Современные технологии очистки воды
В работе рассмотрены типоразмерный ряд установок для очистки питьевой воды "Вега", другие типы аппаратов и установок, а также эффективные технологии и биотехнологии для очистки природных, технических и сточных вод, разработанные специалистами Института коллоидной химии и химии воды им. А...
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113882 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Современные технологии очистки воды / В.В. Гончарук, Д.Д. Кучерук, А.О. Самсони-Тодоров, В.Ф. Скубченко // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 5. — С. 66-77. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-113882 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1138822017-02-19T22:06:44Z Современные технологии очистки воды Гончарук, В.В. Кучерук, Д.Д. Самсони-Тодоров, А.О. Скубченко, В.Ф. Інноваційні проекти Національної академії наук України В работе рассмотрены типоразмерный ряд установок для очистки питьевой воды "Вега", другие типы аппаратов и установок, а также эффективные технологии и биотехнологии для очистки природных, технических и сточных вод, разработанные специалистами Института коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского НАН Украины на основании длительных фундаментальных исследований. В разработанных технологиях и установках учтены особенности водоснабжения разных регионов Украины. У роботі розглянуто типорозмірний ряд установок для очищення питної води "Вега", інші типи апаратів і установок, а також ефективні технології та біотехнології для очищення природних, технічних і стічних вод, розроблені фахівцями Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. А. В. Думанського НАН України на підставі тривалих фундаментальних досліджень. У розроблених технологіях і установках враховані особливості водопостачання в різних регіонах України. In this work a rank of units of "Vega" series for collective and individual usage in treatment of drinking water, and other types of units and devices for water treatment as well as effective technologies and biotechnologies for treatment of natural and wastewaters designed by experts of A. V. Dumanskii Institute of Colloid and Water Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine were described. The technologies and units were developed on the basis of extended studies taking into account features of water supplying in domestic inhabited localities and were patented in tens both in Ukraine and abroad. 2006 Article Современные технологии очистки воды / В.В. Гончарук, Д.Д. Кучерук, А.О. Самсони-Тодоров, В.Ф. Скубченко // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 5. — С. 66-77. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin2.05.066 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113882 ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Інноваційні проекти Національної академії наук України Інноваційні проекти Національної академії наук України |
| spellingShingle |
Інноваційні проекти Національної академії наук України Інноваційні проекти Національної академії наук України Гончарук, В.В. Кучерук, Д.Д. Самсони-Тодоров, А.О. Скубченко, В.Ф. Современные технологии очистки воды |
| description |
В работе рассмотрены типоразмерный ряд установок для очистки питьевой воды "Вега",
другие типы аппаратов и установок, а также эффективные технологии и биотехнологии для очистки
природных, технических и сточных вод, разработанные специалистами Института коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского НАН Украины на основании длительных фундаментальных
исследований. В разработанных технологиях и установках учтены особенности водоснабжения разных регионов Украины. |
| format |
Article |
| author |
Гончарук, В.В. Кучерук, Д.Д. Самсони-Тодоров, А.О. Скубченко, В.Ф. |
| author_facet |
Гончарук, В.В. Кучерук, Д.Д. Самсони-Тодоров, А.О. Скубченко, В.Ф. |
| author_sort |
Гончарук, В.В. |
| title |
Современные технологии очистки воды |
| title_short |
Современные технологии очистки воды |
| title_full |
Современные технологии очистки воды |
| title_fullStr |
Современные технологии очистки воды |
| title_full_unstemmed |
Современные технологии очистки воды |
| title_sort |
современные технологии очистки воды |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Інноваційні проекти Національної академії наук України |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113882 |
| citation_txt |
Современные технологии очистки воды / В.В. Гончарук, Д.Д. Кучерук, А.О. Самсони-Тодоров, В.Ф. Скубченко // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 5. — С. 66-77. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT gončarukvv sovremennyetehnologiiočistkivody AT kučerukdd sovremennyetehnologiiočistkivody AT samsonitodorovao sovremennyetehnologiiočistkivody AT skubčenkovf sovremennyetehnologiiočistkivody |
| first_indexed |
2025-07-08T06:36:28Z |
| last_indexed |
2025-07-08T06:36:28Z |
| _version_ |
1837059632806232064 |
| fulltext |
Інноваційні проекти Національної академії наук України
66 © В. В. Гончарук, Д. Д. Кучерук,
А. О. Самсони�Тодоров, В. Ф. Скубченко. 2006
В. В. Гончарук, Д. Д. Кучерук, А. О. Самсони�Тодоров, В. Ф. Скубченко
Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского, Киев
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Аннотация: В работе рассмотрены типоразмерный ряд установок для очистки питьевой воды "Вега",
другие типы аппаратов и установок, а также эффективные технологии и биотехнологии для очистки
природных, технических и сточных вод, разработанные специалистами Института коллоидной хи�
мии и химии воды им. А. В. Думанского НАН Украины на основании длительных фундаментальных
исследований. В разработанных технологиях и установках учтены особенности водоснабжения раз�
ных регионов Украины.
