Рынок водоочистки можно условно разделить на две неравные части. В одной - меньшей – создают и применяют технологии и оборудование для получения питьевой воды. Другая большая – это область очистки производственных  и хозяйственно-бытовых стоков. Но, несмотря на то, что в целом рынок технологий и оборудования для водоочистки можно охарактеризовать как растущий, по-настоящему качественной и чистой воды у нас остается все меньше.

Вода и проблемы

Еще двадцать лет назад в России о проблемах водоочистки особенно не задумывались даже специалисты – воды было много: по наличию ресурсов пресной воды страна занимает второе место в мире после Бразилии. Но качество отечественной воды с каждым годом ухудшается. По словам директора Института водных проблем РАН академика Виктора Данилова-Данильяна, «Россия занимает первое место в мире по объему водных ресурсов на душу населения, однако только 1% воды соответствует нормативам первого класса (пригодна к питьевому употреблению без очистки)».

Его слова подтверждает и председатель Комитета по природным ресурсам, природопользованию и экологии Наталья Комарова: «По данным надзорных органов, в России от 35 до 60% питьевой воды не удовлетворяют санитарным нормам. Не отвечает нормам состояние порядка 40% поверхностных и 17% подземных источников питьевого водоснабжения. Первая причина – это изношенность систем водоснабжения и несовершенство технологий водоподготовки. Вторая - ухудшение качества воды в водных объектах питьевого назначения».

Так, например, в С.-Петербурге 36% канализационных стоков сбрасываются в Неву без очистки. А Волга несет в себе воды, в которых предельно допустимые концентрации (ПДК) многих веществ превышены в сотни раз. Далеки от нормы даже подземные ресурсы волжского бассейна. «Особенно значительно загрязнение нефтепродуктами в Брянской, Вологодской, Орловской, Ростовской, Самарской, Свердловской областях. И фенолом - в Череповце, Москве, Саратове, Тольятти», - констатирует Виктор Данилов-Данильян. Российские реки все-таки немного чище западных по одной причине: в 90-е годы XX века производство (в т.ч. и сельскохозяйственное) сократилось столь значительно, что, по данным Федерального агентства водных ресурсов, объем сброса загрязненных сточных вод снизился с 27,1 до 17,2 млрд. м³ воды. Но факт остается фактом – 99% имеющейся у нас воды нуждается в различной степени очистки.

Технологии

Очистка воды включает, как правило, несколько последовательно выполняемых операций, решающих существующие проблемы с качеством воды, в зависимости от степени загрязнения исходного источника. Это очистка от механических, химических и органических примесей с последующим улучшением качества конечной воды. Среди наиболее известных методов очистки - такие способы как: методы осаждения (коагуляция, флокуляция, химическое осаждение), осветление воды, мембранные методы (макрофильтрация, микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос), использование химических реагентов, адсорбация; обезжелезивание, обессоливание, кондиционирование, обеззараживание и умягчение воды; удаление органических загрязнений, дехлорирование воды, удаление нитратов.

Каждый из способов предполагает наличие конкретного оборудования и реагентов. Линейка необходимого оборудования, соответственно, будет выглядеть следующим образом: фильтры грубой очистки, блоки окисления, осветлительные фильтры, установки умягчения, фильтры тонкой очистки, бактерицидные установки, установки обработки питьевой воды на основе технологии обратного осмоса. Как правило, в очистке используется именно такая цепочка оборудования. Она комбинируется в разных вариациях, в зависимости от веществ, которые надо удалить, и направления очистки. Это может быть очистка и улучшение питьевой воды или очистка промышленных стоков.

«Существует некоторая разница в модификациях оборудования, применяемого для того или иного вида очистки, - говорит директор компании «Системы и технологии» (Пермь) Сергей Федоров. – Наша компания занимается очисткой воды от промышленных примесей (гальваностоки, промстоки), обеззараживанием от вирусов. Поэтому специалисты используют обычно уникальное оборудование собственной разработки, имеющее патенты и изготовленное под конкретные проекты. Обычно оно показывает себя лучше, чем стандартные образцы. Средняя стоимость – 3 – 20 млн. руб. Техника же, которую применяют компании для очистки питьевой воды, в большей своей части – зарубежная».

При подборе различных технологий необходимо учитывать и индивидуальные характеристики воды, в зависимости от региона нахождения. Так, например, вода в С.-Петербурге – чрезвычайно мягкая, а в Поволжье и на Северном Кавказе, наоборот, имеет повышенную жесткость – более 7-10 мг-экв/л. (По классификации отечественного гидрогеохимика Олега Алекина мягкой считается вода с жесткостью 1,5-3 мг-экв/л, умеренно жесткой - 3-6 мг-экв/л, жесткой - 6-9 мг-экв/л и очень жесткой - свыше 9 мг-экв/л). Река Томь - основной источник питьевой воды в крупных городах Кемеровской области - сильно загрязнена стоками предприятий Кемерово. У водозабора города Юрги отмечены повышенные концентрации аммиака, фенола, метанола и др. Сильно загрязнены в Омской области реки Иртыш и Омь. ПДК здесь превышены по нефтепродуктам в 2-3, меди - 6-11, цинку - 2-5, железу - 3-7 (Омь), марганцу - 4-6 (Иртыш) и 16-20 (Омь) раз. Но чаще всего низкое качество питьевой воды из централизованных систем водоснабжения связано с повышенным содержанием в ней железа и марганца. Избыток железа природного происхождения характерен для подземных вод в южной и центральной частях России, а также в Сибири. По данным региональных органов санэпидемслужбы, около 50 млн. человек, т. е. треть населения страны, пьют воду с повышенным содержанием железа. В Тульской области ПДК по железу нарушены в 3,7 раза, в Томской и Тюменской областях в 30% проб норматив по железу превышен в 5 раз.

Во многих случаях оптимальным решением вопроса становится применение модульных станций водоочистки, которые могут эксплуатироваться на открытых площадках (непосредственно у подземных источников и нефтяных месторождений). В случаях чрезвычайных обстоятельств мобильные станции водоочистки просто незаменимы благодаря своей автономности и транспортабельности. Такие установки обычно представляют собой контейнер, начиненный оборудованием для водоочистки, снабженный системами жизнеобеспечения. Каждая установка  собирается с учетом конкретных условий ее эксплуатации на основе базового комплекта оборудования для предварительной очистки от взвешенных веществ на гидроциклонах и предфильтрах, для двухступенчатого озонирования, электрокоагуляции, обессоливания и постфильтрации. Потребитель получает установку водоочистки уже укомплектованной. Эксплуатационные затраты значительно снижаются за счет безреагентной технологии фильтрации.

Оборудование и производители

Большинство отечественных фирм, занимающихся водоочисткой и водоподготовкой, собирают систему, как конструктор, из различных комплектующих, чаще беря за основу продукцию двух-трех зарубежных производителей, таких как OSMONICS, ECOWATER, KINETIKO, ATOLL, ERIE (все - США), S.I.A.T.A. (Италия) и др. (см. табл.4). Немногие завозят готовые системы целиком, например от RAIN SOFT (США), CWG (Германия). Линейку фильтров собственной разработки (серия «Сапфир») в нержавеющих баллонах для комплектации полной системы водоочистки предлагает ЗАО «Мембранная техника и технология». Обеспечивая качество воды по нормам ГОСТа, оборудование стоит примерно на 40% дешевле импортных аналогов.

Сетчатые фильтры грубой очистки и редукторы давления к ним производят фирмы RBM (Италия), HONEYWELL BRAUKMANN (Германия), SYR (Германия). В зависимости от производительности, ручные фильтры стоят $ 80-400, автоматические дороже приблизительно на $ 200. Конкуренцию сетчатым приборам пытаются составить дисковые и пружинные. Дисковый фильтр DF1-75 (ARKAL, Израиль) с пропускной способностью до 4 м3/ч стоит $ 110. Недавно в продаже появился оригинальный отечественный прибор «Термофильтр» (ООО «ЭКОСЕРВИС ТЕХНОХИМ-М»), использующий батарею пружинных фильтрующих элементов. Он способен удалять не только механические примеси, но и коллоиды, нефтепродукты, причем успешно работает даже на горячей воде.

Если в воде присутствует тонкая фракция (глина, ил), ни сетчатый, ни дисковый фильтр не подходит - примеси слишком быстро забивают фильтрующую поверхность. В таких случаях применяются осадочные фильтры.

