astАрхитектура, строительство, транспортArchitecture, Construction, Transport2782-232X2713-0770Industrial University of Tyumen10.31660/2782-232X-2024-2-84-94ast-161Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВОCONSTRUCTIONВлияние содержания железа в речной воде на технологию очисткиInfluence of iron concentration in river water on treatment technologyЖулинА. Г.ZhulinA. G.

Жулин Александр Гаврилович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры инженерных систем и сооружений

Тюмень

Alexander G. Zhulin, Cand. Sc. in Engineering, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Engineering Systems and Structures

Tyumen

semen1941@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7279-3618БеловаЛ. В.BelovaL. V.

Белова Лариса Владимировна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры инженерных систем и сооружений, заведующая кафедрой начертательной геометрии и графики

Тюмень

Larisa V. Belova, Cand. Sc. in Engineering, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Engineering Systems and Structures, Head at the Department of Descriptive Geometry and Graphics 

Tyumen

belovalv@tyuiu.ruСеменовП. А.SemyonovP. A.

Семенов Павел Александрович, обучающийся кафедры инженерных систем и сооружений

Тюмень

Pavel A. Semyonov, Student at the Department of Engineering Systems and Structures

Tyumen

semechko2009@gmail.comТюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation202428062024028494Copyright © Жулин А.Г., Белова Л.В., Семенов П.А., 20242024Жулин А.Г., Белова Л.В., Семенов П.А.Zhulin A.G., Belova L.V., Semyonov P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ast.tyuiu.ru/jour/article/view/161

В воде поверхностных источников могут присутствовать различные соединения железа в растворенной коллоидной и комплексной форме. Содержание железа в воде р. Туры в зависимости от времени года изменяется в пределах 0.12–3.8 мг/дм3. Многообразие форм железа в речной воде в зависимости от внутригодовых изменений требует применения соответствующих технологий его устранения. Удаление большинства соединений железа осуществляется коагулированием и при наличии комплексных соединений – с применением окислителей. По результатам систематических анализов качественных показателей воды р. Туры лаборатории ВОС Метелевского водозабора представлены графические зависимости количественных значений железа: от уровня воды (расхода реки), мутности, цветности, окисляемости и водородного показателя рН. В связи с влиянием формы соединения железа в природной воде на эффективный выбор технологии подготовки воды хозяйственно-питьевого назначения, для различных периодов года в общем железе определены соотношения двух- и трехвалентного железа в речной воде в зависимости от величины окислительно-восстановительного (Eh) и водородного (pH) показателей. Результаты исследования показали, что при подготовке воды необходимо осуществлять ее аэрацию с вводом окислителя. В задачи исследования входило выявление в составе общего железа речной воды соотношения двух- и трехвалентного железа для различных периодов года по величине Eh и pH. Соотношение форм железа в природной воде имеет значение при выборе технологии подготовки воды для хозяйственно-питьевых целей. В результате исследований установлено, что при общем содержании железа в воде р. Туры 0.67 мг/дм3 количество двухвалентного железа составило 60 % и трехвалентного – 40 %.

Various iron compounds in dissolved colloidal and complex forms can be found in the surface source water. Iron content in the water of the Tura depends on the time of year and changes from 0.12 to 3.8 mg/dm3. The variety of iron forms in river water depending on annual changes requires the application of relevant technologies for its elimination. Most iron compounds are removed by coagulation and, if complex compounds are present, by the use of oxidizing agents. Systematic analyses of qualitative indicators of the Tura water by the laboratory of Metelevsky water treatment plant of Metelevsky water intake made it possible to graph the dependences of iron quantitative values on water level (river flow rate), turbidity, colour, oxidation susceptibility and hydrogen pH. Since the forms of iron compounds in natural water affect the effective choice of water treatment technology for household and drinking water, the ratios of iron (II) and iron (III) in total iron in river water depending on the value of redox (Eh) and hydrogen (pH) indices were determined for different periods of the year. The results of the study showed that during water treatment it is necessary to carry out aeration with the introduction of oxidizing agent. The objectives of the study were to identify the ratio of iron (II) and iron (III) in total iron in river water for different periods of a year in terms of Eh and pH values. The ratio of iron forms in natural water is important in the choice of water treatment technology for domestic and drinking purposes. The research showed that if total iron content in the Tura water was 0.67 mg/ dm3 the amount of iron (II) was 60 percent and iron (III) was 40 percent.