Ключевые слова: питьевая вода, сточная вода, ультрафиолет, катализ, озонирование, обратный ос�
мос, биотехнологии, биомаркеры.
В. В. Гончарук, Д. Д. Кучерук, О. О. Самсоні<Тодоров, В. Ф. Скубченко. СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ
ОЧИЩЕННЯ ВОДИ.
Анотація: У роботі розглянуто типорозмірний ряд установок для очищення питної води "Вега", інші
типи апаратів і установок, а також ефективні технології та біотехнології для очищення природних,
технічних і стічних вод, розроблені фахівцями Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. А. В. Ду�
манського НАН України на підставі тривалих фундаментальних досліджень. У розроблених техноло�
гіях і установках враховані особливості водопостачання в різних регіонах України.
Ключові слова: питна вода, стічна вода, ультрафіолет, каталіз, озонування, зворотний осмос, біотех�
нології, біомаркери.
V. V. Goncharuk, D. D. Kucheruk, A. O. Samsoni<Todorov, V. P. Skubchenko. ADVANCED METHODS
OF WATER PURIFICATION.
Abstract: In this work a rank of units of "Vega" series for collective and individual usage in treatment of
drinking water, and other types of units and devices for water treatment as well as effective technologies and
biotechnologies for treatment of natural and wastewaters designed by experts of A. V. Dumanskii Institute
of Colloid and Water Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine were described. The tech�
nologies and units were developed on the basis of extended studies taking into account features of water
supplying in domestic inhabited localities and were patented in tens both in Ukraine and abroad.
Keywords: drinking water, wastewaters, ultraviolet, catalysis, ozonation, reverse osmosis, biotechnology,
biomarkers.
Наука та інновації.2006.Т 2.№ 5.С. 66–77.
67НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
Інноваційні проекти Національної академії наук України
1. ВВЕДЕНИЕ
Проблема обеспечения населения Украины
доброкачественной питьевой водой относит�
ся к числу наиболее социально значимых, по�
скольку вода непосредственно влияет на со�
стояние здоровья граждан и кардинальным
образом определяет степень экологической и
эпидемиологической безопасности целых ре�
гионов. Анализ состояния водоснабжения
населения в большинстве регионов Украины
показал, что качество питьевой воды в ряде
случаев остается неудовлетворительным, а в
некоторых населенных пунктах эта проблема
приобрела кризисный характер.
Реальная обстановка в источниках водо�
снабжения свидетельствует об ухудшении ка�
чества воды, связанном со сбросом в водоемы
антропогенных загрязняющих веществ, что
является наиболее серьезной проблемой. В
результате ряд водных объектов стал практи�
чески непригодным для осуществления пи�
тьевого водоснабжения, так как их качест�
венные показатели не удовлетворяют норма�
тивным требованиям подготовки питьевой
воды на действующих станциях.
Подземные водоисточники, более защи�
щенные от загрязнений, используются недо�
статочно. Действующие до настоящего вре�
мени ГОСТ 2761�84 "Источники централизо�
ванного хозяйственно�питьевого водоснабже�
ния" и ГОСТ 2874�82 "Вода питьевая" не от�
ражают реально сложившейся ситуации, так
как до настоящего времени система отечест�
венного контроля качества питьевой воды в
значительной мере отстает от принятых стан�
дартов в технически развитых государствах.
Примерно пятая часть общего объема во�
ды, потребляемой населением Украины, не
отвечает нормативам действующего стандар�
та по отдельным показателям. Ныне сущест�
венно ограничены возможности получения
высококачественной питьевой воды в Авто�
номной Республике Крым, Николаевской,
Херсонской, Днепропетровской, Донецкой,
Ивано�Франковской областях. Около 1 200
населенных пунктов Украины употребляют
привозную питьевую воду.
Проведенный анализ водопотребления в
ряде регионов сельской местности показывает
недопустимое загрязнение питьевой воды азо�
тистыми соединениями и пестицидами, кото�
рые превышают нормативы в десятки раз, что
является следствием непродуманного исполь�
зования минеральных удобрений и ядохими�
катов в сельскохозяйственном производстве.
2. УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ
ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Проблема водоснабжения и обеспечения на�
селенных пунктов Украины качественной
питьевой водой имеет общегосударственное
стратегическое значение и требует комплекс�
ного подхода. В стране принят Закон "Об об�
щегосударственной программе "Питьевая во�
да Украины" на 2006–2020 г." № 2455�IV от
03.03.2005 г., но реализация этой общегосу�
дарственной программы требует значитель�
ных капиталовложений и времени.
Не исключая необходимости усовершен�
ствования действующих и строительства но�
вых систем централизованного водоснабже�
ния для обеспечения населения качествен�
ной питьевой водой, предусмотренных этой
программой, наиболее реальной в ближай�
шее время будет разработка и внедрение ин�
дивидуальных и коллективных водоочисти�
тельных установок, а также более совершен�
ных технологий водоочистки с использова�
нием действующих сооружений.
Наиболее перспективными для решения
этой задачи может быть создание многофунк�
циональных блочных установок коллективно�
го и индивидуального назначений для получе�
ния качественной питьевой воды в населенных
пунктах, где вода не отвечает действующим
68
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
стандартам, а также внедрение более совер�
шенных технологий для очистки природных и
сточных вод [1, 2]. Установки "Вега" для очист�
ки питьевой воды коллективного и индивиду�
ального назначения разработаны специалиста�
ми Института коллоидной химии и химии во�
ды НАН Украины на основании фундамен�
тальных систематических исследований с уче�
том особенностей качества воды в источниках.
Установки защищены десятками патентов в
Украине и за рубежом, прошли длительную
производственную апробацию более чем на
100 объектах Киева, Харькова и других горо�
дов Украины. В настоящее время в рамках реа�
лизации Инновационного проекта при финан�
совой поддержке Кабинета министров Украи�
ны разработана и изготовлена партия более со�
вершенных комплексных установок для полу�
чения высококачественной воды в населенных
пунктах, в которых она не отвечает действую�
щим стандартам на питьевую воду.
В разработке установок "Вега", а также в
ряде эффективных технологий очистки воды
(в отличие от других отечественных и зару�
бежных разработок) для получения качест�
венной питьевой воды используется ряд
"ноу�хау", включающие новейшие физико�
химические методы обработки воды.
Применение технологии ультрафиолето�
вого облучения в сочетании с каталитически�
ми методами обработки воды обеспечивает
полное ее обеззараживание от всех микроор�
ганизмов, включая патогенные микроорга�
низмы (в том числе возбудители вирусного
гепатита А, полиомиелита, брюшного тифа,
дизентерии, холеры, сальмонеллеза, конъюнк�
тивита и др.) [3, 4]. При этом не образуются
вредные побочные продукты. Установки "Ве�
га" сертифицированы МЗ Украины
(N5.02.28.В�272 от 26.05.98 г.) и рекомендо�
ваны для получения высококачественной пи�
тьевой воды в населенных пунктах, где вода
не соответствует действующему стандарту,
особенно в экологически и санитарно небла�
гополучных регионах, а также в зонах радиа�
ционного загрязнения.
Установки предназначены для обеспече�
ния качественной питьевой водой школьных,
детских, лечебных учреждений и предприя�
тий пищевого профиля. Они могут быть ис�
пользованы на объектах жилого фонда, же�
лезнодорожного, авто� и водного транспорта
в стационарном и мобильном вариантах. Ус�
тановки обеспечивают высокую эффектив�
ность очистки воды из водопроводных сис�
тем, подземных, солоноватых и соленых вод
от всех видов взвесей, токсичных примесей, в
том числе соединений железа, марганца и
других тяжелых металлов, радионуклидов,
нитратов, пестицидов [5], гербицидов, хлора,
хлорорганических примесей, а также других
загрязнителей. Качество питьевой воды, по�
лучаемой из установок, соответствует не
только действующему стандарту Украины
"Вода питьевая", но и требованиям Евростан�
дарта и ВОЗ. Установки класса "Вега�3�УМ"
могут быть модифицированы для опресне�
ния морской воды. Производительность ус�
тановок – от 0,15 до 25 м3/ч. По заказам изго�
тавливаются установки большей производи�
тельности. С учетом качества исходной воды
могут использоваться установки следующих
серий:
Установки серии "ВЕГА У"
Эти одномодульные установки предназначе�
ны для очистки воды от взвесей токсичных
примесей органических веществ, соединений
тяжелых металлов, в т. ч. железа и марганца,
радионуклидов; для устранения мутности,
цветности, неприятных привкусов и запахов.
Полное обеззараживание воды обеспечивает
ультрафиолетовое облучение. Установки со�
держат блоки сорбционной очистки на при�
родных и синтетических сорбентах, а также
обеззараживания воды (рис. 1, 2).
69НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
Інноваційні проекти Національної академії наук України
Установки серии "ВЕГА 1У"
Применяются для кондиционирования пить�
евой воды с повышенной жесткостью. Допол�
нительно к задачам, решаемым установками
серии "ВЕГА У", они обеспечивают снижение
солесодержания воды. Установки включают
блоки сорбционной очистки, умягчения на
ионообменной смоле и обеззараживания.
Установки серии "ВЕГА�2У"
Применяются для получения высококачест�
венной питьевой воды из источников с высо�
ким содержанием органических веществ. До�
полнительно к задачам, решаемым установ�
ками серии "ВЕГА У", обеспечивают глубо�
кое окисление всех органических соедине�
ний озоном в специально разработанном ка�
талитическом режиме. За счет применения
модифицированных сорбентов обработанная
вода приобретает естественные вкусовые ка�
чества, при этом ресурс рабочего сорбцион�
ного блока возрастает. Установки включают
блоки каталитического озонирования, сорб�
ционной очистки и ультрафиолетового обез�
зараживания.
Установки серии "ВЕГА�3�УМ"
Установки и аппараты "ВЕГА�3�УМ" (рис. 3)
для гарантированной адсорбционно�окисли�
тельной очистки воды используют фотоката�
лиз, мембранные технологии и ультрафио�
лет; они предназначены для очистки воды от
*Для уточнения технологического комплекта оборудования необходим предварительный анализ исходной воды.