Они состоят из так называемого «универсального корпуса» (баллона) и фильтрующей загрузки (песок, антрацит, гравий для дренажного слоя) и задерживает частицы от 80 мкм. Алюмосиликаты (например, Filter-Agregat в фильтрах модели ST-PF от KINETICO) пропускают лишь частицы менее 20 мкм. «Универсальным» корпус называют потому, что он может использоваться практически в любой из ступеней системы водоочистки, надо лишь поместить в него загрузку соответствующего состава. Корпуса делают из пищевого полиэтилена, стеклопластика высокой прочности и даже нержавеющей стали. Баллоны способны работать под давлением до 8,8 атм и выдерживать гидравлический удар до 53 атм. Стоимость осадочного фильтра импортного производства составляет $ 600-800 в расчете на 1 м³/ч производительности.

Фильтры для обезжелезивания. Растворенное в воде железо, а также часто сопровождающий его марганец в автономных системах убирают путем каталитического окисления. Особенно распространены фильтрующие среды на основе диоксида марганца: Birm, MGS (Manganese GreenSand), Filox, Pyrolox. Причем если первая из них удаляет только железо, а для восстановления свойств (регенерации) ей достаточно обратной промывки водой в течение получаса, то вторая удаляет еще марганец и сероводород, зато для регенерации требует промывки марганцовкой, а потом и удаления остатков последней.

У способа каталитического окисления есть некоторые ограничения: он не удаляет органическое железо, малоэффективен при высоком содержании железа (выше 15 мг/л), а вода не должна быть кислотной (рН менее 7). Иначе приходится применять специальные меры - например, использовать корректор кислотности (дополнительный корпус, устанавливаемый перед обезжелезивателем). Фильтры для обезжелезивания производительностью 1,5 м3/ч стоят $ 1000-1300.

Фильтры для «умягчения». Для снижения жесткости воды, то есть уменьшения растворенных в ней солей кальция и магния (точнее, их ионов) до оптимальной величины, применяются так называемые умягчители. В них засыпается катионообменная смола, в результате чего происходит обмен ионов кальция и магния из воды на ионы натрия из смолы. Смола (например, IMAC HP1110 от ROHM & HAAS) может служить 6-8 лет. Есть смолы с серебросодержащими катионитами, позволяющие проводить дополнительно обеззараживание воды. По цене умягчители мало отличаются от фильтров-обезжелезивателей. Кроме этого, в процессах водоочистки активно применяются фильтры комбинированной очистки и адсорбционные фильтры.

Сегодня на нашем рынке реализует свою продукцию целый ряд зарубежных фирм. Универсальные корпуса (баллоны) предлагают фирмы STRUCTURAL (Бельгия), PARK International (США), PEVASA (Испания). Фильтрующие среды (загрузка для фильтров) - фирмы PUROLITE (Великобритания), DOW CHEMICAL, ROHM & HAAS, CALGON (США), BAYER (Германия), MITSUBISHI (Япония), NORIT и CHEMVIRON CARBON (Нидерланды).
Блоки управления - фирмы AUOTROL, FLECK, ECOWATER SYSTEMS (все - США).

В последнее время все чаще и чаще на конечном этапе водоочистки используются ультрафиолетовые стерилизаторы. Приборы предназначены для обеззараживания воды от находящихся в ней вирусов и бактерий. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 254 нанометра (коротковолновый ультрафиолет), испускаемые ртутно-кварцевой лампой, вызывают изменения в ДНК всех микроорганизмов и препятствуют их жизнедеятельности и размножению. Цена приборов - около $ 300 при производительности 1 м3/ч.

Мембранные системы для получения питьевой воды. Свое название система получила от полупроницаемой полимерной пленки, которая работает по принципу обратного осмоса и, подобно стенкам клеток живых организмов, пропускает через свои мельчайшие поры (3-5 анг) лишь воду и частицы, соизмеримые с молекулами воды. В результате композитная полимерная мембрана становится непреодолимым препятствием для большинства нежелательных компонентов, находящихся в воде: микроорганизмов, вирусов, пестицидов, коллоидов, высокомолекулярной органики и ионов тяжелых металлов. Такие системы на нашем рынке предлагаются, в основном, отечественной сборки из импортных комплектующих. Это, например, P-5000 (WOONJIN COWAY), Osmo 300 (OSMONICS), HF-550 (HYDRA FILTER), «Ключ м2» (ЗАО «МТТ»). Стоимость системы - около $ 400.

