Процесс очистки природных вод от гуминовых веществ с использованием электроразрядного реактора

Актуальность темы исследования. Для обеспечения населения
качественной питьевой водой требуется разработка новых, оригинальных водных
технологий, способных эффективно получать воду, соответствующую СанПиН
2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды
централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». По
данным Федеральной службы государственной статистики Роспотребнадзора за
2010 г. к централизованному водоснабжению не имеют доступа каждый десятый
городской житель (11 %) и половина (53 %) жителей сельских населенных
пунктов [1]. Например, в Западной Сибири, активно развивающейся в
промышленном отношении благодаря газо- и нефтедобывающей отрасли,
создаются вахтовые поселки, не имеющие централизованного водоснабжения.
Основным источником питьевого водоснабжения на территории Западной
Сибири являются подземные воды. Поверхностные воды Западной Сибири, в
достаточном количестве имеющиеся на территории, в связи с заболоченностью
невозможно использовать для питьевых целей. Содержание гуминовых веществ,
придающих воде повышенную цветность, делает воду непригодной не только для
питьевых целей, но и для хозяйственного применения.
Использование подземных вод для питьевого водоснабжения ограничено
повышенным содержанием железа, что характерно для Западно-Сибирского
региона. Подземные воды, наряду с высокой концентрацией железа, содержат
органические вещества гумусового происхождения. Одновременное присутствие
указанных примесей приводит к образованию коллоидной системы, обладающей
устойчивостью к физико-химическим воздействиям, реализуемым в настоящее
время в водоподготовке [1, 2]. При очистке вод такого состава эффективность
водоочистных установок снижается, что приводит к снижению качества питьевой
воды.
В настоящее время существуют различные технологии, такие как
аэрация [3], озонирование [4], обработка импульсным электрическим разрядом [5],
использование специальных фильтрующих загрузок [6] для очистки подземных
вод, содержащих железо и растворенные гуминовые вещества. Но эти методы
малоэффективны для вод, содержащих примеси гуминовых веществ и железа.
Использование ультра- и нанофильтрационных мембран является эффективным
для вод такого состава, но приводит к увеличению стоимости технологии
водоподготовки. Для повышения эффективности очистки подземных вод Западно-
Сибирского региона, содержащих примеси железа и гуминовых веществ,
необходим поиск новых способов, которые можно реализовать в технологиях
водоподготовки.
Работа выполнена в рамках госзадания «Наука» (ГЗ 3.3734.2011 от
01.01.1012 г.), проект «Разработка научных основ физико-химических процессов
водоочистки, протекающих на границе раздела фаз».
Степень разработанности темы исследования. Анализ литературных
источников показал, что систематического изучения процессов безреагентного
удаления растворенных гуминовых веществ из природных вод не проводилось.
Принятые технологии очистки воды с использованием озонирования, мембранного
разделения, сорбции, электрокоагуляции, ультрафильтрации и др. малоэффективны
для удаления гуминовых веществ из воды вследствие образования с другими
примесями коллоидных систем, обладающих повышенной устойчивостью к
физико-химическим воздействиям. Закономерности окисления, деструкции и
осаждения гуминовых веществ при очистке высокоцветных вод в полной мере не
изучены.
Цель работы – разработка технологической схемы очистки природных вод