ПРИМЕНЕНИЕ ОЗОНИРОВАНИЯ И БЕЗНАПОРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2026-140-2-104-108Ключевые слова:
обезжелезивание, деманганация, озонирование, безнапорная фильтрация, энергоэффективность, органически связанное железо, самопромывные фильтрыАннотация
Статья посвящена проблеме повышения энергоэффективности и технологической надежности станций обезжелезивания и деманганации подземных вод в условиях Республики Беларусь. Авторами проведен анализ химических форм присутствия железа в природных водах, включая органически связанные и коллоидные формы, которые характеризуются устойчивостью к традиционным методам аэрации.
В работе представлен сравнительный технико-экономический анализ двух технологических схем водоподготовки, таких как традиционная система напорной аэрации с напорными фильтрами с зернистой загрузкой и предлагаемой системы безнапорного озонирования с применением самопромывных фильтров непрерывного действия. Приведена принципиальная технологическая схема безнапорной станции обезжелезивания с детальным описанием основных узлов и гидравлических режимов работы. Выполнены расчеты требуемой дозы озона с учетом стехиометрии окислительных реакций Fe2+ и Mn2+, включая корректировочные коэффициенты на конкурирующие процессы окисления органических веществ. Произведен расчет энергозатрат для станции производительностью 10 000 м3/сут, включающий затраты скважинных насосов, систем окисления, фильтрации и промывки для обеих технологий. На основе расчетных данных обосновано преимущество второй технологии, позволяющее снизить удельное энергопотребление с 0,2 до 0,12 кВт·ч/м3, что обеспечивает общую экономию электроэнергии порядка 40 %.
Особое внимание уделено окислительной способности озона в отношении трудноудаляемых форм железа и марганца. В статье подчеркивается необходимость проведения предварительных лабораторных и полевых испытаний исходной воды для разработки надежной и эффективной технологической схемы. Рассмотрены возможности реализации данной технологии с использованием отечественного оборудования производства компаний «Сифания-Экотехника» и «Тор Сурт», что подтверждает возможность импортозамещения и внедрения высокоэффективных решений в практику водоснабжения Республики Беларусь.
Библиографические ссылки
Минприроды: объем добычи вод за 2022 год составил 1,42 млрд куб.м // Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь. – URL: https://minpriroda.gov.by/ru/news-ru/view/minprirody-objem-dobychi-vod-za-2022-god-sostavil-142-mlrd-kubm-4728 (дата обращения: 12.03.2026).
Пресные подземные воды // Экологический портал Республики Беларусь. – URL: https://ecoportal.gov.by/nedra/mineralno-syrevaya-baza/dobyvaemoe-syre/presnye-podzemnye-vody (дата обращения: 12.03.2026).
Голубое золото Беларуси // Газета «Навука». – URL: https://gazeta-navuka.innosfera.by/novosti/1158-goluboe-zoloto-belarusi (дата обращения: 24.03.2026).
Кудельский, А. В. Подземные воды Беларуси / А. В. Кудельский, В. И. Пашкевич, М. Г. Ясовеев. – Минск : Институт геологических наук НАН Беларуси, 1998. – 260 с.
Stumm, W. Chemistry of the Solid-Water Interface / W. Stumm. – New York : Wiley-Interscience, 1992. – 428 p.
Журба, М. Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений / М. Г. Журба, В. П. Капустин, Л. И. Соколов. – М. : АСВ, 2011. – 384 с.
Драгинский, В. Л. Коагуляция в технологии очистки природных вод / В. Л. Драгинский, Л. П. Алексеева, С. В. Гетманцев. – М. : Научное издание, 2005. – 576 с.
Когановский, А. М. Коагуляция и флокуляция в процессах очистки воды / А. М. Когановский, Н. А. Клименко. – Киев : Наукова думка, 1978. – 260 с.
Филонов, В. П. Деятельность, связанная с установлением целевых показателей в Республике Беларусь, достигнутый прогресс и задачи на будущее по вопросам доступа к питьевому водоснабжению = Activities related to setting targets under the Protocol on Water and Health in Belarus: progress achieved and challenges ahead in access to drinking water supply / В. П. Филонов // Семинар по отчетности в рамках Протокола по проблемам воды и здоровья = Workshop on reporting under the Protocol on Water and Health: материалы семинара, Женева, 10–11 февр. 2009 г. – Женева, 2009. – 12 с.
О Государственной программе “Комфортное жилье и благоприятная среда” на 2021–2025 годы : постановление Совета Министров Респ. Беларусь от 28 янв. 2021 г. № 50 // Национальный правовой Интернет-портал Республики Беларусь. – URL: https://pravo.by/document/?guid=3871&p0=C22100050 (дата обращения: 17.05.2026).
Канализация. Наружные сети и сооружения. Строительные нормы и правила : СН 4.01.02-2019 / Мин-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь. – Минск : Минстройархитектуры, 2019. – 85 с.
Рябчиков, Б. Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования / Б. Е. Рябчиков. – М. : ДеЛи принт, 2004. – 328 с.
Кульский, Л. А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды: процессы и аппараты / Л. А. Кульский ; Акад. наук УССР, Ин-т коллоид. химии и химии воды им. А. В. Думанского. – 4-е изд., перераб. и доп. – Киев : Наукова думка, 1983. – 528 с.
Gottschalk, C. Ozonation of Water and Waste Water / C. Gottschalk, J. A. Libra, A. Saupe. – Weinheim : Wiley-VCH, 2010. – 368 p.
Абрамов, Н. Н. Водоснабжение. Учебник для вузов / Н. Н. Абрамов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Стройиздат, 1974. – 480 с.
Wachinski, A. M. Continuous self-cleaning filter : pat. 5582722 USA : IPC B01D 24/46 / A. M. Wachinski, Y. Xia, J. Bengoechea ; applicant Ashbrook-Simon-Hartley Corp. – № 357284 ; filed 13.12.1994 ; publ. 10.12.1996.
Непрерывные фильтры: проверенная технология с последними инновациями (DynaSand) / Nordic Water Products AB. – URL: https://ekoumvelt.ru/upload/iblock/cd0/cd062d246c43d2fb0edcddddb663c2be.pdf (дата обращения: 03.04.2026).
Rakness, K. L. Ozone in Drinking Water Treatment: Process Design, Operation, and Optimization / K. L. Rakness. – Denver : AWWA, 2005. – 480 p.
Лунин, В. В. Физическая химия озона / В. В. Лунин, М. П. Попович, С. Н. Ткаченко. – М. : Изд-во МГУ, 1998. – 480 с.
Кульский, Л. А. Технология очистки природных вод / Л. А. Кульский, П. П. Строкач. – Киев : Вища школа, 1986. – 352 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
