По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Системы нулевого сброса сточных вод (ZLD): современные технологии, опыт применения и перспективы развития

Дефицит пресной воды и ужесточение экологических требований формируют устойчивый спрос на инновационные технологии водоочистки. Системы нулевого сброса сточных вод (Zero Liquid Discharge, ZLD) рассматриваются как одно из наиболее перспективных направлений, позволяющих минимизировать воздействие на окружающую среду и повысить эффективность использования водных ресурсов. В статье представлен обзор эволюции технологий ZLD — от первых термических установок до современных мембранных и комбинированных решений. Проведен сравнительный анализ методов (обратный осмос, электродиализ, прямой осмос, мембранная дистилляция, термические процессы), их преимуществ, ограничений и энергоемкости. Отдельное внимание уделено мировому опыту внедрения ZLD и перспективам развития подобных систем в России.

Литература:

1. Зволинский В. П. Геостатистический анализ пространственного распределения стойких органических загрязнителей в почвах г. Москвы в пределах Московской кольцевой автодороги / В.П. Зволинский, Д.О. Капралова, Е.А. Левашова // Мониторинг. Наука и технологии. — 2019. — № 4 (42). — С. 36–49. — DOI: 10.25714/mnt.2019.42.006. — EDN: PYCVHJ.

2. Коваленко Н. А. Очистка производственных и ливневых сточных вод НПЗ / Н.А. Коваленко, И.А. Неверова, А.Ю. Кочетков, А.А. Буданов // Научно-производственное объединение «Катализ». — 2008. — № 9. — С. 10–14.

3. Tarrass, F., Benjelloun, O., Benjelloun, M. Towards zero liquid discharge in hemodialysis: possible issues [Electronic resource]. — 2021. — URL: https://www.researchgate.net/publication/358215965_Towards_ zero_liquid_discharge_in_hemodialysis_Possible_issues (дата обращения: 16.12.2023).

4. Chavan, R. B. Towards Zero Liquid Discharge [Electronic resource]. — 2017. — URL: https://www.researchgate.net/publication/322099981_Towards_Zero_Liquid_Discharge (дата обращения: 01.12.2023).

5. Жарницкий В. Я. Факторы, влияющие на интенсивность износа бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических объектов / В.Я. Жарницкий, А.П. Смирнов // Природообустройство. — 2021. — № 2. — С. 43–49.

6. Ветошкин А. Г. Инженерная защита гидросферы от сбросов сточных вод: монография / А. Г. Ветошкин. — М.: Инфра-Инженерия, 2016. — 296 с.

7. Liang, Y., Lin, X., Kong, X., Duan, Q., Wang, P., Mei, X., Ma, J. Making Waves: Zero Liquid Discharge for Sustainable Industrial Effluent Management [Electronic resource] // Water. — 2021. — Vol. 13, Issue 20. — Article 2852. — URL: https://www.mdpi.com/2073–4441/13/20/2852 (дата обращения: 04.12.2023).

8. Устройство для очистки водоемов от водорослей: пат. 210274 U1 Рос. Федерация, МПК E02B 15/00 (2006.01), C02F 1/34 (2006.01) / В.В. Петрашкевич, П.А. Михеев, Д.М. Бенин, А.В. Петрашкевич, А.П. Смирнов, Х. Исмаил; заявитель — РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. — № 2021132822; заявл. 11.11.2021; опубл. 05.04.2022, Бюл. № 10. — 5 с.: ил.

9. Каратаева Е. С. Очистка сточных вод нефтехимической промышленности методами кристаллизации и флотации [Электронный ресурс] / Е.С. Каратаева, А.А. Маркина, З.Р. Шамсутдинова // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. — № 23. — URL: https://cyberleninka. ru/article/n/ochistka-stochnyh-vod-neftehimicheskoy-promyshlennosti-metodami-kristallizatsii-i-flotatsii (дата обращения: 11.12.2023).

10. Liao, B., Zeng, X., Ling, Z., Zhao, S., Li, B., Han, X. Recent Advances in Zero Discharge Treatment Technologies for Desulfurization Wastewater in Coal-Fired Power Plants: A Mini-Review // Processes. — 2025. — Vol. 13, N 4. — Article 982. — DOI: 10.3390/pr13040982.

