UDC 628.164
DOI 10.35776/VST.2026.01.02

Kharitonov Nikolai, Savochkin Andrei, Kasatochkin A. S., Larionov S. Iu., Panteleev Aleksei, Riabchikov Boris

Chemical softening of the Don River water in a dynamic softening system – a unit with fluidized inert bed

Summary

Underground water sources with high levels of hardness salts are often used for drinking water supply. To provide for the potable water quality, water softening is required. The known softening methods result in significant amounts of liquid and solid waste, i. e. mineralized wastewater or sludge not subject to utilization. Chemical softening of drinking water in clarifiers is rarely used because of the difficulties in preparing chemicals, maintaining the required constant water temperature, and the complexity of the installations and their maintenance. Since the 1990s, the chemical softening technology in intensified reactors with contact media – such as vortex and fluidized bed reactors – has been developed and found widespread application in drinking water supply. These units are widely used in Europe and the USA being much easier to maintain than clarifiers. The capacity of these units reaches thousands of cubic meters per hour. Their main advantage is the elimination of liquid discharge and generation of solid waste that can be easily disposed of, with a virtually 100% clean water yield. In Russia, RPC Mediana-Filter JSC is actively developing this technology using DSS® (the proprietary dynamic softening system).

Key words

potable water , reagent treatment , suspended layer , pilot plant , water softening , contact media , fluidized bed , intensified reactor , liming , soda softening , river water purification , soda liming , DSS® dynamic softening system

For citation: Kharitonov N. A., Savochkin A. Iu., Kasatochkin A. S., Larionov S. Iu., Panteleev A. A., Riabchikov B. E. Chemical softening of the Don River water in a dynamic softening system – a unit with fluidized inert bed. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2026, no. 1, pp. 10–18. DOI: 10.35776/VST.2026.01.02. (In Russian).

The further text is accessible on a paid subscription.
For authorisation enter the login/password.
Or subscribe

