Аннотация

Цель: определение оптимальных параметров вакуумно-эжекци¬онного окислителя для обезжелезивания и деманганации подземных вод. 

Материалы и методы. Авторами исследовался безреагентный вакуумно-эжекционный окислитель, работа проводилась с подземными водами заволжской зоны Волгоградской области, для которых характерно большое содержание железа (Fe), достигающее 30 мг/л и более, а также содержание марганца (Mn) 3 мг/л и более. Теоретические исследования вакуумно-эжекционного окислителя проводились по плану Рехтшафнера для четырехфакторного эксперимента. По критерию Фишера проверялась адекватность полученных математических моделей. 

Результаты. В результате исследований создана конструкция вакуумно-эжекционного окислителя с оптимальными параметрами для конкретных исходных данных, взятых из практических экспериментов. 

Выводы. В процессе регрессионного анализа, примененного в данном математическом эксперименте, были найдены оптимальные параметры вакуумно-эжекционного окислителя, позволяющие повысить эффективность обезжелезивания и деманганации подземных вод. Данные исследования проводились путем подбора соотношения площадей сопла Вентури и вакуумной камеры – фактор х₁ = 1 : 6; соотношения расходов воды и воздуха – фактор х₂ = 1 : 5; количества ступеней камеры смешения – фактор х₃ = 6; соотношения концентрации Fe²⁺ : Mn²⁺ – фактор х₄ = 10 : 1, что позволило получить значение основного критерия YMn²⁺ = 0,80 мг/л при фиксированных значениях дополнительных критериев (YFе²⁺ = 7,0 мг/л, YCO₂ = 30 мг/л и YpH = 8,50).

doi: 10.31774/2712-9357-2026-16-2-167-189

Для цитирования

Исследование оптимальных параметров вакуумно-эжекционного окислителя для обезжелезивания и деманганации подземных вод / О. Н. Вольская, А. А. Пахомов, С. В. Тронев, А. А. Чураков // Мелиорация и гидротехника. 2026. Т. 16, № 2. С. 167–189. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2026-16-2-167-189.

Список литературы

1. Famiglietti J. S. The global groundwater crisis // Nature Climate Change. 2014. Vol. 4. Р. 945–948. DOI: 10.1038/nclimate2425.

2. Aeration-manganese sand filter-ultrafiltration to remove iron and manganese from water: Oxidation effect and fouling behavior of manganese sand coated film / L. H. Cheng, Zh. Zh. Xiong, Sh. Cai, D. W. Li, X. H. Xu // Journal of Water Process Engineering. 2020. Vol. 38. Article number: 101621. DOI: 10.1016/j.jwpe.2020.101621. EDN: OJLTEA.

3. Iron and manganese removal from groundwater using limestone filter with iron-oxidized bacteria / H. A. Aziz, H. A. Tajarudin, T. H. L. Wei, M. Y. D. Alazaiza // International Journal of Environmental Science and Technology. 2020. Vol. 17, № 5. Р. 2667–2680. DOI: 10.1007/s13762-020-02681-5. EDN: LOJLKS.

4. Marsidi N., Hasan H. A., Abdullah S. R. S. A review of biological aerated filters for iron and manganese ions removal in water treatment // Journal of Water Process Engineering. 2018. Vol. 23. Р. 1–12. DOI: 10.1016/j.jwpe.2018.01.010.

5. Penggunaan bahan alam zeolit, pasir silika, dan arang aktif dengan kombinasi teknik shower dalam filterisasi Fe, Mn, dan Mg pada air tanah di UPN “Veteran” Yogyakarta / A. Mugiyantoro, I. Husna Rekinagara, C. Dian Primaristi, J. Soesilo // Seminar Nasional Kebumian Ke-10. 2017. № 492. P. 1127–1137.

6. Kombinasi tray aerator dan filtrasi untuk menurunkan kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) pada air sumur / M. Al Kholif, S. Sugito, P. Pungut, J. Sutrisno // Ecotrophic: Jurnal Ilmu Lingkungan (Journal of Environmental Science). 2020. Vol. 14, № 1. DOI: 10.24843/EJES.2020.v14.i01.p03. EDN: OEMOBB.

7. The combination of aeration and filtration system in reducing water pollution: An experimental study / R. Ronny, B. Y. M. Badjuka, J. Jasman, R. Rusli, H. B. Notobroto // International Journal on Advanced Science Engineering Information Technology. 2020. Vol. 10, № 5. Р. 2103–2110. DOI: 10.18517/ijaseit.10.5.12381. EDN: YMBMXB.

8. Muliawan A., Ilmianih R. Metoda pengurangan zat besi dan mangan menggunakan filter bertingkat dengan penambahan UV sterilizer skala rumah tangga // Jurnal Ilmiah Giga. 2016. Vol. 19, № 1. P. 1–8. DOI: 10.47313/jig.v19i1.298.

9. Асс Г. Ю. Выбор способа обезжелезивания воды по величине окислительно-восстановительного потенциала // Водоснабжение и санитарная техника. 1969. № 10. С. 14–17.

10. Золотова Е. Ф., Асс Г. Ю. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода. М.: Стройиздат, 1975. 176 с.

11. Кастальский А. А., Лебедева Н. С. Методы расчета установок по обезжелезиванию воды аэрацией // Водоснабжение и санитарная техника. 1956. № 1. С. 14–19.

12. Улучшение качества оросительной воды методом вакуумной обработки / Е. П. Боровой, О. Н. Вольская, С. М. Григоров, А. А. Чураков, Л. В. Камышанова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 4(72). С. 379–388. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-04-38. EDN: QNWRKD.

13. Абдурасулов А. И., Тагибаев Д. Д., Мамбетова Р. Ш. Моделирование технологического процесса очистки воды фильтрованием // Наука и новые технологии. 2013. № 4. С. 44–45. EDN: VCWHVB.

14. Боровой Е. П., Вольская О. Н., Чураков А. А. Совершенствование технологий очистки и активации подземных вод для эффективного использования в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения: монография. Волгоград: Изд-во ВолгГТУ, 2020. 101 с. EDN: JIVQEO.

15. Исследование оптимальных параметров фильтрующей песчаной загрузки для обезжелезивания подземных вод вакуумно-эжекционным методом / О. Н. Вольская, А. А. Пахомов, С. В. Тронев, А. А. Чураков // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. 2026. Т. 18, № 1. С. 92–101. DOI: 10.36508/RSATU.2026.61.80.012.

16. Дегтярев Ю. П., Филатов А. И. Регрессионный анализ на ПЭВМ // Повышение надежности и эффективности использования сельскохозяйственной техники: сб. науч. тр. Волгоград: Волгоградский СХИ, 1992. С. 128–131.