясоперерабатывающий комбинат. Очистным сооружениям таких предприятий приходится нелегко – так называемые жироловки «захлебываются» его сточными водами, которые больше напоминают наваристый бульон. С нефтью и маслами, наверное, легче справиться.
– Конечно, состав загрязнения имеет существенное значение, – поясняет профессор, – но за счет того, что установка у нас комбинированная, спектр тех загрязнений, которые мы можем извлечь, очень широк. Это как гидрофильные загрязнения (они смачиваются водой и флотационному способу не поддаются), так и гидрофобные (не смачиваются водой, например, масла, жиры) – они прикрепляются к флотационному пузырьку и чисто флотационным способом извлекаются.
Особенно важно, что мы не только научились извлекать загрязнения и того, и другого классов, но и вышли на теоретические обобщения, чтобы было ясно, как проектировать такие установки. Это уже не метод проб и ошибок, а настоящая новая наука.
Заказчики обычно просят ученых-бауманцев не просто предложить им эффективный способ очистки, но и сделать его финансово доступным. Научно обоснованный подход уже сегодня позволил уйти от чистой эмпирики и выйти на уровень создания доступных установок с высокими технологиями.
Водная революция
Прежде в России ко всем водопользователям предъявлялись одинаковые требования. Сейчас началась дифференциация. Крупным водопользователям, которые потребляют в сутки 20 тысяч кубометров и более, предъявляют более жесткие требования. Таких предприятий в стране около 300. С первого января 2019 года они обязаны их выполнять. К другим водопользователям требования будут либеральнее. Принцип прост – чем меньше производство, тем меньше воды сбрасывают, тем меньше вреда окружающей среде. Работа с мелкими предприятиями начнется в 2023-2025 гг.
В России пресную воду расходуют следующим образом: 59 процентов идут на нужды промышленности, 21 – на домашнее хозяйство людей, 13 отводится на орошение полей, 7 – в резерве.
– Мы, разработчики, уже начеку. Разным водопользователям мы должны предлагать разные решения: одним – более совершенные, другим – с более мягкими показателями.
Что даст эта практика, покажет будущее. Тренд, конечно, правильный. Кстати, показатели, установленные в советское время, были очень жесткими – жестче, чем в Европе. Там всегда говорили, что они невыполнимы, а у нас отвечали: «Мы ставим высокую планку и стараемся ее достичь». Практика показала, что предприятий, которые достигали советских нормативов, было всего процентов 10. Поэтому нынешняя либерализации оправдана. Но при этом надо добиться, чтобы их выполняли все. В этом случае мы не получим ухудшения экологической ситуации.
– Мы, говорит Ксенофонтов, – принимаем самое активное участие в этой работе. Нас приглашают почти на все «водные конференции», где я часто выступаю модератором.
Елена Емельянова
