Доступную систему очистки воды разработали ученые Satbayev University

Вода - источник жизни. И это, в общем, не новость. Но в последнее время мы все чаще слышим о дефиците водных ресурсов, который может стать глобальной проблемой. По прогнозам Всемирного банка, объем водных ресурсов в Казахстане к 2030 году снизится с 90 до 76 м³ в год. Это означает, что дефицит воды в стране уже через 8 лет составит около 12-15 м³ в год, то есть около 15%. К слову, жители отдаленных казахстанских сел десятилетиями живут без чистой питьевой воды. И эта проблема сохраняется по сей день.

В связи с этим ученые КазНИТУ имени К.И. Сатпаева изучили хорошо известную, но забытую технологию получения питьевой воды методом медленного фильтрования и адаптировали ее под условия Казахстана. Благодаря этому теперь можно строить высокоэффективные водоочистные сооружения везде, где есть природные водоемы.

Фильтры медленного действия — это первый тип фильтров, которые начали использовать в практике водообработки. В 1829 году Джон Симпсон построил для лондонского водопровода песчаные фильтры, которые получили название английских, или медленных.

"Фильтры медленного действия применяют для безреагентного осветления и частичного обесцвечивания воды поверхностных источников, если цветность ее не превышает 35-50 град. По способу регенерации фильтрующей загрузки различают следующие конструкции: с удалением загрязняющего слоя и отмывке ее вне фильтра, с отмывкой загрязненного слоя в фильтре при механическом рыхлении и смыве загрязнений", - поясняют ученые.

Фото пресс-службы КазНИТУ имени К. Сатпаева

Медленные фильтры обладают уникальной способностью удалять из воды не только мутность и цветность, а также специфические органические, неорганические загрязнения и бактерии. При этом не используются никакие химические реагенты.

"Фильтр имеет двойное дно: нижняя его часть сплошная, верхняя - перфорированная. Между ними образуется дренажное пространство, в которое и поступает профильтровавшаяся вода. На верхнюю часть дна кладут слой щебня или гравия (толщиной 0,4—0,45 м), а на него — фильтрующий слой кварцевого песка (0,8—0,85 м), на который подают очищаемую воду. Процесс фильтрации на медленном фильтре приближается к естественному: вода проходит через фильтр медленно, со скоростью 0,1—0,2 м/ч. При таких условиях достигается практически полное осветление воды и очистка ее от микроорганизмов на 95—99%".

Фото пресс-службы КазНИТУ имени К. Сатпаева

По мере фильтрации воды на поверхности фильтрующего слоя песка образуется биологическая пленка из задержанных органических остатков, минеральных веществ, коллоидных частиц и большого количества микроорганизмов. Формируется она в течение нескольких суток - этот период называется периодом "созревания" фильтра. Эта пленка задерживает мелкую взвесь, которая прошла бы сквозь поры песка. То есть на медленном фильтре происходит пленочная фильтрация воды. Сама по себе пленка также способствует минерализации органических веществ, уничтожению микрофлоры и снижению окисляемости и цветности.

Использование вместо кварцевого песка загрузки из дробленого шунгизита (керамзита, цеолита, вулканических шлаков, горелых пород, клиноптилолита) сокращает время образования биологически активной пленки в 3—5 раз.

Процесс "созревания" длится до тех пор, пока количество бактерий в фильтре не уменьшится до 100 колоний (Колония - это видимое изолированное скопление представителей одного вида микроорганизмов. - Прим.автора.) на 1 мл воды. То есть до тех пор, пока вода не будет соответствовать требованиям, предъявленным к качеству питьевой воды. После этого воду можно употреблять в пищу.

"Период полезной работы фильтра продолжается до времени исчерпания располагаемого напора (обычно он достигает 15-30 суток, иногда более). После этого фильтр останавливают и приступают к регенерации верхних слоев загрузки, снимая 2-3-сантиметровый слой или взрыхляя его с одновременной подачей воды на поверхность фильтра для смыва загрязнений в канализационный коллектор", - говорят ученые КазНИТУ имени К.И. Сатпаева.

Сейтхан Азатулы, руководитель программы. Фото пресс-службы КазНИТУ имени К. Сатпаева

Традиционные технологии водоподготовки и очистки воды предусматривают сложную технологию, состоящую из нескольких процессов: отстаивание, фильтрование и обеззараживание. При этом существующие очистные сооружения уже не дают нужного результата из-за сильного загрязнения водоемов. Медленные же фильтры, утверждают ученые, просты в строительстве, малозатратные в обслуживании, при этом могут обеспечить чистой водой небольшое село. Проект реализуется при поддержке Министерства науки и высшего образования РК.