vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Buildingvestniktgasu-296Research ArticleТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕHEATING, VENTILATION, AIR CONDITIONING (HVAC), LIGHTING SYSTEMS AND GAS NETWORKSКондиционирование состава маломинерализованных железосодержащих подземных водConditioning of Low-Mineralized Iron-Containing Underground WaterЛукашевичОльга ДмитриевнаLukashevichOlga D.odluk@yandex.ruПатрушевЕвгений ИннокентьевичPatrushevEvgenii I.odluk@yandex.ruФиличевСергей АлександровичFilichevSergey A.coba77@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian FederationООО «Надежда - ВЛ»РоссияOOO 'Nadezhda - VL’Russian Federation20172102201802158170Copyright © Лукашевич О.Д., Патрушев Е.И., Филичев С.А., 20182018Лукашевич О.Д., Патрушев Е.И., Филичев С.А.Lukashevich O.D., Patrushev E.I., Filichev S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/296

Рассмотрены особенности состава и свойств природных вод северных территорий Сибири. Они характеризуются высокой цветностью благодаря большой концентрации органических, преимущественно гумусовых, веществ и содержанием железа и марганца, многократно превышающим нормативы. Одновременно в этих водах присутствует много соединений кремния и мало солей жесткости, низкая общая минерализация и щелочность. Такое сочетание показателей делает невозможным получение питьевой воды высокого качества по традиционным технологиям водоподготовки. Предложена технология, позволяющая получить физиологически полноценную питьевую воду из природных вод с высоким содержанием железа и марганца. Комбинирование в единой системе модулей окисления, минерализации, коагулирования, фильтрования позволяет создать условия для удаления из воды нежелательных ингредиентов и обогащения кальцием и магнием в количествах, соответствующих критериям физиологической полезности. Реализация технологии позволит улучшить негативную ситуацию в обеспечении доброкачественной питьевой водой жителей северных регионов, работников нефтегазовой отрасли в поселках, не имеющих централизованного водоснабжения.

The paper deals with properties of natural water in northern Siberia, such as colour owing to a high concentration of humic substances, iron and manganese which exceed the standard values. Also, natural water in northern Siberia is high in silicon compounds and low in hardness salts and possesses low salinity and alkalinity. Such a combination of water properties makes impossible to produce high-quality drinking water using the traditional treatment technologies. The paper proposes a treatment technology which allows the production of the high-quality water from natural resources high in iron and manganese. A combined use of oxidation, mineralization, coagulation and filtration systems allows eliminating undesirable ingredients from water and enriching it with calcium and magnesium in the amount satisfying the criteria of physiological relevance. The implementation of this technology will improve the water quality in northern Siberia and create convenient conditions in regions without the centralized water supply.