11. Panagopoulos, A., Michailidis, P. Membrane Technologies for Sustainable Wastewater Treatment: Advances, Challenges, and Applications in Zero Liquid Discharge (ZLD) and Minimal Liquid Discharge (MLD) Systems // Membranes. — 2025. — Vol. 15, N 2. — Article 64. — DOI: 10.3390/membranes15020064.

12. Adham, S., Minier-Matar, J., Hussain, A., et al. Pilot plant evaluation of membrane distillation for desalination of high-salinity brines // Journal of Water Reuse and Desalination. — 2023. — DOI: 10.1007/s13201-023‑02017‑x.

13. Plata, S. L., Devenport, C. L., Miara, A., et al. Zero Liquid Discharge and Water Reuse in Recirculating Cooling Towers at Power Facilities: Review and Case Study Analysis // ACS EST Engineering. — 2022. — Vol. 2. — P. 508–525. — DOI: 10.1021/acsestengg.2c00023.

14. Sun, L., Dong, H., Lu, Y., Zhang, L., Yang, L., Zhao, J., Song, Y. A hydrate-based zero liquid discharge method for high-concentration organic wastewater: resource recovery and water reclamation // npj Clean Water. — 2023. — Vol. 6. — Article 49. — DOI: 10.1038/s41545-023‑00262‑w.

Дефицит пресной воды из глобальной экологической темы окончательно превратился в фактор экономической и технологической политики. По данным ежегодного доклада ООН "World Water Development Report 2024", с 1980‑х годов мировое водопотребление растет в среднем «чуть менее чем на 1 % в год», причем структура водоразбора остается стабильной: около 70 % приходится на сельское хозяйство, почти 20 % — на промышленность, около 12 % — на коммунально-бытовой сектор. Эти оценки подтверждает база FAO AQUASTAT (69/19/12 % на глобальном уровне). Рост спроса вкупе с изменением климата усиливает конкуренцию за ресурсы и повышает требования к качеству очистки и повторному использованию воды.

Индустриальный сектор одновременно наращивает водопотребление и генерирует значимые объемы сточных вод, которые в условиях недостаточной очистки становятся источником химического и биологического загрязнения. Последние оценки по ЦУР 6 (доклад ООН "SDG Report 2024") показывают, что среди стран, предоставивших полный учет потоков, 76 % совокупного объема сточных вод получают по крайней мере некоторую степень очистки, но лишь около 60 % — «безопасную» (не ниже вторичной) очистку. По домохозяйствам доля безопасно очищенных сточных вод остается порядка 56–58 % в глобальной выборке, при этом по промышленным стокам данные фрагментарны и демонстрируют заметный разрыв между группами стран по уровню дохода.

В то же время потенциал обращения со стоками как с ресурсом до конца не реализован. По оценке ЮНЕП (2023–2024), лишь около 11 % уже очищенных сточных вод в мире повторно используются, тогда как «скрытый резерв» повторного использования оценивается примерно в 320 млрд м³ в год — больше чем в 10 раз превышает текущую мировую опреснительную мощность. Эти оценки задают очевидную технологическую и управленческую повестку: наращивание доли безопасной очистки, повышение энерго- и ресурсной эффективности очистных технологий и формирование устойчивых схем водооборота на предприятиях.

Регуляторная среда также быстро ужесточается. В Европейском союзе в 2024 г. вступила в силу обновленная Директива по очистке городских сточных вод (EU 2024/3019): к 31 июля 2027 г. государства-члены должны транспонировать ее в национальное право, а с 1 августа 2027 г. начнется применение большинства норм. Документ расширяет охват агломераций, вводит мониторинг микрозагрязнителей и требует «четвертую ступень» (quaternary treatment) для крупных станций (≥150 тыс. ж. э.), включая удаление органических микрополлютантов по принципу расширенной ответственности производителей. Эти изменения прямо стимулируют спрос на продвинутые мембранные и сорбционно-окислительные решения, а также на схемы глубокой доочистки с подготовкой воды к повторному использованию.

Для Цитирования:
Системы нулевого сброса сточных вод (ZLD): современные технологии, опыт применения и перспективы развития. Водоочистка. 2025;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: