Ульяновский диатомит –
для рыб, дельфинов и китов

Всего в Москве сейчас четыре океанариума. Каждый из них имеет свою «изюминку». Наверное, самый популярный – построенный на ВДНХ и открытый в августе 2015 года Центр океанографии и морской биологии «Москвариум». Здесь есть зрительный зал на 2300 человек, где в красочных шоу выступают дельфины, морские львы, киты-касатки и белухи. К тому же в семи бассейнах посетители могут поплавать вместе с дельфинами.

Посетители могут увидеть 80 аквариумов и бассейнов с соленой и пресной водой, в которых обитает около 12000 видов гидробионтов. Это не только рыбы и водные млекопитающие, но и ракообразные, моллюски, иглокожие, стрекающие, губки… Есть в «Москвариуме» и тоннель – мечта каждого человека, интересующегося ихтиологией.

«Москвариум» относится к высокотехнологичным зданиям. «За кулисами» пятиэтажного комплекса находятся еще более 300 водоемов: карантинные аквариумы, емкости для подготовки воды и так далее. Всего же единовременно в океанариуме находится 25000 кубометров воды. Этот объем поместился бы в 292 стандартных российских вагонах-цистернах для перевозки пищевых продуктов, каждая из которых содержит в среднем 85,5 кубометра жидкости. Шесть полноценных товарных поездов!

Солидные инжиниринговые компании постарались обеспечить надежную работу разнообразного оборудования, обеспечивающего оптимальные условия для содержания животных, а также для комфорта и безопасности посетителей. В частности, в здании установлено 47 видов инженерных систем для очистки воды и воздуха. Мощные насосы работают непрерывно, и вся вода в аквариумах и бассейнах проходит полный цикл очистки за четыре часа.

Но самое для нас интересное – то, что комплекс на ВДНХ стал первым океанариумом, в котором для фильтрации воды применяется продукция ООО «Диамикс», изготовленная в городе Инзе Ульяновской области. «Диамикс» - крупнейшая в России и вторая в Европе компания, по производству продукции на основе диатомитов.

Материал, применяемый для очистки воды, имеет название Диамикс Аква (DIAMIX Aqua). Подробнее об этой работе рассказывает ведущий специалист ООО «Диамикс», руководитель направления разработки фильтрационных и сорбционных материалов, кандидат химических наук Юлия Коростелёва.

​​​​​​​Юлия Коростелёва

---

ведущий специалист ООО «Диамикс», руководитель направления разработки фильтрационных и сорбционных материалов, кандидат химических наук

– Это горная порода, которая сформировалась около 50 млн лет назад. Жившие тогда одноклеточные водоросли – диатомеи – поедали песок, превращали его в опал и строили из него свои причудливые панцири, которые и позволяют материалу быть таким пористым.

Потом они отмирали и оседали на дно. Под давлением толщи воды эти отложения уплотнялись. А в результате геологических изменений морское дно поднялось на поверхность и стало сушей. Порода, которая сформировалась таким образом, – это почти белый хрупкий материал, в результате применения особой технологии он превращается в прочный, легкий и пористый.

Диатомит является хорошим пористым фильтром. Он работает примерно как губка. Если в растворе есть взвешенные частицы, то они осядут на поверхности гранул Диамикс Аква и внутри пор. Поры составляют более 80% от всего объема материала, причем все они открытые и имеют размеры около 100 нм. Поэтому они позволяют сорбировать загрязнения различного размера, в отличие от угля или песка. Если необходимо удалить растворенные вещества, то их для начала с помощью химических реагентов переводят в нерастворимую хлопьеобразную форму, а потом эти хлопья задерживает Диамикс Аква. Прелесть этих гранул заключается в том, что они имеют неровную, не регулярную поверхность. Загрязнения, которые оседают на поверхности этих диатомовых гранул, прилипают к ним не полностью, а формируют ажурный слой вокруг и между гранул, тем самым создавая дополнительное фильтрационное поле.

– Воду почти всегда очищали с помощью песка. До сих пор на многих объектах используют эту технологию. Во-первых, привычно. Во-вторых, дешевле. В третьих, до сих пор действуют написанные еще в советское время регламенты, которым надо следовать. И, наконец, к сожалению, в этой сфере активно действует система финансовых откатов – бич российской экономики.

Но проблема с песком вот в чем. У песка гранулы гладкие, загрязнение прилегает к ним плотно, и вскоре все песчинки, одетые в шубу грязи, слепляются в один большой ком и перестают пропускать воду. С песком это случается довольно быстро. Уже через 8-16 часов (в зависимости от объема аквариума) напор воды начинает падать, насосы усиливают давление, чтобы все-таки профильтровать воду. От этого усилия иногда загрязнение, налипшее на песок, не выдерживает, отваливается и уходит в чистую воду (это явление называется «проскоком»). А через 18-24 часа уже нет другого выхода, как начать очистку песчаного фильтра. Ее проводят обратной промывкой: поток воды со скоростью 25-30 метров в час подают снизу сквозь фильтровальную загрузку (слой песка), и вся грязь, вымываясь, направляется в канализацию. Через 15-30 минут фильтр опять готов к работе.

