Лаборатория создана в 1959 году. Для таких исследований шесть лет срок, конечно, ничтожный. И если ее коллектив занимает сейчас ведущее положение в разработке проблемы, это во многом заслуга руководителя.
Дело тут не в должности и не в звании. И. З. Макинский — пионер идеи опреснения, один из тех немногих ученых, кто оценил ее значение еще в начале тридцатых годов и отдал ей всю жизнь. Всю жизнь — это не так уж мало. Особенно, если учесть, что долгие годы он фактически работал один без средств, оборудования, без экспериментальной базы. Тема считалась далекой, малоперспективной, и нужно было настоящее мужество, чтобы не уйти в сторону, не соблазниться чем-то попроще и поэффектнее…
Исманл Зульфугарович не соблазнился. Потому лаборатория начала работу не с нуля, в своих исследованиях она опиралась на двадцатилетний опыт ученого. И еще — на энтузиазм. Многие из тех, кто здесь работает, начали заниматься проблемой уже в студенческие годы. Исмаил Зульфугарович — в лучших традициях науки — сумел заинтересовать студентов, вовлечь их в практическую деятельность. Вместе с опытным исследователем доцентом кафедры Павлом Павловичем Симоновым в лаборатории трудится молодежь: старшие инженеры Иоган Гейвандов и Петр Зуев, инженер Валерий Шищенко, аспирант-производственник Кямал Абдуллаев, преподаватели института Светлана Логинова, Юнус Якубов, Гасан Фейзиев…
За последние годы здесь побывали многие видные, специалисты- и советские, и зарубежные. Все они единодушно отмечают три особенности работы лаборатории: оригинальность, комплексный подход к решению задачи, промышленную готовность.
Прежде всего — оригинальность. В отличие от подавляющего большинства исследователей Макинский поставил себе как будто гораздо более узкую и специальную задачу: он стремился не к обессоливанию, а лишь к умягчению морской воды. Но именно в такой постановке сказалось глубокое понимание самой сущности проблемы.
Сейчас (не говоря уже о будущем) основной потребитель волы промышленность. Она расходует до 80 процентов общего количества. Понятно, что если хоть часть предприятий далось бы перевести на морскую воду, образовался бы резерв пресной воды, вполне достаточный для удовлетворения нужд сельского хозяйства и быта.
При умягчении из морской воды удаляются не все соли, а только соли так называемой «жесткости» — магния и кальция. На обыденном языке это значит, что вода остается соленой, но не дает осадка, «накипи». Пить такую воду нельзя: в ней много поваренной соли. Однако она вполне пригодна для питания испарителей, теплообменников, котлов низкого среднего давления. А как раз эти потребители особенно «прожорливы».
Способ, разработанный лабораторией И. З. Макинского, прост и эффективен. Сначала в морскую воду добавляется известь. Известь реагирует с солями, растворенными в воде.
Образуются гидроокись магния и карбонат кальция, которые частично выпадают в осадок.
Второй этап — нагревание (но не испарение!) воды. При нагревании из нее удаляются оставшиеся соли жесткости, вредные органические примеси, а также растворенные в воде газы.
На последней стадии воду пропускают через специальный ионообменный фильтр. Здесь происходит окончательная очистка воды от солей, образующих накипь.
В чем преимущества этого метода, (его называют термохимическим) перед известными, в частности перед выпариванием и фильтрованием? При выпаривании высокая стоимость воды связана с большим расходом тепла. Основная же часть тепла тратится как раз на испарение.
Ионнообменный метод эффективен в тех случаях, когда в воде содержится мало солей. Если солей много, фильтр быстро «забивается», и на его очистку (регенерацию) приходится тратить большие количества сравнительно дорогих реагентов — кислоты и щелочи.
Решение И. З. Макинского не только оригинально, но и по-инженерному красиво. На первых стадиях процесса, когда в воде много солей, он пользуется «грубыми», но недорогими средствами: химическими (действие известью) и физическими (нагревание). На последнем этапе он применяет тонкий метод — ионообменное фильтрование. Однако теперь это не страшно, вода уже освобождена от большей части примесей.
К тому же регенерация ионита осуществляется рассолом, полученным при упаривании морской воды…
Уже несколько лет недалеко от Баку, на ГРЭС «Северлая», действует опытно-промышленная установка для опреснения воды по методу профессора Макннского. Она — первая и, естественно, не лишена недостатков. Но установка дает воду, качество которой отвечает требованиям, а стоимость не выше, чем на самых совершенных в мире опреснительных заводах.
