Цель: характеристика современных фильтрующих материалов, их свойств и направлений применения.
Обсуждение. Изменение гидрохимического состава природных вод за последние 50 лет привело к усложнению технологий их очистки. В результате многолетних исследований были изучены сорбционные свойства многих природных материалов, рекомендованных для очистки от различных компонентов-загрязнителей. В работе представлена классификация современных фильтрующих материалов по методам фильтрования, по происхождению фильтрующих загрузок, по их реакционной способности. Систематизированы фильтрующие загрузки и мембраны в зависимости от удаляемых загрязняющих веществ. Показано, что селективность фильтрующей загрузки зависит от размеров молекул удаляемых веществ. Для удаления взвешенных веществ различной крупности, а также бактерий и вирусов эффективно использовать сорбционные фильтрующие загрузки либо микрофильтрационные мембраны. Высокомолекулярные соединения эффективно удаляются на ультрамембране. С уменьшением размеров молекул, что в первую очередь относится к молекулам неорганических веществ, требуются соответствующие селективные фильтрующие загрузки и мембраны с размерами пор 10–³–10–⁴ мкм (нанофильтрация, обратноосмотическое фильтрование). Наиболее сложным процессом является удаление солеобразующих ионов, имеющих размеры порядка 0,01 нм (1·10–⁴ мкм). Для этих целей наиболее эффективно использовать ионообменные фильтрующие загрузки, а также обратноосмотические мембраны.
Выводы. К важнейшим свойствам фильтрующих материалов относятся их селективность, механическая прочность и химическая стойкость по отношению к очищаемой воде, рабочий интервал температур. Важными технологическими параметрами являются возможность многократного применения загрузки в процессе фильтрования, ее утилизация после использования без переработки. Фильтрующие загрузки должны иметь относительно невысокую стоимость, характеризоваться отсутствием отрицательного воздействия на здоровье человека.
фильтрующие загрузки, селективность материала, мембраны, загрязняющие вещества, обратный осмос, качество воды
Современные фильтрующие материалы для очистки воды: свойства и направления применения / Т. И. Дрововозова, Д. В. Мильченкова, С. А. Марьяш, С. Н. Полубедов // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2025. Т. 96, № 2. С. 94–110.
1. Карманова А. А. Глобальная водная проблема // Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral». 2021. № 1. С. 64–70. EDN: UDRITV.
2. Скляренко Г. Ю., Закруткин В. Е. Подземные воды Ростовской области: факторы загрязнения и оценка качества // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2019. № 4(204). С. 98–103. DOI: 10.23683/0321-3005-2019-4-98-103. EDN: QIQXRH.
3. Назаренко О. В. Проблемы водоснабжения на территории Ростовской области // Теоретические и прикладные проблемы географической науки: демографический, социальный, правовой, экономический и экологический аспекты: материалы междунар. науч.-практ. конф. В 2 т. Т. 1. Воронеж: Воронежский гос. педаг. ун-т, 2019. С. 290–293. EDN: TDOVJH.
4. Сазонов А. Д., Комаров Р. С., Нижельский М. С. Оценка эффективности водопользования в Ростовской области // Экология родного края: проблемы и пути их решения: материалы XV Всерос. с междунар. участием науч.-практ. конф., г. Киров, 18 мая 2020 г. Кн. 1. Киров: Вятский гос. ун-т, 2020. С. 8–12. EDN: FPAASF.
5. Михеева И. В. Водные объекты и состояние водоснабжения на территориях Южного федерального округа // Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД-2019»: материалы XII Междунар. науч.-практ. конф., г. Москва, 22–23 окт. 2019 г. М.: Лик, 2019. С. 74–83. EDN: LRXMUI.
6. Влияние химических веществ питьевой воды на здоровье населения / Е. О. Маркова, Ю. П. Корякина, Н. Ф. Фаращук, М. А. Киган // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2023. Т. 22, № 1. С. 239–249. EDN: WBSRHP.
7. Анализ эффективности работы фильтрующих загрузок при обезжелезивании воды из подземных водоисточников для систем капельного орошения / А. С. Овчинников, В. С. Бочарников, О. В. Бочарникова, Е. В. Пустовалов, М. А. Денисова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 2(62). С. 330–338. DOI: 10.32786/2071-9485-2021-02-34. EDN: KKWWQJ.
8. Кутняшенко Ю. И., Парфенюк А. С. О качестве фильтрующих зернистых материалов и сорбентов для водоочистки // ХXIІ Всеукраин. науч. конф. аспирантов и студентов «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» [Электронный ресурс]. Донецк: ДонНТУ, 2013. URL: https://masters.donntu.ru/2013/fimm/kutnyashenko/library/article6.html?ysclid=m9qna5fgna614674806 (дата обращения 21.04.2025).
9. The Extraction of Activated Carbon from Aqueous Solutions in the Presence of Organic and Inorganic Compounds by the Electroflotation Method / A. M. Gaydukova, A. S. Nenasheva, V. A. Kolesnikov, N. A. Vetlugin // Journal of Water Chemistry and Technology. 2021. Vol. 43, № 2. P. 116–122. DOI: 10.3103/S1063455X21020077.
10. Ненашева А. С., Гайдукова А. М., Ветлугин Н. А. Извлечение углеродных сорбентов из водных растворов электрофлотационным методом // International scientific review of the problems and prospects of modern science and education: Collection of scientific articles LXIX International correspondence scientific and practical conference. Boston: Problems and science, 2020. С. 20–24. DOI: 10.24411/2542-0798-2020-16901. EDN: MJZFZS.
11. Электрофлотационное извлечение малорастворимых соединений редкоземельных металлов в составе многокомпонентной смеси из водных растворов, содержащих хлорид-ионы / В. А. Колесников, А. М. Гайдукова, А. В. Колесников, А. Ф. Губин, Н. А. Ветлугин // Теоретические основы химической технологии, 2020. Т. 54, № 5. С. 584–591. EDN: EUSESD.
12. Влияние анионов солей и на величину сорбции Fe3+ на промышленных углеродных сорбентах / А. М. Гайдукова, Т. В. Конькова, А. Д. Стоянова, А. Д. Напреева // Deutsche Internationale Zeitschrift für Zeitgenössische Wissenschaft. 2021. № 19-1. С. 56–58. DOI: 10.24412/2701-8369-2021-19-1-56-58. EDN: UPWFXO.
13. Дзюбо В. В. Влияние характеристик материала фильтрующей загрузки на эксплуатационные параметры фильтров водоочистки // Водоочистка. 2019. № 2. С. 52–60. EDN: YYOXQT.
14. Лисова Ю. А., Королева Е. А. Сравнение эффективности загрузочных материалов, применяемых в фильтрах на заключительных стадиях очистки воды / Сантехника, отопление, кондиционирование. 2020. № 12. С. 32–35. EDN: JDEXNF.
15. Ziembowicz S., Kida M. Limitations and future directions of application of the Fenton-like process in micropollutants degradation in water and wastewater treatment: A critical review // Chemosphere. 2022. Vol. 296. Article number: 134041. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.134041. EDN: FKXTWH.
16. Булыжев Е. М., Худобин Л. В. Высокопроизводительные намывные фильтры // Водоочистка. 2019. № 6. С. 51–62. EDN: ETPYPZ.
17. Русинова И. Н. Применение гранулированного сорбента на основе глауконита в народном хозяйстве [Электронный ресурс]. 2014. URL: https://www.rusnauka.com/2_KAND_2014/Ecologia/2_156184.doc.htm (дата обращения 24.04.2025).
18. The Assessment of Possobility of Use of Natural and Modified Aluminosilicates for Rehabilitation of Radioactive Contaminated Territories / A. V. Voronina, V. S. Semenishchev, A. A. Bykov, A. S. Kutergin, T. A. Nedobuh, N. D. Betenekov // SCI Conference: International Conference on Ion Exchange (IEX 2012), Queens´ College Cambridge, 19–21 Sept. 2012. 2012. P. 37–38.
19. Sorbents for radiocatsium removal from natural water and soil / A. V. Voronina, A. S. Kutergin, V. S. Semenistchev, E. V. Nogovitsyna, A. F. Nikiforov / Impact of Cesium on Plants and the Environment. Switzerland: Springer International Publishing, 2017. P. 231–252. DOI: 10.1007/978-3-319-41525-3_13. EDN: YUZUNH.
20. Федотов А. В., Григорьев В. С., Свитцов А. А. Технология мембранной очистки сточных вод с применением адсорбентов // Химия и технология воды. 2018. Т. 40, № 5. С. 564–572. EDN: VLITMD.
21. Влияние химических веществ питьевой воды на здоровье населения / Е. О. Маркова, Ю. П. Корякина, Н. Ф. Фаращук, М. А. Киган // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2023. Т. 22, № 1. С. 239–249. DOI: 10.37903/vsgma.2023.1.31. EDN: WBSRHP.
22. Самбурский Г. А. Как влияет качество питьевой воды на здоровье населения // Охрана труда и техника безопасности на промышленных предприятиях. 2021. № 12. С. 44–46. DOI: 10.33920/pro-4-2112-07. EDN: UIGHDO.
23. Захаров С. Л., Володин А. Х. Современные проблемы очистки водных растворов обратным осмосом // Ползуновский вестник. 2015. № 1. С. 15–17. EDN: TWGKCP.
24. Влияние рабочего давления на характеристики разделения обратноосмотических мембран из боросиликатного стекла / С. Л. Захаров, В. Н. Блиничев, А. В. Ефремов, А. С. Захаров // Химия и химическая технология. 2015. Т. 58, № 12. С. 63–66. EDN: VAYJOV.