Стоимость 1 м3 воды для установки производительностью 5 м3/час при полной комплектации всех блоков состав�
ляет 1,46 грн.
Таблица 1. Показатели аппаратов "ВЕГА<3<УМ"
Рис. 2. Установка ВЕГА У<500Рис. 1. Установка ВЕГА У<150
70
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
органических примесей и коррекции ее соле�
вого состава. Установки состоят из окисли�
тельного и сорбционного блоков очистки во�
ды на природных и синтетических модифи�
цированных сорбентах, обеззараживания,
обессоливания обратным осмосом или нано�
фильтрацией. Установки обеспечивают до�
очистку водопроводной воды или автоном�
ного источника водоснабжения, доводя ее ка�
чество до необходимых нормативов.
Аппараты "ВЕГА�3�УМ" для получения
питьевой воды из солоноватых вод с концен�
трацией 3–5 г/дм3 характеризуются следую�
щими показателями (см. табл. 1).
Аппараты "ПРОМИНЬ"
Аппараты "ПРОМИНЬ" (рис. 4) предназна�
чены для обеззараживания воды. В качестве
обеззараживающего средства в аппарате ис�
пользуются кварцевые лампы отечественно�
го производства низкого или среднего давле�
ния типа ДРБ или ДРТ [2]. Климатическое
исполнение аппаратов – УХЛ, категория 4 по
ГОСТ 15150�69 для работы при температуре
5–35 °С. Производительность базовых уста�
новок – 1–100 м3/ч.
Водоочистительные фильтры "ДАНА�ФОУ"
Применяются на водопроводных станциях
производительностью до 8 000 м3/сутки с це�
лью дезодорации, обезжелезивания и деманга�
нации подземных вод, а также доочистки сточ�
ных вод. При необходимости фильтры "Дана�
ФОУ" могут использоваться для умягчения
воды, удаления из неё аммиака, радионукли�
дов, тяжелых металлов и других специфичес�
Таблица 2. Основные технические характеристики фильтров "Дана<ФОУ"
Рис. 3. Установка серии ВЕГА<3<УМ
Рис. 4. Аппарат “ПРОМИНЬ”
71НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
Інноваційні проекти Національної академії наук України
ких загрязняющих веществ. Фильтры могут
устанавливаться как на открытых площадках,
так и в помещениях. Установка фильтров на
открытых площадках не требует строительст�
ва дорогостоящих капитальных сооружений.
Основные технические характеристики
фильтров "Дана�ФОУ" приведены в табл. 2.
Применение фильтров "Дана�ФОУ" уточ�
няется проектно�конструкторскими и техно�
логическими решениями. Количество фильт�
ров и режимы их эксплуатации, тип загрузки
определяются с учетом качества исходной
воды, производительности станции и других
условий. Блочный набор сооружений обеспе�
чивает гибкость технологии при изменении
качества исходной воды.
3. ДРУГИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
В институте разработаны и прошли испыта�
ния технологии, которые рекомендуются к
широкому внедрению, а именно:
Озоно�адсорбционная технология
получения питьевой воды
Применяется для получения высококачест�
венной питьевой воды из маломутных вод (со�
держание взвешенных веществ до 10 мг/дм3) с
высокой цветностью и значительным количе�
ством органических примесей. Может успеш�
но применяться для очистки воды от соедине�
ний железа и марганца. Технология включает
стадии предварительного озонирования воды,
фильтрования ее через слой активированного
угля со специально подобранной пористой
структурой, осветления на механическом филь�
тре и завершающего обеззараживания воды.
При загрязненности исходной воды соединени�
ями железа и марганца, а также ее мутности до
20 мг/дм3 можно проводить предварительные
фильтрования или отстаивания с коагуляцией.
Данная технология обеспечивает:
– удаление токсичных органических при�
месей в питьевой воде;
– содержание соединений железа и марган�
ца на безвредном для здоровья человека
уровне;
– микробиологическую безопасность пить�
евой воды.
Озоно�флотационная технология получения
высококачественной питьевой воды
из поверхностных вод
с повышенными мутностью и цветностью
Применяется для получения высококачест�
венной воды из вод поверхностных источни�
ков, характеризующихся содержанием взве�
шенных веществ более 15 мг/дм3 и цветнос�
тью > 80 град по кобальтово�никелевой шка�
ле. Такие воды, как правило, имеют значитель�
ное количество растворенных органических
примесей, которые при применении традици�
онной технологии превращаются в высокоток�
сичные канцерогенные хлорорганические со�
единения. Озоно�флотационная технология
включает операции озонирования и реагент�
ной флотации, отстаивания, фильтрования и
завершающую стадию – обеззараживание.
Данная технология обеспечивает:
– удаление токсичных органических при�
месей в питьевой воде;
– ее микробиологическую безопасность;
– содержание остаточных количеств ис�
пользованных реагентов на безвредном
для организма человека уровне.
Технология комбинированного
обессоливания и умягчения воды
с применением полиакриловых катионитов
Для обессоливания и глубокого умягчения
традиционно применяются сульфокатиони�
ты. Их регенерация требует значительного
количества реагентов (кислоты, щёлочи, со�
ли), которые в 1,5–5 раз превышают мини�
мально необходимые по стехиометрии хими�
ческих реакций. Это делает неприемлемым
по экономическим соображениям использо�
72
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
вание ионообменной технологии в ряде сфер,
в частности для кондиционирования охлаж�
дающей воды в системах оборотного и замк�
нутого водоснабжения.
Принципиально новые возможности от�
крывает запатентованная Институтом техно�
логия комбинированного получения обессо�
ленной и умягчённой воды с применением
полиакриловых катионитов. Технические ре�
шения основаны на двух эффектах:
– эффект высокого сродства полиакрило�
вых катионитов с ионами гидроксония,
что позволяет регенерировать ионит без
затрат избытка кислоты. Более того, по�
явилась возможность практически пол�
ного восстановления рабочей обменной
ёмкости таких катионитов отходами про�
изводства – кислыми сточными водами
регенерации сульфокатионита установок
обессоливания воды;
– эффект, обнаруженный в процессе разра�
ботки технологии и гарантирующий по�
лучение глубоко умягчённой воды. Он
обусловлен наличием в карбоксильном
катионите спаренных обменных групп,
проявляющих повышенную селектив�
ность в отношении двухзарядных катио�
нов. Для реализации этого эффекта необ�
ходимо выполнение двух условий: глубо�
кая регенерация катионита и образова�
ние в слое материала в рабочем цикле зо�
ны солевой формы ионообменника с од�
нозарядными катионами. Такая зона мо�
жет формироваться за счёт использова�
ния сточных вод ОН�анионитных фильт�
ров установки обессоливания воды.
Поскольку при реализации новых техниче�
ских решений для умягчения воды нет необхо�
димости в затратах товарных реагентов, при�
менение вышеназванной технологии экономи�
чески оправдано не только в традиционных
сферах, но и в условиях, когда классическая
технология умягчения воды нерентабельна. В
частности, на ТЭС и АЭС эта технология поз�
воляет улучшить качество воды в оборотных
системах охлаждения конденсаторов турбин.
Преимущества новой технологии по
сравнению с традиционной:
– возможность глубокого умягчения воды
с применением существующего оборудо�
вания без затрат товарных реагентов;
– исключение затрат соли на умягчение во�
ды;
– полное использование кислоты и щёлочи
для регенерации ионитов;
– сокращение расхода кислоты и извести
на обработку воды;
– исключение образования сточных вод
при умягчении воды;
– полная нейтрализация сточных вод уста�
новки обессоливания воды в основном
технологическом процессе;
– уменьшение парка основного технологи�
ческого оборудования.
Технология очистки
радиоактивно загрязненных
минерализованных и шахтных вод
Новые взаимосвязанные технические реше�
ния очистки шахтных вод дополняют суще�
ствующие технологии и обеспечивают более
глубокую очистку воды, всестороннюю за�
щиту окружающей среды и рациональное ис�
пользование водных ресурсов.
Предлагаемая технология очистки про�
мышленных и шахтных вод от природных ра�
дионуклидов, в частности от урана и тяже�
лых металлов, кроме удаления радиоактив�
ных элементов обеспечивает умягчение и
снижение общего солесодержания воды до
1 г/дм3. Технологическая схема включает
следующие основные процессы: коагуляцию
взвесей, фильтрование воды, ионообменную
карбонизацию и известкование. Кроме того,
один из предлагаемых вариантов, включаю�
щий на заключительных стадиях использова�
ние мембранных установок, позволяет полу�
73НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
Інноваційні проекти Національної академії наук України
чать очищенную воду, по показателям отве�
чающую требованиям, которые предъявля�
ются к питьевой воде.
Преимуществом предлагаемых техничес�
ких решений является одновременное удале�
ние анионов сильных кислот, в частности ни�
трат�ионов на анионообменнике в HCO3
_�
форме. Одновременно в анионированной во�
де обеспечивается преимущественное содер�
жание бикарбонат�ионов, что на стадии изве�
сткования позволяет умягчить и дезактиви�
ровать воду с одновременным уменьшением
ее солесодержания.
Технология обеспечивает степень очист�
ки воды от урана – 99 %, радия�226 – 90 %,
тория�232 – 75 %, полония�210 – 85 %.
Биосорбционная очистка
поверхностных и сточных вод
от радионуклидов
Технология биосорбционной очистки радио�
активно загрязненных вод отличается про�
стотой аппаратурного оформления и значи�
тельной экономической эффективностью.
Биосорбционный метод заключается в
использовании для очистки радиоактивно
загрязненных вод биосорбентов, полученных
путем иммобилизации гидробиоценозов на
волокнистых насадках типа "ВИЯ". Насадка
из капронового волокна обеспечивает боль�
шую поверхность для биообростаний, что
позволяет получать высокоэффективный
сорбент для удаления радионуклидов и тя�
желых металлов. Микроорганизмы гидроби�
оценозов устойчивы к радиоактивному излу�
чению. Даже при активности вод
10–5–10–6 Кu/дм3 не наблюдается угнетения
их размножения и роста. Реализация метода
возможна как для очистки промышленных
сточных вод в закрытых резервуарах, так и
радиоактивно загрязненных проточных вод в
естественных условиях.
Преимущества предложенного способа
очистки радиоактивных вод, по сравнению с
известными технологиями, заключаются в
следующем:
– обеспечивается высокая степень очистки
воды от 137Cs, 90Sr и других радионукли�
дов;
– удельная активность отработанного био�
сорбента увеличивается почти на 2 по�
рядка за месяц работы биосорбента при
удельной затрате биомассы всего
1,2 кг/м3 очищенной воды;
– метод технологически прост как при под�
готовке сорбента, так и при его использо�
вании в процессе очистки воды (впослед�
ствии обеспечивается удаление из воды
носителя с накопленными на нем радио�
нуклидами для дальнейшего обезврежи�
вания);
– низкая стоимость получения биологиче�
ского сорбента;
– биосорбент эффективно работает при
очистке проточных радиоактивно загряз�
ненных вод в естественных условиях, что
не достигается ни одним из известных
способов.
Биотехнология глубокой очистки
хозяйственно�бытовых сточных вод
Применяется для очистки хозяйственно�бы�
товых сточных вод от локальных источников
(жилых зданий, пансионатов, мотелей, баз
отдыха, коттеджей, кафе, ресторанов, запра�
вочных станций, станций технического об�
служивания автомобилей). Обеспечивает до�
стижение качества очистки сточных вод,
удовлетворяющего требованиям СанПиНа и
"Норм охраны поверхностных вод от загряз�
нения оборотными водами". Технология ба�
зируется на комбинированной анаэробно�аэ�
робной обработке сточных вод с использова�
нием прикрепленной и свободноплавающей
микрофлоры, инициации процессов нитри� и
денитрификации.
Оборудование, предназначенное для реа�
лизации технологии, выполнено по блочному
74
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
принципу. В его состав входит: накопитель�от�
стойник с фильтром для удаления грубых не�
растворимых механических примесей и прину�
дительной циркуляцией обрабатываемого сто�
ка; четырехкамерный биоблок с отстойником;
сборник�стабилизатор избыточной биомассы;
смотровой колодец для визуального контроля
потока и отбора проб очищенной воды, а также
насос для перекачки обрабатываемой воды и
воздуходувка. В зависимости от уровня требо�
ваний к сбрасываемой воде или условий объ�
екта канализирования в комплект оборудова�
ния может быть включен аппарат ультрафио�
летового облучения для обеззараживания очи�
щенной воды, а также дополнительный био�
блок, допускающий прием в систему очистки
нефтесодержащих вод (для случаев автозапра�
вочных и автомоечных станций).
Очищенная вода может быть сброшена
на площадки фильтрации, в дренажные ко�
лодцы, в природные водоемы или использо�
вана повторно для технических нужд. Выде�
ленные на механических фильтрах взвешен�
ные частицы и мусор вывозятся на свалку, а
избыточная биомасса обезвоживается в ру�
кавных фильтрах и компостируется, превра�
щаясь в ценное удобрение.
Комплекс автоматизирован и не требует
постоянного обслуживания. Технологичес�
кие операции оптимизируются и программи�
руются по параметрам качества очистки и
экономичности обработки воды. Биотехно�
логия характеризуется минимальным энер�
гопотреблением и не требует применения ре�
агентов.
Производительность локальных очист�
ных сооружений – 0,5–100 м3/сутки.
Биотехнология очистки водоемов,
донных отложений и грунтов
на территориях,
загрязненных нефтью и нефтепродуктами
Применяется для очистки природных и искус�
ственных технологических водоемов (озер,
прудов�отстойников и др.), включая донные
отложения и прилежащие территории, от за�
грязнения нефтью и нефтепродуктами в ре�
зультате аварийных разливов или производ�
ственной деятельности.
Технологический цикл предусматривает
включение следующих этапов: механический
сбор и удаление на утилизацию жидких пле�
ночных нефтепродуктов с водной поверхнос�
ти; глубокую аэробную микробиологическую
очистку воды от растворенных и эмульгиро�
ванных нефтепродуктов (в частности и от�
качку жидкости из водоема, где это необхо�
димо и возможно); откачку жидких остатков
нефти из донных отложений; микробиологи�
ческое обезвреживание загрязненных неф�
тью твердых донных отложений, в т. ч. и за�
грязненных грунтов прилежащих террито�
рий с их полной биологической рекультива�
цией. При применении технологии ком�
плексной очистки достигается полное вос�
становление природных свойств территории
(воды и грунта) с уровнем содержания оста�
точных нефтепродуктов, не превышающем
предельно допустимые концентрации (ПДК),
установленные для водоемов хозяйственно�
питьевого назначения, и фоновых уровней
содержания нефтепродуктов в грунтах смеж�
ных территорий, не подвергавшихся загряз�
нению.
Предлагаемая технология экологически
безопасна и эффективна, ее реализация не
связана с применением химических реаген�
тов. Используемые нефтеокисляющие мик�
роорганизмы выделены из природной среды,
не патогенны, не токсичны, не изменены гене�
тически и соответствуют установленным тре�
бованиям безопасности. Посевной материал
микроорганизмов выращивается непосредст�
венно на месте использования в биореакто�
рах, разработанных Институтом, благодаря
чему достигается высокая концентрация ак�
тивных нефтеокисляющих бактерий в зоне
обработки и отпадает необходимость в закуп�
75НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
Інноваційні проекти Національної академії наук України
ке дорогостоящих микробных препаратов
промышленного производства. Кроме того, с
целью повышения глубины и скорости мине�
рализации нефтепродуктов на этапе биологи�
ческого обезвреживания и рекультивации за�
грязненных грунтов используются верми�
культура как фактор, усиливающий действие
микроорганизмов, и травы�фитомелиоранты.
Биотехнология очистки
нефтесодержащих сточных вод
Применяется для очистки нефтесодержащих
вод в условиях нефтебаз, автозаправочных
станций, машиностроительных, авиацион�
ных и других предприятий, на судах, буро�
вых платформах и подобных объектах.
Технология предусматривает очистку
сточных вод от нефтепродуктов при исполь�
зовании нефтеокисляющих микроорганиз�
мов, обеспечивающих снижение концентра�
ции нефтепродуктов в очищенной воде до
0,3 мг/л с одновременным улучшением сани�
тарно�гигиенических показателей сбрасыва�
емой воды (в 10 и более раз снижается кон�
центрация условно�патогенной микрофло�
ры, удаляется сероводород, вода насыщается
кислородом). Технологической схемой пре�
дусмотрена двухступенчатая обработка неф�
тесодержащих стоков, включающая механи�
ческое отделение и сбор пленочных нефте�
продуктов с целью их утилизации, а также
глубокую биологическую очистку воды ассо�
циацией нефтеокисляющих микроорганиз�
мов. Очищенная вода близка по качеству к
воде природных водоемов.
Разработаны компактные очистные уста�
новки, рассчитанные на очистку 1, 3, 5, 50,
100, 140 м3 нефтесодержащих вод в сутки. В
зависимости от степени загрязненности воды
и требований к качеству очистки биологиче�
ская обработка осуществляется в одну или
две стадии в камерах аэрации, снабженных
отстойниками для отделения сбрасываемой
воды от микроорганизмов. Работа установок
автоматизирована.
Конструктивной особенностью этих уста�
новок является возможность их размещения и
эксплуатации на плавсредствах (баржи, пон�
тоны, транспортные и пассажирские суда).
Установка производительностью 1 м3/сут�
ки с рабочим объемом аэрационной камеры
0,65 м3 имеет следующие габаритные размеры
(м): длина – 0,9; ширина – 0,55; высота – 1,2.
Станция производительностью 50–
100 м3/сутки представляет собой плавучий
понтон с металлическим корпусом и надст�
ройкой, оборудованный необходимыми судо�
выми системами и устройствами. Электро�
снабжение осуществляется от дизельно�эле�
ктрического агрегата мощностью 50 кВт.
Станция имеет следующие размеры (м): дли�
на – 46,7; ширина – 11,4; высота борта – 2;
осадка средняя – 1,6.
Технология очистки
природных и сточных вод
от токсичных органических примесей
Технология глубокого извлечения из воды
ПАВ и продуктов их взаимодействия с дру�
гими загрязнениями основана на использова�
нии процессов окисления с последующей ад�
сорбционной доочисткой воды биологически
активным углем (биосорбция). Этим дости�
гается экономия энергоресурсов и площадей
для размещения очистных сооружений. Кро�
ме того, технология является экологически
целесообразной вследствие отсутствия отхо�
дов водоочистки, а глубина извлечения орга�
нических загрязнений (< 0,5 мг/дм3) удовле�
творяет требованиям международных и на�
циональных стандартов относительно сброса
сточных вод в природные водоемы.
С целью контроля и регулирования тех�
нологических параметров, сочетания окисле�
ния органических соединений с последую�
щей биосорбцией использован экспрессный
биосенсорный анализ токсичности образую�
щихся продуктов окисления для обеспече�
76
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
ния эффективности последующего биосорб�
ционного процесса. Это дает возможность
оптимизировать технологические режимы
процесса с точки зрения минимизации расхо�
да реагентов и времени обработки воды.
Оценка токсичности воды путем биосен�
сорного контроля после полной ее очистки от
органических соединений является обяза�
тельной стадией технологического процесса
в соответствии с отечественными и междуна�
родными стандартами.
В технологии используются:
– оптимальные режимы окислительной об�
работки воды озоном в сочетании с УФ�
облучением с учетом токсичности обра�
зующихся продуктов окисления;
– одновременное протекание адсорбцион�
ных и биохимических процессов на по�
верхности активного угля (АУ), что поз�
воляет использовать адсорбционную ак�
тивность АУ без перевода его в инертный
носитель биомассы;
– новая модель биосорбера.
