Российская технология очистки питьевой воды нашла клиентов в Африке

Российская компания «Клеофас инжиниринг» поставила в африканскую страну Того свою инновационную установку для бактерицидной обработки воды, воздуха и поверхностей.

Елена Туева

Пока это опытный коммерческий образец, и работает он в деморежиме, но компания готовится наладить регулярные поставки в эту западноафриканскую страну и планирует уже в ближайшее время выйти со своим оборудованием на рынок ЮАР, Индии и Вьетнама.

Действие установки, разработанной коллективом «Клеофас инжиниринг» (резидент «Сколково»), основано на бактерицидном воздействии ультрафиолетовых ламп. Что же здесь инновационного, возможно, спросите вы, ведь о способности ультрафиолета оказывать разрушительное действие на бактерии и грибки известно давно, а кварцевыми лампами стерилизуют помещения с XIX века. Системы для обеззараживания воды в домах и квартирах тоже продаются.

Такой метод уничтожения микробов основан на способности ультрафиолетовых квантов разрушать биологические молекулы, в частности, ДНК и белки. «Наше солнце — вот главная ультрафиолетовая "лампа"; считается, что, пока не образовался озоновый слой, поглощающий значительную часть ультрафиолета, бактерии не могли выйти из воды и заселить сушу, потому что солнце достаточно жестко облучало землю»,— говорит гендиректор «Клеофас инжиниринг» Андрей Цыбульский.

Достижение команды «Клеофас инжиниринг» — в создании инновационных ультрафиолетовых ламп. Ученые-физики Игорь Коссый, Эдуард Бархударов и Мамикон Мисакян, участвующие в проекте, предложили получать ультрафиолет при помощи специальных безэлектродных ламп, то есть просто стеклянных колб, наполненных парами ртути и инертного газа. Лампы низкого давления, их излучение сосредоточено на длине волны 254 нм. Для обеззараживания микроорганизмов именно такое излучение наиболее эффективно.

«Безэлектродные лампы работают в поле микроволн, которые генерирует магнетрон, известный нам по СВЧ-печи, то есть привычной всем микроволновке. Внутри наших ламп возникает разряд, который служит источником ультрафиолета»,— объясняет Мамикон Мисакян.

Как возникла идея

«Мы много лет занимались изучением СВЧ-разряда в Институте общей физики Российской академии наук,— рассказывает Мамикон Мисакян,— и о коммерческой стороне даже не думали. Нам было интересно, насколько эффективно ультрафиолетовое излучение работает, например, по обеззараживанию воды. Чтобы бактерии в воде погибли, ее нужно вскипятить или хотя бы нагреть до +60°С. А тут вы можете обеззараживать в холодной воде! И механизм совершенно другой, очень интересный: ультрафиолет разрушает ДНК вирусов и бактерий, и они не могут размножаться. На плесневые грибы ультрафиолет тоже действует. Когда в наш коллектив пришел Андрей Цыбульский, тогда аспирант, он сразу оценил коммерческие перспективы нашей работы, и мы создали компанию».

Вода, а заодно и воздух

Мамикон и Андрей вспоминают, как несколько лет назад посетили станцию аэрации. Там для обеззараживания воды использовались электродные ультрафиолетовые лампы, которые приходилось каждый год менять. «В обычных ультрафиолетовых лампах с электродами примерно через год работы электроды разрушаются, и на внутренней стенке лампы образуется пленка, которая значительно сокращает выход ультрафиолета,— рассказывает Мамикон.— Невооруженным глазом это не видно, но необходимого бактерицидного эффекта лампа уже не дает. Безэлектродные лампы лишены этого недостатка и могут непрерывно работать достаточно долго. Стоит отметить также широкие возможности в изменении параметров, таких как диаметр лампы, рабочее давление и заполняемая среда. Это позволяет оптимизировать излучение на определенных длинах волн».

Ультрафиолетовые системы «Клеофас инжиниринг» весьма эффективные, надежные и экономичные в эксплуатации. Они потребляют около1 кВт электроэнергии (обычный электрочайник «забирает» 2,2 кВт), за час обеззараживают 30–50 кубометров воды, уменьшая концентрацию бактерий на три порядка, что соответствует 99,9%.

В приборе есть вентилятор для охлаждения ламп: наиболее эффективно лампы работают, когда их температура находится в диапазоне от +40 до +60°С. Это значит, что воздух проходит через установку, и в результате возникает вторичный эффект — обеззараживается еще и помещение. Скорость прохода воздуха через систему составляет 300–350 куб. м /ч, то есть за полчаса можно минимум два раза дезинфицировать комнату размером 5 х 5 х 3 м. Установка легко включается, быстро выходит на рабочий режим и так же просто выключается. Блок ламп снимается целиком, поэтому заменить лампу может даже человек без большого опыта. В целом система неприхотлива и способна хорошо работать в сложных климатических условиях. Для людей исходящий от ламп ультрафиолет не опасен, ведь они закрыты корпусом.

На станции аэрации очень заинтересовались разработкой ученых, но у компании тогда не было промышленного прототипа, и шанс был упущен. Коммерциализацией команда занялась лишь через несколько лет.