«Диапазон применения водоочистных систем достаточно велик, - считает заместитель гендиректора компании Water Land (С.-Петербург) Денис Фролов. - Это и питьевые системы (замена бутылям с водой), и комплексная очистка воды в квартирах, домах, коттеджах. Цены на системы водоочистки различны, зависят от многих факторов – объема потребляемой воды, установленного в системе оборудования, производителя данного оборудования...

Система водоочистки комплектуется в соответствии с характеристиками воды, которые получают в результате предварительного анализа, и выставление цены «вслепую» может или напугать клиента, или, наоборот, придать ему излишний оптимизм. Могу порекомендовать следующее: если вы недовольны качеством воды, заниматься самодеятельностью при выборе фильтра или системы фильтров не стоит, обратитесь к специалистам – мы поможем определиться и с анализом воды, и с выбором оборудования, и с монтажом...»

«Сегодня наиболее распространены механические, угольные, ионообменные фильтры для воды, однако современная водоочистка предлагает технологии нового поколения: это обратный осмос, биологическая водоочистка, ультрафиолет с ультразвуком, - говорит гендиректор Группы предприятий КИТ (Пермь) Дмитрий Голдобин. - Качественная промышленная очистка воды предполагает комбинирование различных технологий и методов в зависимости от исходного состояния воды и поставленных задач.

Сейчас потребителю предлагаются, например, фильтры марок: ГЕЙЗЕР, АТОЛЛ, АКВАКИТ, АКВАФОР, АКВАПРО, НОВАЯ ВОДА. Но важно знать, есть ли сервисная служба у продавцов данных марок, готовая осуществить гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Для оценки экономичности различных методов водоочистки необходимо учитывать и капитальные, и эксплуатационные расходы. Например, сорбционные системы очистки (песчаные фильтры, активированный уголь, ионообменные смолы, природные минералы и т.д.) изначально являются более дешевыми, чем мембранные. Они задерживают примеси внутри фильтрующего материала, который со временем истощается и требует замены или восстановления. Таким образом, эксплуатационные расходы могут довольно быстро превзойти стоимость самого оборудования. Стоимость же обратноосмотических систем чуть выше. Но установки не накапливают внутри себя примеси и не требуют частого восстановления. Вне зависимости от качества исходной воды они требуют лишь промывки мембранных элементов. Срок службы элементов составляет не менее пяти лет. Поэтому выходит, что с точки зрения эксплуатационных затрат мембранные системы являются экономически более выгодными. На работу любой установки влияет грамотное сервисное обслуживание…»

Производители и перспективы

«Один из самых часто задаваемых вопросов – это вопрос о том, какое оборудование приобретать – отечественных или зарубежных производителей, - говорит гендиректор фирмы «Мембранная техника +» (С.-Петербург) Юрий Газиев. - С полным на то основанием могу сказать, что продукция российских фирм не уступает импортным аналогам, а вот ее стоимость - значительно ниже. Например, наша компания на собственном заводе из нержавеющей полированной (зеркальной) стали изготавливает корпуса фильтров, использует импортные засыпки и мембранные элементы. Это существенно влияет на стоимость оборудования: к примеру, обезжелезиватель, умягчитель и угольный фильтр на 1000 л/ч обойдутся вам в $890, 485 и 445 соответственно. Конкретный же выбор оборудования зависит от качества исходной воды и требований заказчика».

Соответственно, выбор технологий, поставщиков оборудования, комплектующих и расходных материалов, базируется на уровне цены, надежности, доступности и степени избыточности. Кроме того, нельзя не заметить, что как бы ни была хорошо спроектирована и рассчитана система, ее может испортить неквалифицированный монтаж.

Опрошенные эксперты отмечают, что в целом уровень проектов систем водоочистки, выполняемых  в России за последние несколько лет, значительно вырос. Кроме того, явно виден переход к применению современных, высокоэффективных, ресурсосберегающих технологий.

Повышенное внимание к вопросам охраны водных ресурсов демонстрируют последнее время и властные органы. Так, в правительстве РФ разрабатывается концепции долгосрочной государственной программы «Водная стратегия России». Программа будет включать в себя повышение качества водопроводной воды, очистку загрязненных стоков и водоемов, а также разработку и внедрение новых технологий водоочистки и водоподготовки. Так что, может быть, на пороге водного дефицита, мы еще успеем построить новую качественную систему очистки воды.

www.pulscen.ru