технология водоподготовкиобезжелезиваниедеманганацияминерализацияфизиологически полноценная водаwater treatment technologyiron eliminationdemanganationmineralizationphysiological relevanceReferencesЛукашевич, О.Д. Совершенствование промышленного и хозяйственно-питьевого водопользования для повышения уровня его экологической безопасности (на примере районов Западной Сибири) / О.Д. Лукашевич. - Томск : ТГАСУ, 2006. - 349 с.Lukashevich O.D. Sovershenstvovanie promyshlennogo i hozyaistvenno-pit'evogo vodopolzovania dlya povysheniya urovnya ego ecologicheskoy bezopasnosti (na primere rayonov Zapadnoi Sibiri) [Improvement of industrial and household water use for improving its ecological safety (a West Siberian case study)]. Tomsk: TSUAB Publ., 2006. 349 p. (rus)Труфанов, А.И. Формирование железистых подземных вод / А.И. Труфанов. - М. : Наука, 1982. - 126 с.Trufanov A.I. Formirovanie zhelezistyh podzemnyh vod [Formation of ferrous groundwater]. Moscow: Nauka Publ., 1982. 126 p. (rus)Munter, R. Complexed iron removal from groundwater / R. Munter, H. Ojaste, J. Sutt // Journal of environmental engineering. - 2005. - V. 131. - № 7. - P. 1014-1020.Munter R., Ojaste H., Sutt J. Complexed iron removal from groundwater. Journal of Environmental Engineering. 2005. V. 131. No. 7. Pp. 1014–1020.Кульский, Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды / Л.А. Кульский. - Киев : Наукова думка, 1980. - 560 с.Kul'skii L.A. Teoreticheskie osnovy i tekhnologiya konditsionirovaniya vody [Theoretical bases and water conditioning technology]. Kiev: Naukova dumka, 1980. 560 p. (rus)Николадзе, Г.И. Технология очистки природных вод / Г.И. Николадзе. - М. : Высшая школа, 1987. - 480 с.Nikoladze G.I. Tekhnologiya ochistki prirodnykh vod [Natural water purification technology]. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1987. 480 p. (rus)Водоснабжение: пособие по модернизации / Н.П. Фрог, С.А. Шидловский, М.А. Шидловский [и др.]. - М. : Обнинск: Фабрика офсетной печати, 2011. - 192 с.Frog N.P., Shidlovskii S.A., Shidlovskii M.A., et al. Vodosnabzhenie: posobie po modernizatsii [Water supply: a guide to modernization]. Moscow; Obninsk: Fabrika ofsetnoi pechati, 2011. 192 p. (rus)Драгинский, В.Л. Очистка подземных вод от соединений железа, марганца и органических загрязнений / В.Л. Драгинский, Л.П. Алексеева // Водоснабжение и санитарная техника. - 1997. - № 12. - С. 16-19.Draginskii V.L., Alekseeva L.P. Ochistka podzemnykh vod ot soedinenii zheleza, margantsa i organicheskikh zagryaznenii [Purification of groundwater from iron, manganese compounds and organic impurities] Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Technique]. 1997. No. 12. Pp. 16–19. (rus)Лукашевич, О.Д. Очистка воды от соединений железа и марганца: проблемы и перспективы / О.Д. Лукашевич, Е.И. Патрушев // Известия вузов. Химия и хим. технология. - 2004. - Т. 47. - № 1. - С. 66-70.Lukashevich O.D., Patrushev E.I. Ochistka vody ot soedinenii zheleza i margantsa: problemy i perspektivy [Water purification from iron and manganese compounds: problems and prospects]. Izvestiya vuzov. Khimiya i khim. tekhnologiya [News of Higher Educational Institutions. Chemistry and Chemical Technology]. 2004. No. 1. Pp. 66–70. (rus)Славинская, Г.В. Органические вещества как фактор, осложняющий кондиционирование воды промышленного и питьевого назначения / Г.В. Славинская, В.Ф. Селеменев // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2007. - Т. 7. - № 2. - С. 297-302.Slavinskaya G.V., Selemenev V.F. Organicheskie veshchestva kak faktor, oslozhnyayushchii konditsionirovanie vody promyshlennogo i pit'evogo naznacheniya [Organic substances as a factor complicating industrial and drinking water conditioning]. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2007. No 2. Pp. 297–302. (rus)СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. - М. : Федеральный центр госсанэпидемнадзора Минздрава России, 2002. - 103 с.SanPiN 2.1.4.1074–01. Pit'evaya voda. Gigienicheskie trebovaniya k kachestvu vody tsentralizovannykh sistem pit'evogo vodosnabzheniya. Kontrol' kachestva. Sanitarno-epidemiologicheskie pravila i normativy [Sanitary rules and norms. Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems. Quality control. Sanitary and epidemiological rules and norms]. Moscow: Federal'nyi tsentr gossanepidemnadzora Minzdrava Rossii, 2002. 103 p. (rus)Воейков, В.Л. Свойства, определяющие биологическую ценность воды / В.Л. Воейков // Питьевая вода. - 2007. - № 4 (40). - С. 12-17.Voeikov V.L. Svoistva, opredelyayushchie biologicheskuyu tsennost' vody [Biological value of water properties]. Pit'evaya voda. 2007. No. 4 (40). Pp. 12–17. (rus)К вопросу корректировки гигиенических нормативов с учетом уровня жесткости питьевых вод / С.И. Плитман, Ю.В. Новиков [и др.] // Гигиена и санитария. - 1989. - № 7. - С. 7-9.Plitman S.I., Novikov Yu.V., et al. K voprosu korrektirovki gigienicheskikh normativov s uchetom urovnya zhestkosti pit'evykh vod [Towards amendments to hygienic standards and drinking water hardness]. Gigiena i sanitariya. 1989. No. 7. Pp. 7–9. (rus)Гигиенические основы формирования перечней показателей для оценки и контроля безопасности питьевой воды / Г.Н. Красовский, Ю.А. Рахманин, Н.А. Егорова [и др.] // Гигиена и санитария. - 2010. - № 4. - С. 8-13.Krasovskii G.N., Rakhmanin Yu.A., Egorova N.A., et al. Gigienicheskie osnovy formirovaniya perechnei pokazatelei dlya otsenki i kontrolya bezopasnosti pit'evoi vody [Hygienic bases for formation of lists of indicators for safety assessment and monitoring of drinking water]. Gigiena i sanitariya. 2010. No. 4. Pp. 8–13. (rus)Зуев, Е.Т. Питьевая и минеральная вода. Требования мировых и европейских стандартов к качеству и безопасности / Е.Т. Зуев, Г.С. Фомин. - М. : Протектор, 2003. - 319 с.Zuev E.T., Fomin G.S. Pit'evaya i mineral'naya voda. Trebovaniya mirovykh i evropeiskikh standartov k kachestvu i bezopasnosti [Drinking and mineral water. International and European standard requirements for water quality and safety]. Moscow: Protektor, 2003. 319 p. (rus)Технология и высокоэффективное оборудование для удаления железа и марганца из маломинерализованных подземных вод / О.Д. Лукашевич, Е.И. Патрушев, Н.Е. Патрушева, С.А. Филичев // Вестник Томского государсвенного архитектурно-строительного университета. - 2015. - № 4. - С. 192-205.Lukashevich O.D., Patrushev E.I., Patrusheva N.E., Filichev S.A. Tekhnologiya i vysokoeffektivnoe oborudovanie dlya udaleniya zheleza i margantsa iz malomineralizovannykh podzemnykh vod [Technology and high-efficient equipment for iron and manganese removal from low-mineralized groundwater]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015. No. 4. Pp. 192–205. (rus)Гончарук, В.В. Нанофильтрация в питьевом водоснабжении / В.В. Гончарук, А.А. Кавицкая, М.Д. Скильская // Химия и технология воды. - 2011. - Т. 33. - № 1. - С. 63-94.Goncharuk V.V., Kavitskaya A.A., Skil'skaya M.D. Nanofil'tratsiya v pit'evom vodosnabzhenii [Nanofiltration in drinking water supply]. Journal of Water Chemistry and Technology. 2011. No. 1. Pp. 8–13. (rus)Пат. № 96571. Российская Федерация. Устройство для комплексной очистки воды / Н.В. Кириллова, О.В. Бакина, С.Г. Псахье, Н.В. Сваровская, М.И. Лернер ; заявл. 22.01.2014 ; опубл. 27.06.2014.Kirillova N.V., Bakina O.V., Psakh'e S.G., Svarovskaya N.V., Lerner M.I. Ustroistvo dlya kompleksnoi ochistki vody [An apparatus for integrated water purification]. UMP Rus. Fed. N 96571. 2014.(rus)Пат. № 120964. Российская Федерация. Устройство электрохимической очистки воды / С.А. Шемчук, Н.П. Красильников ; заявл 29.12.2011 ; опубл. 10.10.2012.Shemchuk S.A., Krasil'nikov N.P. Ustroistvo elektrokhimicheskoi ochistki vody [The device of electrochemical water treatment]. UMP Rus. Fed. N 120964. 2012. (rus)Очистка воды с применением электроразрядной обработки / Н.