Созданы автоматизированные методы
биосенсорного тестирования токсичности
воды в процессе ее очистки на основе исполь�
зования активированной хемолюминесцен�
ции экзаметаболитов среды обитания даф�
ний и бактериальной биолюминесценции
Photobacterium phosphorum K3, Vibriofisheri
F1, Vibriofisheri Sh1. Технология защищена
патентом Украины.
Кроме того, специалистами института
разработана и рекомендуется к широкому ис�
пользованию
Методика оценки токсичности воды
и лекарственных препаратов
с использованием животных
и растительных тест�организмов
и их клеток
Методика включают оценку как общей ток�
сичности с использованием представителей
растений, беспозвоночных и позвоночных
животных, так и цитотоксичности (по яд�
рышковому биомаркеру) и генотоксичности
(по микроядерному тесту) на клетках этих
же организмов. Весь набор используемых ме�
тодов на клеточном уровне позволяет полу�
чить результаты гарантированного качества.
Для определения острой и хронической
токсичности водных образцов и лекарствен�
ных препаратов используются представите�
ли беспозвоночных животных с высокочув�
ствительной реакцией на внешнее загрязне�
ние (цериодафния или дафния и гидра),
представители позвоночных (рыбы), а также
некоторые виды растений (лук, салат).
Методику отличает экспрессность оцен�
ки токсичности среды, поскольку фиксиру�
ются изменения метаболической активности
клеток по ядрышковому биомаркеру в пер�
вые часы экспозиции. Показателем геноток�
сичности выбран один из наиболее широко
используемых тестов – микроядерный, кото�
рый объективно характеризует частоту хро�
мосомных нарушений в клетках. Анализ вод�
ных проб с использованием ядрышкового и
микроядерного биомаркеров позволяет оце�
нить риск для здоровья человека. Метод за�
патентован в качестве альтернативного под�
хода для оценки разных типов токсичности
лекарственных средств, а также степени со�
вершенства технологий их производства.
Подробная информация о биотестирова�
нии качества воды представлена на сайте
www.celltest.kiev.ua.
4. ВЫВОДЫ
В Институте коллоидной химии и химии во�
ды им. А. В. Думанского НАН Украины раз�
работаны многофункциональные блочные ус�
тановки и технологии для получения качест�
венной питьевой воды, предназначенной для
школьных и детских учреждений, предприя�
тий пищевой промышленности и обществен�
77НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 5, 2006
Інноваційні проекти Національної академії наук України
ного питания, заведений здравоохранения,
жилых объектов, железнодорожного и водно�
го транспорта и других водопотребителей.
В отличие от существующих типов оте�
чественных и зарубежных установок для га�
рантированного очищения и обеззаражива�
ния воды в установках "Вега" используются
ультрафиолетовое облучение с фотокатали�
зом, окисление, сорбция примесей и доочист�
ка воды мембранами, а также целый ряд
"ноу�хау".
Установки обеспечивают высокую сте�
пень очистки воды из водопроводной сети,
шахтных колодцев и артезианской воды от
взвешенных веществ любого типа, токсичных
веществ, хлора и хлорорганических соедине�
ний, тяжелых металлов, радионуклидов, нит�
ратов, пестицидов и гербицидов. Установки
позволяют скорректировать солесодержание,
а также (благодаря использованию УФ�облу�
чения) достичь полного безреагентного обез�
зараживания питьевой воды. Указанные уста�
новки могут быть базовыми для опреснения
морской воды. Питьевая вода, полученная на
этих установках, отвечает требованиям не
только действующих нормативов Государст�
венного стандарта "Вода питьевая", ГСанПИ�
На Украины, но и требованиям Директивы
Совета Европейского Союза 98/83/ЕС и Все�
мирной организации охраны здоровья.
В ИКХХВ НАН Украины также разрабо�
таны высокоэффективные технологии, уста�
новки и аппараты для очистки питьевой и
сточных вод от различных загрязнений. Раз�
работаны комплексные технологии очистки
хозбытовых и сточных вод, загрязненных
нефтепродуктами, а также методика биотес�
тирования различных вод.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гончарук В. В., Скубченко В. Ф. // Проблеми
сталого розвитку України. – К.: Видав. БМТ НАН
України, 2001. – С. 347–356.
2. Гончарук В. В., Балакіна М. М., Кучерук Д. Д.
та ін. // Доповіді Національної Академії наук Ук�
раїни. – 2005. – № 2. – С. 174–178.
3. Гончарук В. В., Потапченко Н. Г., Косинова В. Н.,
Сова А. Н. // Химия и технология воды. – 2001. –
№ 2. – С. 98–209.
4. Гончарук В. В., Чорноморець М. П., Потапчен<
ко Н. Г. та ін. // Там само. 2004. – № 2. –
С. 202–213.
5. Гончарук В. В., Вакуленко В. Ф., Самсони<То<
доров А. О., Гречко А. В. // Там само. 1995. –
№ 4. – С. 397–410.
Надійшла до редакції 30.09.05
|