Використання полімерних та наноструктурованих коагулянтів для підвищення ефективності освітлетнення маломутних кольорових вод

Abstract

UK: Постановка проблеми. Актуальність дослідження зумовлена складністю очищення маломутних кольорових вод малопотужних поверхневих джерел, що характеризуються низькою мінералізацією, нестабільним хімічним складом та високим вмістом природних органічних речовин (гумусових і фульвокислот). Такі фактори значно ускладнюють процеси коагуляційного освітлення та знезабарвлення, оскільки традиційні реагенти на основі солей алюмінію та заліза ефективні лише у вузькому діапазоні рН і температур. У результаті їх застосування в умовах сезонних коливань якості води часто є малоефективним, що потребує нових технологічних підходів. Проблема ускладнюється тим, що нестабільність природних характеристик вихідної води обмежує можливості точного підбору доз реагентів та режимів їх введення. Це вимагає впровадження інноваційних рішень, здатних забезпечити стабільність процесів навіть за змінних умов. Одним із перспективних напрямів розвитку є використання полімерних та наноструктурованих коагулянтів, які завдяки високій адсорбційній активності та ширшому робочому діапазону рН дозволяють підвищити ефективність знезабарвлення та знизити залежність процесів від температури й буферної здатності води. Поєднання таких реагентів із методами попереднього окиснення створює умови для руйнування стійких органічних комплексів і сприяє формуванню щільніших і седиментаційно стійких флокул. Мета дослідження. Обґрунтування доцільності застосування полімерних та наноструктурованих коагулянтів для підвищення ефективності освітлення й знезабарвлення маломутних кольорових вод поверхневих джерел. Результати. Використання полімерних та наноструктурованих коагулянтів у поєднанні з комбінованими схемами попереднього окиснення є перспективним напрямом розвитку технологій очищення маломутних кольорових вод. Це дозволяє розширити робочий діапазон процесів коагуляції, забезпечити утворення більш щільних та стійких флокул і підвищити ефективність знезабарвлення навіть у складних умовах малопотужних джерел. Впровадження адаптивних схем дозування реагентів із використанням онлайн-моніторингу показників води може гарантувати стабільність результатів очищення та відповідність сучасним вимогам до якості питної води.

EN: Problem statement. The relevance of this study is determined by the complexity of treating low-turbidity colored waters from small surface sources, which are characterized by low mineralization, unstable chemical composition, and a high content of natural organic matter (humic and fulvic acids). These factors significantly complicate the processes of coagulation clarification and decolorization, since traditional reagents based on aluminum and iron salts are effective only within a narrow range of pH and temperature. As a result, their application under seasonal fluctuations of water quality is often inefficient, which necessitates new technological approaches. The problem is further complicated by the instability of the natural characteristics of source water, which limits the ability to accurately select reagent dosages and treatment regimes. This calls for innovative solutions capable of ensuring process stability even under variable conditions. One of the promising directions is the use of polymeric and nanostructured coagulants, which, due to their high adsorption activity and wider operational pH range, make it possible to increase decolorization efficiency and reduce the dependence of coagulation processes on temperature and buffering capacity. Combining such reagents with pre-oxidation methods creates conditions for the breakdown of stable organic complexes and promotes the formation of denser and more sedimentation-resistant flocs. Purpose of the study. Substantiation of the feasibility of using polymeric and nanostructured coagulants to increase the efficiency of clarification and discoloration of low-turbid colored waters of surface sources. Results. The use of polymeric and nanostructured coagulants in combination with integrated pre-oxidation schemes is a promising direction for the development of technologies for the treatment of low-turbidity colored waters. This approach expands the operational range of coagulation processes, ensures the formation of denser and more stable flocs, and increases decolorization efficiency even under the challenging conditions of small-scale water sources. The introduction of adaptive reagent dosing schemes based on online monitoring of water quality indicators can guarantee stable purification results and compliance with modern drinking water standards.