Загрязнение воды

Присутствующие в воде радионуклиды также превращаются в  формы нерастворимых соединений, которые частично оседают на катоде и удаляются при промывании установки. Если эти соединения попадают с водой в желудочно-кишечный тракт, то они не всасываются в кровь и удаляются из кишечника естественным путем. Естественное свойство полезных для организма микро- и ультрамикроэлементов состоит в том, что в результате окислительно-восстановительных реакций они не участвуют в образовании труднорастворимых или нерастворимых комплексов. Это увеличивает вероятность участия этих элементов в биохимических реакциях и делает их совместимыми с организмом. По этой же причине полезные элементы не образуют нерастворимых комплексов при электрохимической обработке и сохраняются в очищенной воде в ионизированной форме. В то же время элементы легко вступают в химические комплексы, в том числе с белковыми соединениями. Как правило они денатурируют белок и поэтому токсичны. Однако по причине склонности вступать в комплексы токсичные элементы при электрохимической обработке переходят в нерастворимые и безопасные для организма формы. Избирательное сохранение в воде полезных ионов и удаление вредных - уникальная естественная особенность электрохимических водоочистителей.

Гидроксиды и гидроксидоксиды  тяжелых металлов могут растворятся  в крепких кислотах, в том числе  в соляной кислоте. Соляная кислота  в норме присутствует в желудочном соке. Но желудочный сок сам по себе или в присутствии перевариваемой пищевой массы представляет собой сложную органическую среду, содержащую белки и полисахариды. Эти соединения играют роль внутренних адсорбентов (энтеросорбентов), которые легко связывают молекулы гидроксидов и гидроксидоксидов. В таком виде гидроксиды и гидроксидоксиды тяжелых металлов защищены от действия соляной кислоты. Поэтому они не растворяются в желудке, а затем выводятся из организма естественным путем. Аналогичным образом наши внутренние сорбенты связывают хлопья солей жесткости, оксидов железа. Эти компоненты практически безвредны для организма. Однако их присутствие в питьевой воде меняет ее вкус и нежелательно по эстетическим соображениям. Избавиться от хлопьев солей жесткости или ржавчины можно только с помощью фильтрации.

Электрохимическая обработка  в этом случае малоэффективна. При  работе с водой, содержащей хлопьевидные взвеси, фильтры тонкой очистки воды быстро забиваются и выходят из строя. Водоочистители "Изумруд" хорошо удаляют из воды фенол и тетрахлорэтилен (на 90 - 99,9% в зависимости от исходной концентрации). Суммарное количество органических соединений в воде после электрохимической очистки уменьшается на 1/3. В загрязненной питьевой воде большую опасность представляют гидрофобные токсины. В результате анодного окисления эти токсины переходят в относительно безвредные гидрофильные формы, которые легко удаляются из организма с физиологическими выделениями.

Таким образом, электрохимическая  очистка воды в установках "Изумруд" при правильной эксплуатации обеспечивает:

· обеззараживание воды;

· эффективное удаление или инактивацию токсических  элементов и соединений;

· удаление избыточных концентраций солей и компонент твердого осадка;

· направленное изменение  ОВП и активацию воды при сохранении нейтральных

· кислотно-щелочных характеристик ;

Ряд элементов и соединений в процессе электрохимической обработки  подвергаются трансформации и остаются в воде в измененном виде. Возникает  вопрос: представляют ли эти вещества опасность для здоровья потребителя? Ответ на подобный вопрос представляется оптимистическим. Дело в том, что интенсивное окислительно-восстановительное воздействие лежит в основе универсального механизма разрушения различных химических ядов. При этом образуются промежуточные менее токсичные или нетоксичные продукты. Доказательством тому служат медицинские исследования процессов прямой и непрямой электрохимической детоксикации крови (Н.А. Лопаткин, Ю.М. Лопухин. Эфферентные методы в медицине. М. "Медицина". 1989. С. 320-340). Пропускание через кровь слабого постоянного электрического тока или введение в сосудистую систему электрохимически синтезированных окислителей сопровождалось значительным уменьшением общей токсичности крови за счет разложения ядовитых продуктов и метаболических шлаков. Электрохимическая детоксикация водных сред, в том числе питьевой воды основана на аналогичном принципе. Функциональная особенность электрохимического реактора установок "Изумруд" состоит в том, что вода подвергается раздельной (униполярной) обработке в анодной и катодной камерах, что повышает эффективность обеззараживания и очистки.

Установки "Изумруд" не подвергаются вторичному инфицированию  микрофлорой. Однако электрохимические  водоочистители не предназначены для  работы с деминерализованной или мутной водой.

Традиционные фильтры  тонкой очистки согласно рекламным  данным должны задерживать подавляющую  часть находящихся в воде элементов, соединений, частиц и микроскопических организмов. С нашей точки зрения бытовые водоочистители мембранно-адсорбционного типа могут подвергнутся заражению вторичной микрофлорой, удаляют из воды биологически полезные элементы, не имеют механизма направленного действия на показатели ОВП и рН.

При пользовании бытовыми очистителями воды разных систем риск потребителя определяется конкретными условиями эксплуатции, соблюдением инструкций по применению изделия, сервисными характеристиками и общей культурой работы с установкой. Установки "Изумруд" имеют гигиенический сертификат и проходили медицинские испытания в ряде клиник и научных центров г. Москвы (в Центре эфферентной медицины, в Центре колопроктологии, в урологическом отделении Городской клинической больницы N 67, в Бассейновой больнице N 6, в Госпитале ветеранов войны), г. Санкт-Петербурга (Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И.Мечникова, детский сан. "Огонек" и т. д.).