А если сравнить ее по цене с пресной водой? Может быть, такое сравнение и не вполне справедливо, но от него не уйдешь. Ведь в конечном счете решает именно этот показатель.
Вопрос сложный. В условиях нашей страны «порог» — средняя стоимость пресной воды — чрезвычайно низок, 5 копеек за тонну. В данном же случае: чем ниже порог, тем труднее его перешагнуть. И все-таки уже сейчас можно утверждать, что способ Макинского сравнение выдержит. Вот почему.
Эксплуатация опытной установки на ГРЭС «Северная» показывает, что при нормальной работе стоимость умягченной воды не превышает 30 копеек за тонну. Расчеты свидетельствуют, что на крупном, усовершенствованном заводе эта цифра может быть снижена до 5–8 копеек.
Но это еще не все. Современная промышленность предъявляет к воде жесткие требования. Обычная пресная вода, вполне пригодная для человека, ее уже не удовлетворяет.
Она вызывает коррозию оборудования, а во многих производствах (а химической технологии, в нефтепереработке) ухудшает качество продукции. Пресную воду тоже приходится очищать. И обходится это не дешевле, чем обработка соленой воды.
Тут возникает еще одно, может быть, решающее соображение. При очистке пресной воды получают, понятно, воду и только. При умягчении воды термохимическим методом из нее можно извлечь примеси. И ценность их настолько велика, что открывает совершенно новые перспективы.
В популярных книгах обычно пишут, что морская вода содержат «всю таблицу Менделеева»: от широко распространенных на земле алюминия и железа до редких — золота и радия. Теоретически все элементы можно извлечь, выделить в чистом виде. Однако на практике этой возможностью почти не пользуются — дорого. Ведь относительное содержанке элементов в морской воде все-таки крайне незначительно.
Итак, в морской воде много дешевой пресной воды и мало дорогих примесей. До сих пор над этим не задумывались, ставилась цель получать или одно, или другое. В опровержении этого «или-или» заключена одна из важнейших особенностей работ лаборатории — их комплексность.
В рассоле, полученном после обработки морской воды термохимическим способом, содержание элементов в 20 раз, а при определенных условиях в 200 раз выше нормального.
И главное, повышение концентрации происходит попутно, без дополнительных затрат труда и средств.
Уже на этом уровне рассол следует рассматривать, как потенциальное сырье для извлечения многих элементов. Но если тут нужны дополнительные исследования, то производство некоторых ценных продуктов можно осуществить буквально сейчас. Из кубометра прошедшей обработку морской воды получается в виде отходов — 1,5 килограмма гидроокиси магния и 5 килограммов гипса.
Окись магния — это и наполнитель в шинном производстве, и составная часть огнеупора, и изоляционный материал лучшего качества. Наконец, из нее легко выделяется магний — металл, значение которого в современной технике трудно переоценить. А если вернуться к языку арифметики, окажется, что стоимость «отходов» полностью окупает все затраты по умягчению морской воды!
Комплексный подход сказывается и в другом. Значительное место в работах лаборатории уделяется расширению «сферы действия» умягченной воды. Исследования ведутся как бы с двух сторон. Одна — повышение качества обработки. Другая — приспособление промышленного оборудования к использованию такой воды. Впервые в мировой практике лаборатория осуществила, например, успешный эксперимент, добившись, чтобы на умягченной воде работали котлы высокого давления.
И, наконец, основное. Глубокое изучение термохимического метода, проведенное лабораторией И. З. Макинского, открыло новые возможности. Обнаружилось, что метод может быть с успехом использован и при решении кардинальной проблемы — полного обессоливания морской воды.
Дополнительные затраты? Незначительны. Обессоленная вода практически будет иметь ту же стоимость, что и умягченная. Факт, который трудно мерить обычными мерками…
Проблемная лаборатория расположена в Баку. Естественно, что основные исследования ведутся пока применительно к каспийской воде. Но в принципе метод профессора Макинского пригоден для обработки любой воды, в том числе океанской. А это значит, что работы лаборатории выходят далеко за пределы республики, указывая путь к решению мировой проблемы, открывая человеку дорогу на океан.