формы железа в водедвух- и трехвалентное железогуминовые комплексыжелезобактерииводородный показатель (рН)окислительно-восстановительный потенциал (Еh)iron forms in the wateriron (II)iron (III)humic substancesiron bacteriapH valueredox potential (Eh)ReferencesФрог, Б. Н. Водоподготовка : учебник для студентов высших учебных заведений / Б. Н. Фрог, А. Г. Первов. – Москва : Ассоциация строительных вузов, 2014. – 506 с. – ISBN 978-5-93093-974-3. – Текст : непосредственный.Frog, B. N., & Pervov, A. G. (2014). Vodopodgotovka. Moscow, Publishing House ASV Publ., 506 p. (In Russian).О показателях качества воды / Л. Г. Дерюшев, Н. Л. Дерюшева, А. А. Ерхов, Б. Н. Фрог. – Текст : непосредственный // Яковлевские чтения : XIII Международная научно-техническая конференция, посвященная памяти академика РАН С.В. Яковлева, Москва, 15–16 марта 2018 года / Министерство образования и науки Российской Федерации, Московский государственный строительный университет. – Москва : Издательство МИСИ-МГСУ, 2018. – С. 30–34.Deryushev, L. G., Deryusheva, N. L., Erkhov, A. A., & Frog, B. N. (2018). O pokazatelyakh kachestva vody. Yakovlevskie chteniya: XIII Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya, posvyashchennaya pamyati akademika RAN S.V. Yakovleva, Moscow, 15–16 March, 2018. Moscow, MISI-MGSU Publ., pp. 30-34. (In Russian).Перельман, А. И. Геохимические ландшафты России и радиогеоэкология (методология, теория, практика) / А. И. Перельман, Е. Н. Борисенко, А. Е. Воробьев. – Текст : непосредственный // Науки о земле на пороге XXI века: новые идеи, подходы, решения, Москва, 11–14 ноября 1997 года. – Москва : ООО «Научный мир», 1997. – С. 140.Perel'man, A. I., Borisenko, E. N., & Vorob'ev, A. E. (1997). Geokhimicheskie landshafty Rossii i radiogeoekologiya (metodologiya, teoriya, praktika). Nauki o zemle na poroge XXI veka: novye idei, podkhody, resheniya, Moscow, 11–14 November, 1997. – Moscow, "Nauchnyy mir" Publ., 140 p. (In Russian).Алекин, О. А. Основы гидрохимии : учебное пособие для гидрометеорологических институтов и гос. университетов / О. А. Алекин. – Ленинград : Гидрометеоиздат, 1970. – 444 с. – Текст : непосредственный.Alekin, O. A. (1970). Osnovy gidrokhimii. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 444 p. (In Russian).Влияние физико-химических факторов на содержание тяжелых металлов в водных экосистемах / О. А. Давыдова, Е. С. Климов, Е. С. Ваганова, А. С. Ваганов. – Ульяновск : Ульяновский государственный технический университет, 2014. – 167 с. – ISBN 978-5-9795-1344-0. – Текст : непосредственный.Davydova, O. A., Klimov, E. S., Vaganova, E. S., & Vaganov, A. S. (2014). Vliyanie fiziko-khimicheskikh faktorov na soderzhanie tyazhelykh metallov v vodnykh ekosistemakh. Ulyanovsk, Ulyanovsk State Technical University Publ., 167 p. (In Russian).Алешина, А. Р. Изменение форм металлов и их биодоступности при фотохимическом окислении органоминеральных соединений в природных водах : диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук / Алешина Алиса Романовна ; МГУ им. М. В. Ломоносова. – Москва, 2023. – 110 с. – Текст : непосредственный.Aleshina, A. R. (2023). Izmenenie form metallov i ikh biodostupnosti pri fotokhimicheskom okislenii organomineral'nykh soedineniy v prirodnykh vodakh. Diss. kand. geologo-mineralogicheskikh nauk. Moscow, 110 p. (In Russian).Чайковский, Г. П. Обезжелезивание и деманганация подземных вод : учебное пособие / Г. П. Чайковский, В. В. Кулаков, Е. В. Сошников. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 1998. – 88 с. – Текст : непосредственный.Chaykovskiy, G. P., Kulakov, V. V., & Soshnikov, E. V. (1998). Obezzhelezivanie i demanganatsiya podzemnykh vod. Khabarovsk, Far Eastern State Transport University Publ., 88 p. (In Russian).Линник, П. Н. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах / П. Н. Линник, Б. И. Набиванец. – Ленинград : Гидрометеоиздат, 1986. – 268,[2] c. – Текст : непосредственный.Linnik, P. N., & Nabivanets, B. I. (1986). Formy migratsii metallov v presnykh poverkhnostnykh vodakh. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 268[2] p. (In Russian).Маркин, В. Н. Эколого-водохозяйственная оценка реки Туры / В. Н. Маркин. – Текст : непосредственный // Природообустройство. – 2012. – № 2. – С. 60–65.Markin, V. N. (2012). Ekologo-vodokhozyaystvennaya otsenka reki Tury. Environmental Engineering, (2), pp. 60- 65. (In Russian).Янин, Е. П. Осадок железосодержащих подземных питьевых вод (образование, особенности, проблемы утилизации) / Е. П. Янин. – Текст : непосредственный // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. – 2008. – № 4. – С. 26–57.Yanin, E. P. (2008). Osadok zhelezosoderzhashchikh podzemnykh pit'evykh vod (obrazovanie, osobennosti, problemy utilizatsii). Nauchnye i tekhnicheskie aspekty okhrany okruzhayushchey sredy, (4), pp. 26-57. (In Russian).Metal oxidizing microbes and potential application in bioremediation of soil and water / D. Soustav, D. Dey, S. Dey [et al.]. – Текст : электронный // Metals and Metalloids in Soil-Plant-Water Systems / Edited by Tariq Aftab and Khalid Hakeem. – Academic Press, 2022. – P. 309–330. – DOI 10.1016/C2021-0-00911-1. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323916752000159?via%3Dihub (date of the application: 12.03.2024).Soustav, D., Dey, D., Dey, S., Mallick, A., & Barman, M. (2022). Metal oxidizing microbes and potential application in bioremediation of soil and water. From: Tariq Aftab and Khalid Hakeem (eds.). Metals and Metalloids in SoilPlant-Water Systems. Publ. Academic Press, pp. 309-330. DOI 10.1016/C2021-0-00911-1. (In English). Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323916752000159?via%3Dihub (accessed 12.04.2024).Luna, J. M. Biosurfactant from Candida sphaerica UCP0995 exhibiting heavy metal remediation properties / J. M. Luna, R. D. Rufino, L. A. Sarubbo. – DOI 10.1016/j.psep.2016.05.010. – Текст : электронный // Process Safety and Environmental Protection. – 2016. – Vol. 102. – P. 558–566. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957582016300659?via%3Dihub (date of the application: 12.03.2024).Luna, J. M., Rufino, R. D., & Sarubbo, L. A. (2016). Biosurfactant from Candida sphaerica UCP0995 exhibiting heavy metal remediation properties. Process Safety and Environmental Protection, 102, pp. 558-566. DOI 10.1016/j.psep.2016.05.010. (In English). Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957582016300659?via%3Dihub (accessed 12.03.2024).Мотузова, Г. В. Формы соединений железа в почвенных растворах и дренажных водах на примере Яхромской поймы / Г. В. Мотузова, А. К. Дегтярева. – Текст : непосредственный // Почвоведение. – 1993. – № 1. – С. 110–114.Motuzova, G. V., & Degtyaryova, A. K. (1993). Formy soedineniy zheleza v pochvennykh rastvorakh i drenazhnykh vodakh na primere Yakhromskoy poymy. Pochvovedenie, (1), pp. 110-114. (In Russian).Stumm, W. Aquatic chemistry: chemical equilibria and rates in natural waters / W. Stumm, J. J. Werner. – New York : Wiley, 1996. – 1022 p. – Текст : непосредственный.Stumm, W., & Werner, J. J. (1996). Aquatic chemistry: chemical equilibria and rates in natural waters. New York, Publ. Wiley, 1022 p. (In English).Плехович, С. Д. Механизм фотохимического окисления нитросоединениями субстратов различной природы (изучение методами квантовой химии) : специальность 02.00.04 «Физическая химия» : диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук / Плехович Сергей Дмитриевич. – Нижний Новгород, 2014. – 133 с. – Текст : непосредственный.Plekhovich, S. D. (2014). Mekhanizm fotokhimicheskogo okisleniya nitrosoedineniyami substratov razlichnoy prirody (izuchenie metodami kvantovoy khimii). Diss. kand. khimicheskikh nauk. Nizhny Novgorod, 133 р. (In Russian).Жулин, А. Г. Влияние качественных показателей реки Туры на выбор технологической схемы очистки воды / А. Г. Жулин, О. А. Паталай. – Текст : непосредственный // Северный морской путь, водные и сухопутные транспортные коридоры как основа развития Сибири и Арктики в XXI веке : Сборник докладов XX Международной научно-практической конференции, Тюмень, 23 марта 2018 года. Том 1. – Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2018. – С. 84–89.Zhulin, A. G., & Patalay, O. A. (2018). Vliyanie kachestvennykh pokazateley reki Tury na vybor tekhnologicheskoy skhemy ochistki vody. Severnyy morskoy put', vodnye i sukhoputnye transportnye koridory kak osnova razvitiya Sibiri i Arktiki v XXI veke : Sbornik dokladov XX Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Tyumen, 23 March, 2018. Vol. 1. Tyumen, Industrial University of Tyumen, pp. 84-89.Алексеева, Л. П. Оптимизация процесса реагентной обработки цветных вод в характерные периоды года / Л. П. Алексеева, С. Е. Алексеев. – DOI 10.35776/VST.2023.03.01. – Текст : непосредственный // Водоснабжение и санитарная техника. – 2023. – № 3. – С. 4–14.Alekseeva, L., & Alekseev, S. (2023). Optimization of the process of colored water chemical treatment in characteristic periods of the year. Water Supply and Sanitary Technique, (3), pp. 4-14. (In Russian). DOI 10.35776/VST.2023.03.01.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.