Ресурс водоочистителей "Изумруд" не менее 1000000 л без  замены работающего элемента при  правильном уходе за установкой. Водоочистительные  системы адсорбционно-мембранного действия в реальных условиях эксплуатции имеют ресурс работы около полугода, после чего они выходят из строя или требуют смены рабочих фильтров. Относительное неудобство, связанное в регулярными промывками установок "Изумруд" компенсируется экономической выгодой и качеством обработанной воды.

Представление о том, что в процессе очистки воды с  помощью фильтрующих или сорбирующих  устройств возможно задержать все  вредные вещества и сохранить  полезные является ошибочным. Разделить  по признаку полезности десятки тысяч различных растворенных веществ принципиально невозможно фильтрационными и сорбционными методами как взятыми отдельно, так и в любых возможных сочетаниях. Кроме того, концентрирование содержащихся в воде полезных или вредных веществ на поверхности фильтрующих мембран или в порах сорбента всегда приводит в первую очередь к задерживанию микроорганизмов, к ускорению их размножения и усиленному выделению микробных токсинов в воду при одновременном резком снижении фильтрующей или сорбирующей способности активных элементов водоочистительного устройства. Очистка воды в установках "Изумруд" основана на использовании процессов окисления и восстановления, благодаря которым разрушаются и нейтрализуются все токсические вещества в природе. В установках "Изумруд" природные процессы естественной окислительно-восстановительной деструкции и нейтрализации токсических веществ ускоряются многократно за счет прямых электрохимических реакций, а также благодаря участию в процессах очистки электрохимически синтезированных из самой очищаемой воды и растворенных в ней солей высокоактивных реагентов: озона, атомарного кислорода, пероксидных соединений, диоксида хлора, короткоживущих свободных радикалов. Это обеспечивает высокую эффективность и экологическую безопасность процесса очистки воды в сравнении с другими известными методами.

7. Технологический  процесс очистки воды "ИЗУМРУД"

В корпусе установки "Изумруд  М" размещены: диафрагменный электрохимический  реактор РПЭ-1, каталитический реактор, вихревая реакционная камера, источник питания и система автоматического включения и отключения установки. Реактор РПЭ-1, основной частью которого является проточный электролитический модульный элемент ПЭМ, является миниатюрным экономичным высокопроизводительным электрохимическим устройством, работающим в проточном режиме. Гарантийный ресурс непрерывной работы реактора РПЭ-1 в установке составляет 30000 часов. Реактор РПЭ-1 является основной частью установки и запатентован в России, Великобритании, США, Германии и Японии. Анод элемента ПЭМ в реакторе установки изготовлен из титана со специальным покрытием, в состав которого входят иридий, платина, рутений. Титановый катод имеет повышенную каталитическую активность за счет специальной обработки поверхности. Ультрафильтрационная керамическая диафрагма из оксидов циркония, иттрия и алюминия находится между анодом и катодом элемента ПЭМ и не допускает смешивания воды в анодной и катодной камерах. В то же время диафрагма обеспечивает беспрепятственную миграцию ионов в электрическом поле между анодом и катодом. Каждый микрообъем воды, протекающей в камерах реактора РПЭ-1, соприкасается с поверхностью электрода и подвергается интенсивному воздействию электрического поля в двойном электрическом слое (ДЭС), образованном зарядами на электроде и противоионами в воде. Это гарантирует высокое качество очистки воды. Кроме того, под влиянием электрического поля ДЭС структурная сетка водородных связей разрыхляется, молекулы воды обретают дополнительные степени свободы, что облегчает усвоение такой активированной в электрическом поле воды клетками живых организмов и ускоряет удаление биологических шлаков. Аналогом процесса структурной модификации воды в электрическом поле ДЭС являются фазовые переходы при таянии льда (талая вода), структурные превращения воды в электрических разрядах грозовых ливней, или физико-химические воздействия, которым подвергается вода на большой глубине в горных породах при высокой температуре в начальной стадии формирования целебных минеральных источников. Однако, обработка воды в электрическом поле ДЭС отличается намного большей глубиной преобразования ее структуры и ярко выраженной направленностью воздействия: электронодонорного у катода и электронак

8. Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и  их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение  малоотходных и безотходных технологических  процессов, дающих наибольший экологический  эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить  загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных  вод ценных примесей, сложность решения  этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

В ближайшей перспективе  намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод.

На реализацию комплекса  мер по охране водных ресурсов от загрязнения  и истощения во всех развитых странах  выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты  составляют (в %) : охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов - 48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов, Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.

Таким образом, охрана и  рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной  мировой проблемы охраны природы

Список литературы

1. .Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов М.: Стройиздат 1987

2. Проблемы развития безотходных производств Б.Н. Ласкорин, Б.В. Громов, А.П. Цыганков, В.Н. Сенин М.: Стройиздат 1985

3. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств М.: Химия 1984

4. Беспамятнов Г.П.,Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Л.: Химия 1987.

5. Абрамович С.Ф. Раппорт Я.Д. Тенденции развития водоснабжения городов за рубежом. Обзор М.: ВНИИИС 1987

6. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод М.: Стройиздат 1984

7. Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат.