Победа над донной нефтью

Слово «Аэрощуп» придумал в 2011 году автор технологии, идейный вдохновитель и основатель компании «ТЭК Аэрощуп» (резидент «Сколково»), директор Биологического института (БИ) ТГУ, доктор биологических наук, профессор Данил Воробьев. «В русском языке такого слова, конечно же, нет,— рассказывает один из учредителей компании, инженер проекта Андрей Трифонов.— “Аэро”— это воздух, щуп — метод нащупывания загрязнения. Соединили вместе, получилось “Аэрощуп”. Зато сразу запоминается».

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Собственником технологии, позволяющей очищать донные отложения водных объектов от нефти и нефтепродуктов, является ТГУ. «ТЭК Аэрощуп», заключивший лицензионное соглашение с университетом на использование этой технологии, разрабатывает и производит оборудование, с помощью которого реализуется технология.

Проблема донной нефти

Проблема донной нефти оказалась в центре внимания специалистов в 2010 году, когда в 80 км от побережья штата Луизиана в Мексиканском заливе произошел взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon и мощнейший нефтяной разлив.

Ученые обратили внимание, что на поверхности находится лишь небольшая часть разлившейся нефти. Стали изучать вопрос и выяснили, что она осталась на дне. «Вы наверняка скажете: “Как же так, ведь нефть легче воды и должна оставаться на поверхности”,— говорит Андрей Трифонов. — На самом деле, по экспертным оценкам, до 60% нефти, а именно ее тяжелые фракции, оседает на дно и находится там бесконечно долго. Такая же история, к сожалению, происходит сейчас в Керченском проливе».

Тогда же, в 2010-м, начались попытки создания технологий очистки донной нефти. «Мы тоже активизировались в этом направлении», — отмечает специалист.

Важный принцип

«В основу нашей технологии положен физический принцип флотации, основанный на различии в способности веществ удерживаться на межфазовой поверхности, что объясняется различием в удельных поверхностных энергиях, — объясняет Андрей Трифонов. — В данном случае молекулы нефтяных углеводородов, лежащих на дне, прилипают к границе двух фаз — воздуха и жидкости, и получившаяся суспензия поднимается на поверхность. В этом и заключается главная задача технологии: оторвать нефтепродукты от дна и поднять на поверхность, — уточняет инженер. — Потом их удаляют с поверхности воды, собирают в отдельные емкости и утилизируют, но делают это уже другие компании».

Оборудование, с помощью которого происходит очистка дна от углеводородов, устанавливают на автономное плавсредство, например катамаран. Оборудование — это прежде всего мотопомпа, на выходе у которой стоит устройство под названием эжектор. Помпа забирает воду из озера, эжектор подмешивает воздух, созданный помпой, в воду. Получившаяся водовоздушная смесь под давлением подается по трубопроводу на дно. Трубопровод представляет собой гофрированную трубу большого диаметра — 60 см, способную растягиваться. Внутри трубопровода проходит труба подачи водовоздушной смеси. К концу трубопровода прикреплен тканевый зонт, спускающийся на дно. Зонт ограничивает территорию работы оборудования, чтобы загрязнение не выходило за его пределы.

На определенном расстоянии от дна из трубы вылетают пузыри. Попадая на нефтяные загрязнения, они действуют на молекулярном уровне: отделяют молекулы нефти и поднимают наверх за счет собственной тяги. За всем происходящим с помощью приложения следят операторы в режиме реального времени. Данные поступают на сервер и там обрабатываются, после чего специалисты принимают решение об очистке. «Работа эта достаточно сложная, небыстрая: 1 га мы очищаем примерно за 20 рабочих дней,— комментирует Андрей Трифонов. — В зависимости от степени загрязнения, конечно».

Технология «Аэрощуп» впервые была применена в 2004 году в Заполярье на озере Щучьем. Тогда со дна было поднято 157 т нефти. Через десять лет, в течение которых специалисты вели мониторинг, экосистема озера практически восстановилась. В 2017–2018 годах было очищено Большое озеро в Ханты-Мансийском АО. Содержание нефти на дне водоема удалось снизить в 50 раз. Много работ проводилось в Республике Коми, и тоже с хорошим результатом.

Технология и оборудование не имеют аналогов ни в России, ни в мире, уверен Трифонов. Технология уникальна прежде всего тем, что не требует выемки грунта. «Ведь как сегодня выглядят традиционные методы очистки донной нефти? — говорит инженер “ТЭК Аэрощуп”.— К месту загрязнения подходит большое судно с оборудованием, которое “высасывает” лежащие на дне нефтепродукты вместе с песком, гравием, донным грунтом и выбрасывает на берег, где потом все это собирают, чтобы вывезти на полигоны или сжечь. А мы с помощью нашей технологии удаляем только само загрязнение».

Ликвидация аварии

Оборудование постоянно дорабатывается: сегодня с его помощью можно поднимать со дна рек и озер пластиковый мусор; есть проект по очистке водоемов Индонезии от отходов производства пальмового масла. «Сейчас мы модернизируем оборудования под морские условия, чтобы можно было участвовать в очистке Черного моря от разлившегося мазута,— рассказывает Трифонов.— Морские условия — это большие глубины, течения, соленая вода, поэтому сейчас мы планируем работать недалеко от берега на относительно небольших глубинах, доставляя туда наше оборудование с помощью водолазов. В дальнейшем необходимы адаптация технологии “Аэрощуп” для работ на глубинах до 100 м и создание уникального оборудования с применением подводных беспилотников, или телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА)».

Пока идет научное обсуждение, призванное решить, каковы будут функции ТНПА: будет ли он доставлять воздух на дно сам по себе или ему придадут обеспечивающие функции, а воздух будет поступать со стационарного плавсредства. В первом случае трубопровод со сжатым воздухом будет выходить из этого подводного аппарата, и он, маневрируя на глубине, будет определять точки загрязнения, а потом проводить их очистку.

Загрязнения на дне не сплошные, объясняет Андрей Трифонов. Осевшие на дне углеводороды разгоняются течением и образуют скопления, этакие очаги. Если водовоздушную смесь будет подавать беспилотный аппарат, он будет разбивать эти загрязнения, и они будут не сразу подниматься на поверхность, а распространяться в воде, расходиться по всем направлениям. «Мы пока не понимаем, как ограничить территорию распространения этого взмученного загрязнения, — признается специалист. — Возможно, ТНПА будет представлять собой настоящего подводного робота, снабженного манипулятором, который сможет переставлять наш зонт после очистки определенного сегмента. Ведем переговоры с российскими компаниями, которые занимаются подводной робототехникой, и, надеюсь, в ближайшее время начнем совместно с ними доработку нашего технологического оборудования, чтобы можно было участвовать в работах по ликвидации разлива мазута в Керченском проливе».

Параллельно компания работает над организацией серийного производства оборудования для очистки континентальных водных объектов. Для этого есть все предпосылки: сейчас в нефтедобывающих регионах страны начинают принимать нормативы по содержанию донной нефти. «Томскому университету заказали разработку такого норматива для Иркутской области, на подходе Красноярский край, — говорит Тихонов.— В Ханты-Мансийском автономном округе такой норматив уже существует. Мы рассчитываем, что наше оборудование будут закупать крупные нефтяные компании как в России, так и за рубежом».

Елена Туева