А. Яворовский, В.Д. Соколов, Ю.Л. Сколубович, И.С. Ли // Водоснабжение и санитарная техника. - 2000. - № 1. - С. 12-14.Yavorovskii N.A., Sokolov V.D., Skolubovich Yu.L., Li I.S. Ochistka vody s primeneniem elektrorazryadnoi obrabotki [Electric-discharge water treatment]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Technique]. 2000. No. 1. Pp. 12–14. (rus)Пат. № 109133. Российская Федерация. Станция электрокоагуляционной подготовки питьевой воды с оборотной системой утилизации промывной воды / В.Н. Демидович, С.А. Скрылев, В.В. Макаров, Ю.Е. Добродеев, А.Ф. Кучумов, Л.Г. Шиблева ; заявл. 13.04.2011 ; опубл. 10.10.2011.Demidovich V.N., Skrylev S.A., Makarov V.V., Dobrodeev Yu.E., Kuchumov A.F., Shibleva L.G. Stantsiya elektrokoagulyatsionnoi podgotovki pit'evoi vody s oborotnoi sistemoi utilizatsii promyvnoi vody [Electrocoagulation water treatment station with circulating system for flush water]. UMP Rus. Fed. N 109133. 2011 (rus)Пат. № 2434814. Российская Федерация. Установка для очистки воды / О.Д. Лукашевич, Е.И. Патрушев, Н.Е. Патрушева, С.А. Филичев ; заявл. 09.06.2010 ; опубл. 27.11.2011.Lukashevich O.D., Patrushev E.I., Patrusheva N.E., Filichev S.A. Ustanovka dlya ochistki vody [Installation of water purification]. Pat. Rus. Fed. N 2434814. 2011. (rus)СанПиН 2.1.4.1116-02. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества (с изменениями от 25 февраля 2010 г., 28 июня 2010 г.). - М. : Минздрав России, 2002.SanPiN 2.1.4.1116–02. Pit'evaya voda. Gigienicheskie trebovaniya k kachestvu vody, rasfasovannoi v emkosti. Kontrol' kachestva (s izmeneniyami ot 25 fevralya 2010 g., 28 iyunya 2010 g.) [Drinking water. Hygienic requirements for prepackaged water quality. Quality control (amended Feb. 25, 2010, June 28, 2010)]. Moscow: Minzdrav Rossii Publ., 2002 (rus)Пат. № 2515317. Российская Федерация. Способ минерализации жидкости и система для его осуществления / В.Н. Книзель, А.И. Аксенов, Д.Л. Шмидт ; заявл. 12.12.2012 ; опубл. 10.05.2014.Knizel'V.N., Aksenov A.I., Shmidt D.L. Sposob mineralizatsii zhidkosti i sistema dlya ego osushchestvleniya [A method of water salinity and its implementation]. Pat. Rus. Fed. N 2515317. 2014. (rus)Пат. № 2528253. Российская Федерация. Способ получения гранулированной фильтрующей загрузки производственно-технологических фильтров для очистки скважинной воды / О.А. Полозова ; заявл. 12.03.2013 ; опубл. 10.09.2014.Polozova O.A. Sposob polucheniya granulirovannoi fil'truyushchei zagruzki proizvodstvennotekhnologicheskikh fil'trov dlya ochistki skvazhinnoi vody [Production and technology for granular resin charge for wellbore water purification]. Pat. Rus. Fed. N 2528253. 2014. (rus)Калюкова, Е.Н. Исследование процесса сорбции катионов марганца (II) на доломите и шунгите / Е.Н. Калюкова, Е.В. Кислова // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. - 2013. - № 4 (13). - С. 36-38.Kalyukova E.N., Kislova E.V. Issledovanie protsessa sorbtsii kationov margantsa (II) na dolomite i shungite [Investigation of manganese (II) cation sorption on dolomite and shungite] Vestnik SGASU. Gradostroitel'stvo i arkhitektura. 2013. No. 4 (13). Pp. 36–38 (rus)Лукашевич, О.Д. Исследование и разработка фильтра для очистки железосодержащих вод / О.Д. Лукашевич, Е.И. Патрушев // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2006. - № 1. - С. 16-19.Lukashevich O.D., Patrushev E.I. Issledovanie i razrabotka fil'tra dlya ochistki zhelezosoderzhashchikh vod [Research and development of iron-containing water purification filter]. Voda i ekologiya. Problemy i resheniya. 2006. No. 1. Pp. 16–19. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.