Ученые нашли способ превращать сточные отходы в полезное удобрение!⁠⁠

В России ежегодно фиксируется более 2,5 тысяч случаев загрязнения рек и озер, значительная часть которых связана с попаданием сточных вод — как промышленных, так и городских. Одним из основных загрязнителей является аммонийный азот, который способствует цветению водоемов, вызывая чрезмерный рост водорослей и гибель рыбы. Однако аммонийный азот можно не только удалять из сточных вод, но и перерабатывать в полезное удобрение — струвит.

Струвит — это минерал, состоящий из магния, аммония и фосфата, который образует белые или прозрачные кристаллы. Эти кристаллы могут формироваться по-разному в зависимости от множества факторов, что усложняет процесс их добычи и использования. В промышленности струвит применяется как удобрение в сельском хозяйстве и как диетическая добавка для животных, а также служит эффективным средством очистки сточных вод.

Ученые из Пермского Политеха провели серию исследований, направленных на оптимизацию процесса получения струвита из сточных вод с аммонийным азотом. Они экспериментировали с различными условиями смешивания растворов магния, аммония и фосфатов, меняя параметры кислотности, температуры и скорости перемешивания. Для анализа полученных кристаллов использовались микроскопия и рентгеновская спектроскопия.

Основные выводы исследований:

• Оптимальная кислотность среды для формирования качественных струвитных кристаллов составляет около 8-9 pH.

• При высокой температуре и поддержании pH в указанном диапазоне кристаллы формируются быстрее.

• Скорость перемешивания растворов существенно влияет на размер и однородность кристаллов: при 300 оборотах в минуту удается получить крупные, однородные кристаллы размером около 10 микрометров, подходящие для эффективной фильтрации и очистки.

• Добавление кремнийсодержащих веществ позволяет сделать кристаллы более мелкими и однородными, что повышает их эффективность в очистке и удобрении.

Эти результаты важны не только для повышения качества и количества производимого струвита, но и для увеличения эффективности очистки сточных вод — до 98%. Это способствует снижению экологической нагрузки на водоемы и одновременно обеспечивает сельское хозяйство качественным удобрением.

Исследование было представлено на международной научно-практической конференции «Химия. Экология. Урбанистика» в 2025 году и выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Полученные данные могут быть внедрены в промышленные процессы утилизации аммонийного азота и производства струвита, что сделает очистку водоемов более эффективной и экологичной, а также поддержит развитие аграрного сектора.