REFERENCES

1. Черкесов А. Ю., Фесенко Л. Н., Пчельников И. В., Федотов Р. В. Технологические и проектные решения реконструкции сооружений очистки воды нижнего течения р. Дон // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 3. С. 19–24.
   Cherkesov A. Iu., Fesenko L. N., Pchel’nikov I. V., Fedotov R. V. [Technological and design Solutions of upgrading the Don low reaches water treatment facilities]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2017, no. 3, pp. 19–24. (In Russian).
2. Черкесов А. Ю., Фесенко Л. Н., Пчельников И. В., Федотов Р. В. Технологические и проектные решения реконструкции сооружений очистки воды нижнего течения р. Дон: материалы IX Международной научно-практической конференции «Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД–2016», г. Ростов-на-Дону, 5–7 октября 2016 г. – Новочеркасск: Лик, 2016. С. 75–85.
   Cherkesov A. Iu., Fesenko L. N., Pchel’nikov I. V., Fedotov R. V. [Technological and design Solutions of upgrading the Don low reaches water treatment facilities]. Proceedings of the IX International Scientific-Practical Conference «TEKHNOVOD–2016 Water Treatment Technologies», Rostov-na-Donu, 5–7 October 2016. Novocherkassk, Lik Publ., 2016, pp. 75–85. (In Russian).
3. Фесенко Л. Н., Федотов Р. В., Чепкасова Н. И., Игнатенко С. И. Исследования эффективности коагулянта оксихлорида алюминия в технологии едко-натрового умягчения донской воды для хозяйственно-питьевых целей: материалы IX Международной научно-практической конференции «Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД–2016», г. Ростов-на-Дону, 5–7 октября 2016 г. – Новочеркасск: Лик, 2016. С. 85–92.
   Fesenko L. N., Fedotov R. V., Chepkasova N. I., Ignatenko S. I. [Study of the efficiency of aluminum oxychloride coagulant in the technology of caustic soda softening of the Don River water for domestic and drinking purposes]. Proceedings of the IX International Scientific-Practical Conference «TEKHNOVOD–2016 Water Treatment Technologies», Rostov-na-Donu, 5–7 October 2016. Novocherkassk, Lik Publ., 2016, pp. 85–92. (In Russian).
4. Федотов Р. В., Щукин С. А., Князева Н. И., Онкаев В. А. Исследование и технико-экономическое сравнение методов реагентного умягчения воды реки Большой Кинель // Водоснабжение и санитарная техника. 2020. № 12. С. 4–10.
   Fedotov R. V., Shchukin S. A., Kniazeva N. I., Onkaev V. A. [Study and technical and economic comparison of chemical softening methods for the Bolshoi Kinel River water]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2020, no. 12, pp. 4–10. (In Russian).
5. Чепкасова Н. И., Федотов Р. В., Фесенко Л. Н., Игнатенко С. И. Влияние рН воды едко-натрового умягчения на содержание солей и остаточного алюминия: материалы X Международной научно-практической конференции «Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД–2017», г. Астрахань, 4–6 октября 2017 г. – Новочеркасск: Лик, 2017. С. 157–161.
   Chepkasova N. I., Fedotov R. V., Fesenko L. N., Ignatenko S. I. [The influence of pH of caustic soda softened water on the content of salts and residual aluminum]. Proceedings of the X International Scientific-Practical Conference «TEKHNOVOD–2017 Water Treatment Technologies», Astrahan’, 4–6 October 2017. Novocherkassk, Lik Publ., 2017, pp. 157–161. (In Russian).
6. Ларионов С. Ю., Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Касаточкин А. С. Системы реагентного умягчения воды со взвешенным слоем контактной загрузки // Водоснабжение и санитарная техника. 2021. №2. С. 18–31. DOI: 10.35776/VST.2021.02.02.
   Larionov S. Iu., Panteleev A. A., Riabchikov B. E., Kasatochkin A. S. [Chemical water softening systems with a contact media blanket]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2021, no. 2, pp. 18–31. DOI: 10.35776/VST.2021.02.02. (In Russian).
7. Masschelein W. Unit processes in drinking water treatment. Softening. Water treatment, 1992. https://ocw.tudelft.nl/wp-content/uploads/Softening-1.pdf.
8. Sergěj Seepma, Onno Kramer, Eric Baars et al. Optimizing CaCO3 Reaction Kinetics during Drinking Water Softening. Conference NAC (Nederlands Aardwetenschappelijk Congres), 2023. DOI: 10.13140/RG.2.2.15655.62880.
9. Hu R., Huang T., Zhi A., Tang Z. Full-Scale experimental study of groundwater softening in a circulating pellet fluidized reactor. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2018, v. 15, 1592. DOI: 10.3390/ ijerph15081592.
10. Hofman J., Kramer O., Peter van Hoek J. et al. Twenty years of experience with central softening in the Netherlands: Water quality – Environmental benefits – Costs. April 2006, 205 р.
11. Ashoor F. A., Zmat A. D., AlDahhan M. H. Pellet softening process for the removal of the groundwater hardness; modelling and experimentation. Al-qadisiyah Journal for Engineering Sciences, 2019, no. 12, pp. 135–143.
12. Касаточкин А. С., Ларионов С. Ю., Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Шилов М. М. Разработка динамической системы умягчения воды – ДСУ // Водоснабжение и санитарная техника. 2021. № 6. С. 18–26. DOI: 10.35776/ VST.2021.06.02.
    Kasatochkin A. S., Larionov S. Iu., Panteleev A. A., Riabchikov B. E., Shilov M. M. [Development of a dynamic water softening system – DSS]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2021, no. 6, pp. 18–26. DOI: 10.35776/VST.2021.06.02. (In Russian).
13. Касаточкин А. С., Ларионов С. Ю., Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Шаповалов Д. А., Харитонов Н. А., Шилов М. М. Сравнение вариантов систем корректировки солевого состава воды из подземных источников // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 3. С. 18–26. DOI: 10.35776/VST.2022.03.02.
    Kasatochkin A. S., Larionov S. Iu., Panteleev A. A., Riabchikov B. E., Shapovalov D. A., Kharitonov N. A., Shilov M. M. [Comparison of the options of systems for adjusting the salt composition of water from underground sources]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2022, no. 3, pp. 18–26. DOI: 10.35776/VST.2022.03.02. (In Russian).
14. Касаточкин А. С., Ларионов С. Ю., Харитонов Н. А., Шилов М. М., Савочкин А. Ю., Рябчиков Б. Е. Очистка воды с высокой постоянной жесткостью и солесодержанием // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 5. С. 4–16. DOI: 10.35776/VST.2023.05.01.
    Kasatochkin A. S., Larionov S. Iu., Kharitonov N. A., Shilov M. M., Savochkin A. Iu., Riabchikov B. E. [Purification of water with high permanent hardness and salinity]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2023, no. 5, pp. 4–16. DOI: 10.35776/VST.2023.05.01. (In Russian).
15. Бобинкин В. В., Касаточкин А. С., Ларионов С. Ю., Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Савенков П. В., Шаповалов Д. А., Шилов М. М. Создание комплекса по очистке промышленно-ливневых стоков металлургического завода // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 7. С. 52–60. DOI: 10.35776/VST.2024.07.06.
    Bobinkin V. V., Kasatochkin A. S., Larionov S. Iu., Panteleev A. A., Riabchikov B. E., Savenkov P. V., Shapovalov D. A., Shilov M. M. [Designing facilities for the treatment of industrial storm water of steelworks]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2024, no. 7, pp. 52–60. DOI: 10.35776/VST.2024.07.06. (In Russian).