Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Водоочистные сооружения являются главным элементом водоснабжения. Им уделяется серьезное внимание в крупных городах и населенных пунктах, а в малых и удаленных населенных пунктах водоочистным сооружениям уделяется зачастую второстепенная роль. Многие водоочистные сооружения эксплуатируются продолжительное количество времени, вырабатывая свой рабочий ресурс, и требуют дорогостоящей реконструкции. За прошедшие несколько десятилетий произошло значительное изменение качества воды с момента разработки проектов типовых очистных сооружений. Из-за морального устаревания технологии снижается эффективность работы очистных сооружений. Помимо увеличения концентрации загрязнений водоемов, сильное распространение получила эвтрофикация водоемов.
В настоящее время в сфере водоочистки существует большое количество современных технологий: мембранная фильтрация, ультрафиолетовое обеззараживание, компактные установки озонирования и т. д. Все это может быть использовано при разработке новых технологических схем водоочистных сооружений.
Проблема водоснабжения малых и удаленных населенных пунктов из поверхностных источников в большинстве регионов не решена или решена частично, поэтому поиск новых, более рациональных и целесообразных технологий очистки воды является актуальной проблемой. В связи с глобальным загрязнением поверхностных вод, централизованное водоснабжение все в большей степени ориентируется на подземные источники.
Так, в России более 60 % городов использует для водоснабжения подземные источники. В других странах доля подземного водоснабжения еще выше [1]. Однако, в условиях растущей техногенной нагрузки на окружающую среду, подземные воды зачастую подвергаются более интенсивному загрязнению и истощению. Например, в Подмосковье ежедневно бурится от 50 до 200 скважин разной глубины. По разным причинам подавляющее большинство скважин эксплуатируется без соблюдения правил пользования такими источниками воды. Это приводит к быстрому локальному загрязнению подземных вод этого региона. Помимо того, существуют территории, на которых использование подземных вод невозможно или затруднено по причине их высокого загрязнения или сложности обустройства скважин из-за местных условий. В подобных ситуациях использование вод поверхностных источников для питьевых нужд является единственно возможным.