Инновационные технологии по очистке воды: мировой опыт и применение в Узбекистане

Современный Узбекистан – динамично развивающееся государство в экономическом, политическом и социальном аспекте. Высокий прирост населения, бурное развитие строительной отрасли порождают ряд социальных проблем, в том числе, и водопользование. По оценкам ООН к 2050 году численность населения будет составлять 9,8 млрд. человек, что приведёт к сокращению доступности водных ресурсов. Согласно исследовательскому проекту WaterAid, 60% населения планеты уже сейчас живет в районах, где водоснабжение не может или скоро прекратит удовлетворять спрос. Водный кризис наиболее болезненно проявляется на Ближнем Востоке, в Центральной Азии и Северной Африке.1

В принятой в 2020 году Концепции развития водного хозяйства Республики Узбекистан на 2020-2030 годы представлен прогноз водопользования в стране, согласно которому, численность населения республики увеличивается в среднем на 650 — 700 тыс. человек в год, к 2030 году ожидаемый рост 39 миллионов человек, а также ожидается увеличение их потребности в качественной воде с 2,3 млрд кубических метров до 2,7 — 3,0 млрд кубических метров (на 18 — 20 процентов). Это приведет к ежегодному увеличению потребности в воде сферы коммунального хозяйства. В последние годы активно развиваются промышленность и энергетика, ежегодно растет их потребность в воде.

Согласно расчетам, общее годовое водопотребление данных отраслей возрастет с 1,9 млрд кубических метров до 3,5 млрд кубических метров к 2030 году (в 1,8 раза).2

В этих условиях особенно актуальным становится вопрос очистки вод, в том числе, сточных, для предупреждения надвигающегося водного дефицита. Существует несколько способов очистки воды, применяемых в мире, имеющих как достоинства, так и недостатки. Самым популярный способ – мембранное разделение, позволяющий очистить воду от примесей и загрязнений. Он заключается в том, что воду пропускают через плёнку с микроскопическими отверстиями. Методы современного мембранного разделения, такие как обратный осмос (удаляет частицы даже размером 0,001-0,0001 мкм — соли жесткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, красители и т.д.), могут очистить воду от 99,5% примесей.3

Следующим способом очистки сточных вод является облучение спектром от гамма-лучей до ультрафиолетового света. Этот способ предназначен для обеззараживания. «Вирусы и бактерии, поступающие в водоемы со сточными водами, в дальнейшем могут попадать в системы коммунального водозабора на том же водоеме. Современные системы реагентной дезинфекции с использованием гипохлорита натрия или жидкого хлора не способны обезвредить все бактерии, так как многие из них, такие как Cryptosporidium или Giardia (криптоспоридии или лямблии. — РБК Тренды), устойчивы к воздействию хлора так же, как и сложные формы вирусов — аденовирус и коронавирус (как яркий пример — SARS-CoV-2). Системы УФ-дезинфекции на базе технологии HOD UV обеспечивают дозу воздействия на данные микроорганизмы в 120 mJ/cm2 и выше — это необходимое условие для обезвреживания вируса, разрушения цепочки РНК и угнетения способности к восстановлению.4

Ещё одним эффективным способом является очистка сточных вод наночастицами. Это известный способ адсорбции, но только не древесным углем, а наночастицами. Для очистки используются разные виды наночастиц: металлические наночастицы, наносорбенты, биоактивные наночастицы, нанофильтрационные (NF) мембраны, углеродные нанотрубки (УНТ), цеолиты и глина для, которые устраняют пестициды и тяжёлые металлы в воде. Углеродные нанотрубки используют так для опреснения морской воды до стадии питьевой. Основной недостаток технологии — стоимость.5

Мембранная биоаугментация включает в себя мембранное разделение и органический способ очистки. Сточные воды после биологической очистки при помощи активного ила подают в емкость, называемую биореактором. В этой емкости располагаются мембраны, которые разделяют сточные воды на два потока — активный ил, используемый повторно для биологической очистки, и чистую воду. Преимущество мембранной биоаугментации — небольшая площадь для биологической очистки. MBR-реакторы увеличивают мощность очистных сооружений без увеличения площади конструкций.6

В мировой практике уже давно используется метод повторного использования сточных вод, если не в питьевых целях, то для технических нужд и в сельском хозяйстве. Так, в Израиле 90% очищенных сточных вод используют в сельском хозяйстве. А такие страны, как Австралия, Сингапур, Намибия, Южная Африка, Кувейт, Бельгия, Великобритания и США (штаты Калифорния и Техас) очищают воду до питьевого качества и используют для пополнения подземных вод и поверхностных водных 7 источников.

Развивая «зелёную экономику» Узбекистан всё больше внимания уделяет инновационным технологиям, в том числе, в строительстве очистных сооружений. Согласно УП от 25.09.2020 года «О мерах по дальнейшему совершенствованию питьевого водоснабжения и канализации, а также повышению эффективности инвестиционных проектов в данной сфере», с 1 января 2023 года: не допускается применение устаревших неэффективных технологий, требующих значительных эксплуатационных расходов, покрывающих затраченные средства в более чем 10-летний срок, при проведении проектных и строительно-монтажных работ, связанных с реконструкцией и модернизацией действующих, а также строительством новых канализационных очистных сооружений за счет Государственного бюджета и средств международных финансовых институтов, привлеченных под гарантию Правительства;

при реконструкции и модернизации канализационных очистных сооружений или строительстве новых сооружений применяются непрерывный цикл очистки, в частности, инновационный метод кавитационно-ферментной обработки, а также другие инновационные методы.8

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ РЕСУРСОВ:

• 1.    Концепция развития водного хозяйства Республики Узбекистан на

  2020-2030 годы. https://sreda.uz/rubriki/voda/kontseptsiya-razvitiya-

  vodnogo-hozyajstva-respubliki-uzbekistan-na-2020-2030-gody/

  • 2.    УП от 25.09.2020 года «О мерах по дальнейшему

    совершенствованию питьевого водоснабжения и канализации, а также повышению эффективности инвестиционных проектов в данной сфере». https://lex.uz/docs/5017985

• 3.    Эргашев, М. М. (2021). ПРИМЕНЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ В СОВРЕМЕННОЙ ИНДУСТРИИ И ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ. Экономика и социум , (6-2), 608-611.

• 4.    Эргашев, М. М. (2020). Строительная индустрия узбекистана: перспективы развития. Экономика и социум , (1), 947-951.

• 5.    Эргашев, М. М. (2020). Утилизация строительных отходов-мировой опыт. Теория и практика современной науки , (10), 90-93.

• 6.    Живая вода: пять прогрессивных технологий очистки.

• 7.    Очищенная вода: что это значит.

"Экономика и социум" №6(97) 2022