Чуть позже стали применять керамзит, антрацит, активированный уголь. В 1970-х годах для водоочистки начали использовать порошкообразный диатомит. Он хорошо себя показывал. Но для его применения нужны были особые фильтры, способные удерживать порошок, и это оказывалось невыгодно.

Возможность изготавливать гранулированные пористые сорбенты из диатомита появилась только после того, как Научно-технический центр (НТЦ) «Силикатные материалы и технологии», который входил в ООО «Диамикс», разработал соответствующие технологии. И сейчас компания «Диамикс» – единственная, которая способна изготавливать такую зернистую фильтровальную загрузку.

Особенность гранул Диамикс Аква состоит в следующем. Загрязнение, формируя прерывный слой, позволяет сохранять проницаемость фильтровальной загрузки, но при этом загрязнения продолжают поступать и задерживаться в толще фильтровального материала: на его поверхности и в порах. Можно пропустить огромное количество воды, пока загрузка не скажет: «Стоп!». Диамикс Аква от промывки до промывки может работать неделю (при расширенном фильтроцикле) – то есть в семь-восемь раз дольше, чем песчаный фильтр.

И еще важный момент. Если провести разрез фильтра из песка и фильтра из диатомита, то будет видно, что загрязнения на песке оседают только в верхней части фильтра (15-20%), а у Диамикс Аква – во всем объеме (80-90%).

– Это был довольно длительный процесс, поскольку перед нами стояли сложные задачи. Вообще, первые поставки гранул Диамикс Аква наша компания осуществила в 2012 году. До этого мы поставляли фильтрационные загрузки для очистных сооружений, и назывался этот материал «Сорбент индустриальный» (или «Сорбин»). Но он не подходил для водоканалов, бассейнов и океанариумов.

К очистке воды для содержания животных предъявляются более высокие требования, чем даже к очистке питьевой воды. Один из основных показателей – это водородный показатель (pH), который определяет кислотность раствора. Также при помощи датчиков в потоке постоянно контролируют мутность, хлор, общее микробное число. Всего же лаборатория океанариума измеряет около 60 параметров воды.

К окончательному решению о применении Диамикс Аква в «Москвариуме» пришли опытным путем. Научно-технический центр ООО «Диамикс» исследовал возможности диатомита как фильтрационного материала для воды в течение пяти лет. После этого был разработан прототип сегодняшнего материала. Однако полученная фильтровальная загрузка имела некоторые недостатки, которые не позволяли использовать ее повсеместно. После этого провели большую совместную работу с НИИ Экологии человека и окружающей среды им. А.Н. Сысина (с апреля 2017 года – ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Минздрава РФ), ЦНИИ Геологии нерудных полезных ископаемых (ГеолНеруд), Ульяновским госуниверситетом, Центром лабораторного анализа и технических измерений (ЦЛАТИ), ФГБУН «Федеральный исследовательский центр (ФИЦ) питания, биотехнологии и безопасности пищи» и, конечно, со специалистами из самого «Москвариума». После этого продукт был доведен до идеала.

Вся продукция ООО «Диамикс» безопасна. Компания, в частности, имеет сертификат пищевой безопасности GMP+. Также все технологические процессы, которые осуществляются на предприятии: добыча сырья, промышленное производство, измерения и исследования, системы продаж продукции – сертифицированы согласно требованиям Международной организации по стандартизации ISO.

«Москвариум», как мы сказали, – один из первых океанариумов, где были применены ульяновские фильтрационные загрузки. А на сегодняшний день среди заказчиков ООО «Диамикс» – еще 17 океанариумов и дельфинариев. Среди них – дельфинарии в германском Дуйсбурге, голландском Хардвейке, во французской провинции Бретань; пресноводные аквариумы в Берлинском океанариуме, водоемы в Магазине Выставке Velda (Голландия), а также больше десятка объектов в России, от Ялты до Иркутстка.

– Системы очистки воды везде разные, – завершает разговор Юлия Коростелёва. – Поэтому в океанариумах часто кроме диатомита, параллельно или последовательно, могут использоваться микробиологические фильтры (емкость с микробами, которые поедают загрязнения), угольные (активированный уголь для удаления запаха) и щелевые фильтры (металлическая решетка с то-о-оненькими щелями). Сотрудники научного подразделения ульяновской компании «Диамикс» продолжают исследования природного сырья и технологические разработки фильтровального материала.

Поход в океанариум для рядового жителя России – всегда праздник. Свои восторженные впечатления люди чаще всего формулируют так: как прекрасна наша планета! Как разнообразен и красочен ее животный мир!

И в этом глобальном обобщении не будем забывать о тех ученых, инженерах и производственниках, которые помогают нам этот чудесный мир увидеть.