Методы водоподготовки для сельхозпредприятий

Большое значение для эффективной работы предприятий имеет подготовка используемой воды. Качественно очищенная вода важна не только для роста и правильного развития животных и растений, но и для эффективной бесперебойной работы котельных и поливочных систем.

Сельское хозяйство, особенно полив культур, является одной из самых водоемких и требовательных к качеству воды отраслей. Так, для выращивания 1 кг пшеницы или кукурузы необходимо затратить 1000 л воды, а для выращивания 1 кг риса – целых 2400 л. Ирригационное земледелие потребляет 70-75% всех водных ресурсов в мире. При общем ежегодном изъятии воды, как ресурса, из природных водных объектов превышающем 60 км3 воды, до четверти приходится на агропромышленные комплексы. В различных регионах забор воды на нужды АПК значительно разнится в зависимости от отраслевой принадлежности региона.

Вода в сельском хозяйстве используется для:
- Полива культур, оранжерей и теплиц
- Приготовления удобрений
- Поения животных и приготовления для них корма
- Водоснабжения пастбищ
- Разведения рыбы
- Системы пожаротушения

По ресурсообеспеченности водой Россия занимает второе место в мире, недостатка воды различные отрасли не испытывают. Зачастую в стране воду берут из речного стока, а качество воды может серьезно отличаться от прописанных норм. Вода, направленная на производственные цели (полив сельскохозяйственных культур, рыборазведение, и т.д.), должна соответствовать действующим нормам СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», исключением являются цели с жёсткими условиями к качеству воды, приравненными к требованиям питьевой воде, которые зафиксированы в СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

В случае использования воды из централизованных сетей водопользования, ее качество соответствует стандартам, но при непосредственном изъятии воды из поверхностных источников необходимо учитывать ее уровень загрязнения, концентрации токсичных элементов, а также присутствие микроорганизмов (паразитов, бактерий, повышающих уровень заболеваемости).

Виды водозаборов в сельском хозяйстве

Артезианские скважины
Качество артезианских вод в различных регионах может быть разным, но как правило, они содержат минимальное количество механических примесей. В артезианской воде могут содержаться механические примеси (до 500 мкм), а так же присутствуют значительные концентрации железа, которые в процессе его окисления могут забивать поливное оборудование и нарушать его работу в процессе применения такой воды в качестве полива, кроме того почва приобретает рыжую окраску. Даже в чистом виде артезианская вода, насыщенная солями жесткости, способна вызвать эрозию почвы и ускоренный износ оборудования. Поэтому скважины требуют установки фильтров для умягчения (удаления солей жесткости) и обезжелезивания воды.

Поверхностная вода из открытых источников (рек и озер)
Считается наиболее «грязной», поскольку содержит биологические остатки, микроорганизмы, соли кальция и магния, нитраты и фосфаты. Требует тщательной механической очистки.

Колодезная вода
Занимает промежуточное положение между поверхностной водой и водой из артезианских скважин. Колодезная вода менее загрязнена механически, может содержать соединения железа и остатки пестицидов, сельскохозяйственных удобрений.

Способы очистки воды

Очистку воды проводят в соответствии с целью ее дальнейшего использования, иногда достаточно очистить ее лишь от твердых частиц и уже применить при орошении. В каких-то случаях понадобится.

1. Механические фильтры. При орошении больших посевных площадей обычно используют воду из открытых водоемов, так как это экономически наиболее выгодно. Вода из поверхностных источников наиболее загрязненная, поэтому необходима обработка воды хотя бы от крупного мусора. Фильтры предварительной очистки воды для капельного орошения позволяют защитить насосы и прочее оборудование от камней, песка, окалины и взвесей. Наиболее распространены сетчатые и дисковые фильтры.

Обезжелезивание. Зачастую недостаточно очистить воду только от песка и крупных частиц, в такие моменты нужна очистка от минералов и металлов. Наиболее часто требуется водоподготовка для ферм, которая включает в себя блок обезжелезивания. Существуют два основных метода очистка воды в сельском хозяйстве от двухвалентного железа: безреагентный и при помощи химикатов.

Безреагентный — самый простой способ, не требующий вмешательства агрария. Способ отличается дешевизной оборудования и освобождает от постоянной покупки химикатов. На первом этапе процесса водоочистки для полива происходит процесс насыщения воды кислородом, который переводит железо в нерастворимый трехвалентный вид. Частицы металла после отстаивания удаляются механическими фильтрами. На втором этапе вода пропускается через засыпку с диоксидом марганца. Это очищает её от остатков железа.

С окислителем — способ эффективен при высокой концентрации растворенного железа. Недостатком метода является необходимость постоянного отслеживания уровня химреагента и его периодическая заправка.

Ионообменные фильтры очистки воды для капельного полива. Метод необходим для снижения жесткости воды. Растворенные в воде металлы, в том числе железо, особенно эффективно удаляются при помощи синтетических смол. Метод водоподготовки для орошения дорогостоящий и сложный, но он является оптимальным при высоких концентрациях двухвалентных металлов. При пропускании воды через специальные загрузки для фильтров заменяют находящиеся в ней ионы кальция и магния на натрий. Это важно делать при подогреве воды для полива (если это нужно зимой) и при использовании установок для капельного полива.

Обратный осмос - метод очистки воды от солей. Этот способ подготовки воды для полива растений относится к группе мембранных методов очистки воды. Он требует больших затрат электроэнергии, постоянного обслуживания оборудования и на выходе получается практически дистиллированная вода, лишенная всех необходимых для растений микроэлементов. Это процесс, при котором молекулы воды под действием давления движутся из раствора с примесями в чистую воду без примесей. Подготовка воды с помощью обратного осмоса не подходит для полива сада. Это тормозит развитие и рост плодово-ягодных и овощных культур.

При очень высокой степени загрязнения воды возможно применение специальных реагентов, коагулянтов, флокулянтов, фильтров-корректоров рН, реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды. Обычно схема водоподготовки готовится аграриями исходя из качественного и количественного химического состава поливной воды, требуемой мощности комплекса водоподготовки и поливных площадей.

Источник: «АПК Эксперт. Растениеводство»