Идея разработки установки водоочистки возникла в связи с развитием в ДГТУ концепции биомедицинского приборостроения и необходимости обеспечения разрабатываемого оборудования большими объемами воды высокого качества очистки. В рамках данной концепции в университете проводится подготовка кадров по дисциплине «Биотехнические системы и технологии», что требует определенного материально-технического обеспечения при реализации практической подготовки обучающихся. В учебном процессе используется широкий набор медицинской аппаратуры, являющийся уникальным для вузов Юга России. При этом одним их ключевых медицинских изделий является аппарат «искусственная почка», имеющий огромное медико-социальное значение и, в первую очередь, предназначенный для проведения гемодиализа при хронической болезни почек. С помощью данного устройства в университете решается 3 задачи: подготовка высококвалифицированных инженеров по обслуживанию данного оборудования, научные исследования в сфере проведения гемодиализа и организация процедур гемодиализа для нуждающихся животных. В настоящее время в лабораториях ДГТУ для очистки воды применяются преимущественно дистилляторы, что ограничивает наши возможности, в связи с низкой производительностью данного метода. В свете этого очевидной является необходимость наличия высокопроизводительной установки получения очищенной воды. Мониторинг рынка коммерческих систем водоочистки показал отсутствие установок, удовлетворяющих нашим требованиям по качеству воды, производительности и надежности системы. В результате нами была предложена новая концепция получения воды очищенной высокого качества и разработан соответствующий проект установки водоочистки.
Принцип работы системы водоочистки основан на явлении обратного осмоса, суть которого заключается в проникновении воды через мембрану, поры которой проницаемы только для ее молекул. Ввиду исключительно малых размеров пор и высокой концентрации примесей в исходной воде происходит необратимое засорение мембраны и выход ее из строя. В существующих системах это предотвращается потоком исходной воды вдоль поверхности мембраны с последующим ее удалением. При этом часть воды проникает сквозь мембрану. Наибольший ресурс мембраны достигается при надлежащем соотношении очищенной и отработанной воды, которое зависит от следующих параметров: давления воды на входе, пропускной способности ограничительного жиклера отработанной воды и трансмембранного давления. Резкое изменение данного соотношения под воздействием внешних факторов приводит к практически моментальному выходу мембраны из строя.
Уникальность разработки ДГТУ заключается в мониторинге и автоматическом регулировании соотношения потоков в ходе работы установки, а также оценке состояния мембраны на основе измерения проводимости исходной и очищенной воды. В существующих системах подобных технических решений нет.
Данная технология будет реализована на основе модульного принципа, что позволит легко масштабировать систему и видоизменять ее в зависимости от требований к качеству воды. Разработанную систему очистки можно будет использовать не только в научных целях, но и на предприятиях, потребляющих воду высокого качества – лечебно-профилактических учреждениях, организациях общественного питания, типографиях и даже в фармацевтическом производстве. Кроме того, в упрощенном варианте исполнения данная система может использоваться и в бытовых целях при высоком уровне надежности.
Проект системы водоочистки реализуется в соответствии со стратегическим проектом развития ДГТУ «Единое здоровье», в рамках программы «Приоритет 2030». Завершение проекта ожидается летом 2026 года.
Игорь Голота, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
