Чистая вода — залог жизни
Вода является источником всех форм жизни на нашей планете. Очистка воды — крайне важная и не теряющая актуальности проблема, т.к. водный путь передачи инфекций занимает второе место после воздушного. Согласно данным Роспотребнадзора, инфекционные заболевания, вызванные употреблением некачественной воды, наблюдаются в странах независимо от уровня их экономического развития и гигиенической обстановки.
Компании, входящие в состав Ростеха, разработали и постоянно улучшают технологии очистки воды, которые могут применяться как на стационарных станциях водоканалов для подготовки питьевой воды для населения, так и для промышленной водоподготовки и очистки сточных вод. Например, разработка Уральского научно-исследовательского химического института с опытным заводом (холдинг ОНПП «Технология») по очистке и обеззараживанию воды с использованием комплексного дезинфектанта «Диоксид хлора и хлор» широко используется в Российской Федерации.
Источник жизни и опасностей
Вода является важнейшей составляющей жизни человека. В отсутствие воды взрослый человек может прожить не более 3 — 4 дней. Однако наличие воды еще не означает, что она пригодна для питья. Несмотря на то, что две трети поверхности Земли покрыты водой, лишь три процента ее составляют пресные воды, подходящие для употребления. При этом доступность пресных водных ресурсов ограничена, и для их добычи часто требуются значительные усилия.
Ресурсы пресной воды распределены по нашей планете неравномерно: ее острый дефицит испытывают страны Африки, Ближнего Востока, Китай и Индия. Согласно докладу Глобальной комиссии по экономике водных ресурсов 2024 года, 3,6 миллиарда человек, а это почти половина населения Земли, в разной степени испытывают дефицит пресной воды, а к концу 2020-х годов спрос на пресную воду превысит предложение почти в два раза.
Человеческая цивилизация даже на ранних этапах своей истории придавала важное значение чистоте употребляемой воды. Так, в древних культурах Египта и Греции были разработаны первые примитивные методы водоочистки, призванные предотвратить возникновение инфекций. Сегодня качество питьевой воды регулируется санитарным законодательством. Однако рост промышленного производства, а значит и его отходов, загрязнение минеральными и органическими удобрениями в результате развивающегося сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками, постоянно увеличивающимися вследствие урбанизации, повсеместно ухудшают состояние водных ресурсов.
Россия обладает обширными водными ресурсами, но несмотря на это существует дефицит питьевой воды в некоторых регионах, таких как Крым или Калмыкия. Проблемы с водой наблюдаются и у наших ближайших соседей: Казахстана, Киргизии, Таджикистана, Узбекистана и т.д. Указанная ситуация с питьевой водой и растущие промышленные потребности требуют внедрения все более эффективных технологий водоочистки и водоподготовки.
Технологии очистки воды
На данный момент не существует универсального способа очистки воды. Метод водоподготовки выбирается в зависимости от исходного качества и требований к конечному качеству воды. Существующие технологии можно разделить на физические (фильтрация, обратный осмос, отстаивание), химические (коагуляция, хлорирование, озонирование) и биологические (с применением микроорганизмов). Чаще всего для очистки воды используют комбинации этих методов.
Абсолютно чистую воду получить практически невозможно, поскольку она является мощным растворителем и всегда содержит различные примеси. Степень очистки воды зависит от области ее последующего применения: для бытового использования требуется один уровень очистки, для медицины и сложных технологий — другой.
Очистка воды осуществляется как до использования, так и после. Промышленные, сельскохозяйственные и коммунальные предприятия могут сбрасывать только очищенную воду, соответствующую по качеству строгим нормативам санитарных правил.
В России в настоящее время использование жидкого хлора является самым распространенным способом обеззараживания воды на водоочистных сооружениях. Однако применение хлора имеет ряд существенных недостатков как по качеству производимой питьевой воды, так и по экономическим и экологическим показателям процесса. Так, использование хлора приводит к образованию токсичных хлорорганических соединений, которые могут вызывать рак, влиять на репродуктивное здоровье и формировать врожденные патологии. Также транспортировка и хранение жидкого хлора требуют особых мер безопасности, что делает процесс дорогим и рискованным. Альтернативные методы, такие как озонирование или использование гипохлоритов, не обеспечивают долгосрочный эффект.
Замена хлора — диоксид хлора
Научный поиск альтернативы жидкому хлору для обеззараживания воды позволил разработать высокоэффективный дезинфектант — диоксид хлора. Вода в Израиле, США, Японии, некоторых странах Западной Европы уже очищается с его помощью. В России распространение данного метода началось с разработки Уральского научно-исследовательского химического института с опытным заводом (УНИХИМ, холдинг ОНПП «Технология») комплексного дезинфектанта «Диоксид хлора — хлор» (КД) и автоматизированной установки по его производству ДХ-100.
Ученые УНИХИМа создали комбинацию дезинфектантов диоксида хлора и хлора в одном растворе, что позволило использовать преимущества, которые дает использование диоксида хлора, и одновременно минимизировать побочные эффекты присутствием хлора.
Использование диоксида хлора при очистке воды не приводит к образованию токсичных хлорорганических соединений. При этом он имеет высокую микробиологическую активность, улучшает качество воды по вкусу и запаху, способствует снижению коррозии и отложений в трубах. Образующиеся при использовании диоксида хлора в незначительных количествах вредные примеси нейтрализует второе вещество комплексного дезинфектанта — хлор. Дезинфицирующий эффект КД «Диоксид хлора и хлор» сохраняется более 7 дней, что предотвращает повторное загрязнение воды по всей протяженности системы водоснабжения. Отдельно необходимо отметить, что УНИХИМ производит КД из доступного, полностью отечественного сырья.
Для изготовления КД «Диоксид хлора и хлор» УНИХИМом разработаны автоматизированные установки типа ДХ-100. Они позволяют производить КД непосредственно на месте использования. Устройства могут быть размещены как в уже существующих зданиях, так и поставляться в виде модульных станций. Последний вариант обеспечивает возможность оперативной установки в любой точке системы водоподготовки и водоочистки, способной обрабатывать до 100 тыс. кубометров воды в сутки. Важно, что технология исключает риск чрезвычайных ситуаций, связанных с хранением и транспортировкой хлора.
Фото: пресс-служба МУП «Чайковский водоканал»
По данным независимых экспертов, после внедрения КД «Диоксид хлора и хлор» и запуска установок ДХ-100, разработанных УНИХИМом, анализ микробиологических показателей питьевой воды дает только положительные результаты.
На данный момент столь важная технология Ростеха успешно внедрена в 49 городах на 58 объектах, включая Свердловскую, Челябинскую, Курганскую, Вологодскую, Московскую, Ростовскую области, Красноярский, Алтайский и Пермский край, Республику Удмуртия, а также Казахстан и Финляндию. Установки ДХ-100 производства УНИХИМа успешно работают на таких крупнейших предприятиях России, как Боровская и Рефтинская птицефабрики, на Рефтинской и Среднеуральской ГРЭС и на Синарском трубном заводе.