ІНТЕНСИФІКАЦІЯ РОБОТИ ФІЛЬТРІВ З КАТАЛІТИЧНИМИ МАТЕРІАЛАМИ ЗА РАХУНОК ПРОТИТОЧНОЇ РЕГЕНЕРАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2025.52.121-131Ключові слова:
каталітичні матеріали, видалення заліза, видалення марганцю, фільтри для очищення води, Greensand Plus®, Filter Ox®Анотація
Вода зі свердловин часто містить підвищений рівень заліза, марганцю, сірководню, солей жорсткості, нітратів, сульфатів і хлоридів. У деяких регіонах загальний вміст розчинених твердих речовин також є високим. Сучасні мембранні технології, такі як зворотний осмос і нанофільтрація, є ефективними рішеннями для зменшення вмісту мінералів, видалення нітратів для виробництва води, придатної як для пиття, так і для промислового використання. Однак перед мембранною обробкою дуже важливо видалити залізо, марганець і сірководень, оскільки ці сполуки сприяють утворенню неорганічних відкладень на поверхні мембран, що призводить до передчасного виходу мембран з ладу. Оптимальним є використання попередньої підготовки води за допомогою напірних фільтрів з використанням каталітичних фільтрувальних матеріалів, а потім дозування антискаланту перед мембранною системою. Хоча каталітичні матеріали використовуються в обробці води вже багато років, більшість виробників не надають чітких і практичних рекомендацій щодо їх використання в різних умовах.
Були проведені розрахунки для вибору та конфігурації фільтрів з каталітичними матеріалами Greensand Plus® та Filter Ox®. Встановлені оптимальні параметри та етапи роботи фільтрів. Досліджено вплив прямоточної та протиточної регенерації на якість очищеної води, тривалість циклу фільтрації та швидкість фільтрації. Пілотні випробування були проведені на установці потужністю до 1,0 м³/год на воді зі свердловини води з міста Ірпінь, Україна. Результати випробувань продемонстрували переваги протиточної регенрації над прямоточною регенерацією, а також переваги фільтрувального матеріалу Greensand Plus®. Отримані результати дозволяють використовувати каталітичні матеріали перед мембранними технологіями для запобігання їх забрудненню.
Посилання
Driker, Y., & Mitchenko Т. (2020). Optimization of cost for organization of cost for water purification technologies. Scientific and technical news, 28(3), 48–60. https://doi.org/10.20535/wptstn.v28i3.218556
Waternet.ua. Water quality map of Ukraine. Retrieved from https://waternet.ua/water-map-en
Ministry of Health of Ukraine (2010). Pro zatverdzhennia Derzhavnykh sanitarnykh norm ta pravyl «Hihienichni vymohy do vody pytnoi, pryznachenoi dlia spozhyvannia liudynoiu». Order, Norms, Rule [...] on May 12, 2010 № 400. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0452-10#Text, last accessed 2025/09/15
Directive (EU) 2020/2184 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2020 on the quality of water intended for human consumption (recast) (Text with EEA relevance). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2020/2184/oj
U.S. Environmental Protection Agency (2009). National Primary Drinking Water Regulations. EPA 816-F-09-004. Retrieved from https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations
World Health Organization (2017). Guidelines for Drinking-Water Quality. Retrieved from https://www.who.int/publications/i/item/9789241549950
FilmTecTM (2023). Reverse Osmosis Membranes Technical Manual. Water Solutions Retrieved from https://www.dupont.com/content/dam/dupont/amer/us/en/water-solutions/public/documents/en/RO-NF-FilmTec-Manual-45-D01504-en.pdf
Andrusyshyna, I. M., Burlakova, V. S., Vasilyuk, S. L., Driker, Yu. D., Kosogin, O. V., Kosogina, I. V., ... & Shakhnovsky, A. M. (2024). Modern ways to clean water. Collective monograph. Retrieved from https://ela.kpi.ua/handle/123456789/67094 [in Ukrainian]
BWT Group, Ecosoft Ukraine, Ecomix. Highly efficient comprehensive solution for complex water. https://www.ecosoft.com/ecomix-calculator, last accessed 2025/09/16
Cavada, L. (2023). Corrosion of galvanized steel pipes for hot and cold water sanitary system circuits. Tesi di laurea Magistrale. Retrieved from https://www.politesi.polimi.it/handle/10589/226257
Bakshi, B., Doucette, E. M., & Kyser, S. J. (2021). Centralized softening as a solution to chloride pollution: An empirical analysis based on Minnesota cities. PloS one, 16(2). e0246688. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0246688
Kvartenko, O., Sabliy, L., Kovalchuk, N., & Lysytsya, A. (2018). The use of the biological method for treating iron containing underground waters. Journal of Water and Land Development, 39(1). 77-82. https://doi.org/10.2478/jwld-2018-0061
Hameed, S., Awad, H. A., & Al-Uqaily, R. A. H. Removal of iron and manganese from ground water by different techniques. The Journal of Research on the Lepidoptera, 2019, 50(4). 458-468. https://doi.org/10.36872/lepi/v50i4/201110
Alsaeed, R. D., Aldarwish, A. Q., Khouri, L., & Kolluru, V. (2025). Response surface modeling of sodium hypochlorite-based manganese oxidation in drinking water. DYSONA-Applied Science, 6. 334-342. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/390806519_Response_surface_modeling_of_sodium_hypochlorite-based_manganese_oxidation_in_drinking_water
Zhang, Y., Dong, H., Yan, P., & Zheng, X. (2021). Research on removal of manganese in drinking water by potassium permanganate. E3S Web of Conferences, 260, 01025. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126001025
Sah, C. K. S., & Amatya, I. M. (2021). The Kinetics of manganese removal from bore well water using Katalox Light, Birm and ISR. Journal of Innovations in Engineering Education, 4(2): 71-74. https://doi.org/10.3126/jiee.v4i2.38769
Lim, L. P. Removal of iron from water using oxidation process. UTAR, 2021. Retrieved from http://eprints.utar.edu.my/id/eprint/5372
Stetsenko, V., & Dupliak, O. (2024). Analysis of existent catalytic filter material for removal of iron and manganese. Problems of Water supply, Sewerage and Hydraulic, (48). 87-95. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2024.48.87-95
Skoczko, I. (2018). Efficiency estimation of water purification with various filtration materials. Desalination and Water Treatment, 134, 99–108. https://doi.org/10.5004/dwt.2018.22707
The Inversand Company. Greensand Plus® Retrieved from https://www.inversand.com/
Clack Corporation. FilterOx® Retrieved from https://www.clackcorp.com/products/filter-ox/
Watch-Water® Germany (2019). Katalox Light® https://www.watchwater.de/wp-content/uploads/2019/01/KL_Brochure_NEW_ver_1.1.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Віталій Стеценко, Олена Дупляк
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