Бассейн без микробов

Существующая сейчас экспериментальная установка врезается в водопровод или устанавливается рядом с артезианской скважиной. Но в компании есть прототипы и других устройств. Например, на основе безэлектродных ламп можно сделать мобильную установку для дезинфекции воздуха и воды: лампы, установленные поверх корпуса устройства,— для обеззараживания воздуха и поверхностей, помещенные в корпус — для воды. Такие аппараты хорошо подойдут для обработки помещений в медицинских и детских учреждениях.

«Нам известно, что во время эпидемии лихорадки Эбола американская компания сделала роботизированную мобильную установку с ультрафиолетовыми лампами для больничных комплексов,— рассказывает Андрей Цыбульский.— Маленький робот заезжал в комнату, лампа включалась и обеззараживала палату, затем робот переезжал в следующее помещение. У нас есть лабораторный образец подобного устройства, и при интересе со стороны заказчиков мы можем очень быстро изготовить коммерческую установку».

Размер установки тоже можно менять. «В нашем водопроводе проходит 12 л воды в минуту — для существующего 5-лампового прибора очень мало. Чтобы он эффективно работал, есть смысл использовать его для обслуживания как минимум коттеджного поселка, бассейна, аквапарка. Для небольших объемов воды можно сделать прибор с одной лампой. Чем больше ламп в устройстве, тем выше его производительность. У нас в планах выход в сегмент B2C (Business to Consumer), ориентированный на частных потребителей, например, тех, у кого есть бассейн или иные потребности в обеззараживании больших объемов воды».

Чужими руками

Комплектующие для устройства «Клеофас инжиниринг» изготавливаются на основе аутсорсинга. Налаживать полностью собственное производство для компании экономически нецелесообразно. Выгоднее по собственным чертежам и под своим контролем изготавливать все необходимое под заказ на профильном производстве. «Лампы мы закупаем у определенного поставщика,— добавляет Андрей Цыбульский.— Их производят, наполняют газом и создают внутри нужное давление по нашему техническому заданию. Создавать собственное стеклодувное производство слишком накладно и имеет смысл лишь при большом серийном выпуске».

Президент чистой воды

«Все началось с того, что мы с группой физиков поехали в Великобританию ставить эксперименты с ультрафиолетом и изучать системы поверхностного разряда для очистки воды,— вспоминает Мамикон.— В университете, который нас принимал, мы познакомились с Андре — ученым из Того. Наша разработка с безэлектродными лампами настолько его заинтересовала, что он выступил нашим представителем у себя в стране».

В 2017 году проходил Тоголезский салон технологий и инноваций Kara Tech Expo 2017, на который были приглашены в том числе сотрудники «Клеофас инжиниринг». Показать установку в действии им, правда, не удалось: возникли сложности с временным вывозом лабораторного прототипа из России,— тем не менее интерес у руководства Того к ней был огромный. Мамикон даже встречался с министром водных ресурсов. В результате успешных переговоров тоголезское руководство решило закупить одну установку по обеззараживанию воды.

В 2019 году они вновь пригласили представителей компании и организовали встречу с самим президентом Того — Фором Эссозимной Гнассингбе. «Пока это пилотная поставка, но в ближайшее время мы будем обсуждать оптовый заказ,— уверен Андрей Цыбульский.— Тоголезское правительство планирует ставить наши установки на артезианские скважины в труднодоступных районах, где особенно остро стоит проблема питьевой воды. Многие компании избрали стратегию поставки туда бутилированной воды, а не дезинфекции имеющейся. Конечно, им так выгоднее. Мы со своей установкой для очистки воды можем кардинально изменить ситуацию».

Испытано в Того

Пока речь идет о госзаказе, но в будущем «Клеофас инжиниринг» планирует взаимодействовать с частными компаниями. Сейчас идут переговоры с Южной Африкой, есть контакты в Южном Судане, Танзании, Индии и Вьетнаме. Но пока все ждут успешного запуска в Того. «Того для нас тестовая площадка,— говорит Цыбульский.— Мы хотим обкатать установку, проанализировать все плюсы и минусы наших инженерных решений, продумать оптимизацию. Там суровый климат и большое количество разнообразных бактерий и вирусов — идеальные условия для тестовых испытаний».

«Многие потенциальные заказчики опасаются покупать продукт, который еще не испытан в реальных условиях и не снабжен всевозможными сертификатами. Вот когда мы все это получим, можно будет говорить о крупных оптовых поставках,— считает Цыбульский.— Потом собираемся усовершенствовать прибор, а дальше уже масштабировать бизнес. На прибыль можно будет рассчитывать, когда мы выйдем на производство 50–100 установок в год».

Если оптовый заказ будет получен, «Клеофас инжиниринг» собирается открыть в Того сервисные центры, ведь, несмотря на всю ее надежность, установку придется ремонтировать, менять комплектующие. И конечно, необходимо обучить местный персонал. В XXI веке это можно сделать дистанционно — хотя бы через скайп. Есть даже планы со временем наладить на месте «отверточное» производство. Местные власти тоже в этом заинтересованы, ведь это не только повысит качество воды, но и откроет новые рабочие места.