Экология і забруднення воды

Экология і забруднення води Зміст.

1.

Введение

.

2. Джерела забруднення внутрішніх водоёмов.

3. Методи очищення стічних вод.

4. Електрохімічна активація — екологічно чисті технології сьогодення й майбутнього, новий підхід до розв’язання екологічних проблем цивилизации.

5. Деякі області ефективного застосування електрохімічної активации.

6. Електрохімічні установки очищення питної води «смарагд «(функціональні характеристики, особливості, порівнювати з бытовымиводоочистителями інших систем, умови експлуатації, біологічні властивості очищеної воды).

7. Технологічний процес очищення води «смарагд «.

8. Укладання.

9.

Список литературы

.

1. Запровадження

Вода — найцінніший природний ресурс. Вона виняткову роль процесах обміну речовин, що є основою життя. Величезне значення вода має у промисловому і сільськогосподарському виробництві. Загальновідома необхідність її для побутових потреб людини, всіх рослин та тварин. Багатьом живих істот вона лежить середовищем проживання.

Рост міст, бурхливий розвиток промисловості, інтенсифікація сільського господарства, значне розширення площ зрошуваних земель, поліпшення культурно-побутових умов й інших чинників дедалі більше ускладнює проблеми забезпечення водой.

Потребности у питній воді величезні щорічно зростають. Щорічний витрата води на земній кулі з усіх видів водопостачання становить 3300−3500 км3. У цьому 70% всього водоспоживання використовують у сільське господарство.

Много води споживають хімічна промисловість та целюлозно-паперова промисловість, чорна і кольорова металургія. Розвиток енергетики також призводить до різкого збільшення потреби у воді. Значне у води витрачається задля потреб галузі тваринництва, і навіть на побутові потреби. Більшість води після його спрямування господарсько-побутових потреб повертається у річки на вигляді стічних вод.

Дефицит прісної води вже нині стає світової проблемою. Дедалі більше зростаючі потреби в промисловості й сільського господарства за воді змушують всі країни, учених світу шукати різноманітні засоби на вирішення цієї проблемы.

На етапі визначаються такі напрями раціонального використання водних ресурсів: повніше користування та розширене відтворення ресурсів прісних вод; розробка нових технологічних процесів, дозволяють запобігти забруднення водоймищ звести до мінімуму споживання свіжої воды.

2. Джерела забруднення внутрішніх водойм

Под забрудненням водних ресурсів розуміють будь-які зміни фізичних, хімічних і біологічних властивостей води в водоймах в зв’язку з скиданням у яких рідких, твердих і газоподібних речовин, які від чи можуть створити незручності, роблячи воду даних водойм небезпечну використання, завдаючи збитки народному господарству, здоров’ю та безпеки населения Загрязнение поверхневих і підземних вод можна розподілити таких типы:

механическое — підвищення змісту механічних домішок, властиве переважно поверховим видам загрязнений;

химическое — його присутність серед воді органічних і неорганічних речовин токсичного і нетоксического действия;

бактериальное і біологічне — його присутність серед воді різноманітних патогенних мікроорганізмів, грибів, а також дрібніших водорослей;

радиоактивное — присутність радіоактивні речовини в поверхневих чи підземних водах;

тепловое — випуск в водойми підігрітих вод теплових і атомних ЭС.

Основными джерелами забруднення і засмічення водойм є недостатньо очищені стічні води промислових і комунальних підприємств, великих тваринницьких комплексів, відходи виробництва з розробці рудних копалин; води шахт, рудників, обробці та сплаві лісоматеріалів; скиди водного і залізничного транспорту; відходи первинної обробки льону, пестициди тощо. Забруднюючі речовини, потрапляючи в природні водойми, призводять до якісних змін води, які переважно виявляється у зміні фізичних властивостей води, зокрема, поява неприємні запахи, присмаків тощо.); у зміні хімічного складу води, зокрема, появу у ній шкідливі речовини, у наявності плаваючих речовин лежить на поверхні води і відкладанні їх у дні водоемов.

Производственные стічні води забруднені переважно відходами, і викидами виробництва. Кількісний і якісний склад їх різноманітний і галузі промисловості, її технологічних процесів; їх поділяють на дві основні групи: містять неорганічні домішки, зокрема. і токсичні, і містять яды.

К першої групи ставляться стічні води содовых, сульфатных, азотно-туковых заводів, збагачувальних фабрик свинцевих, цинкових, нікелевих руд тощо., які містять кислоти, луги, іони важких металів та інших. Стічні води цієї групи переважно змінюють фізичні властивості води.

Сточные води другої групи скидають нафтопереробні, нафтохімічні заводи, підприємства органічного синтезу, коксохімічні та інших. У стоках містяться різні нафтопродукти, аміак, альдегіди, смоли, феноли та інші шкідливі речовини. Шкідливе дію стічних вод мовби цієї групи полягає головним чином окисних процесах, через які зменшується вміст у воді кисню, збільшується біохімічна потреба у ньому, погіршуються органолептичні показники воды.

Нефть і нафтопродукти на етапі основні забруднювачами внутрішніх водойм, вод і морів, Світового океану. Потрапляючи в водойми, вони створюють різні форми забруднення: плаваючу на воді нафтову плівку, розчинені чи эмульгированные у питній воді. Нафтопродукти, осілі на дно важкі фракції тощо. У цьому змінюється запах, смак, забарвлення, поверхове натяг, в’язкість води, зменшується у кисню, з’являються шкідливі органічні речовини, вода набуває токсичні властивості і становить загрозу як в людини. 12 р нафти роблять непридатної до вживання тонну воды.

Довольно шкідливим забруднювачем промислових вод є фенолу. Його утримують у стічних водах багатьох нафтохімічних підприємств. При цьому різко знижуються біологічних процесів водойм, процес їх самоочищення, вода набуває специфічний запах карболки.

На життя населення водойм згубно впливають стічні води целюлозно-паперової промисловості. Окислювання деревної маси супроводжується поглинанням значної кількості кисню, що зумовлює загибелі ікри, мальків і дорослих риб. Волокна та інші нерозчинні речовини засмічують води і погіршують її фізико-хімічні властивості. На рибах і їх кормі - безхребетних — несприятливо відбиваються молевые сплави. З гниючої деревини і кори виділяються в воду різні дубильні речовини. Смола та інші экстрактивные продукти розкладаються і поглинають багато кисню, призводячи до загибелі риби, особливо молоді і ікри. З іншого боку, молевые сплави сильно засмічують річки, а грузило нерідко повністю забиває їх дно, позбавляючи риб нерестовищ і кормових мест.

Атомные електростанції радіоактивними відходами забруднюють річки. Радіоактивні речовини концентруються дрібними планктонными мікроорганізмами і рибою, потім ланцюга харчування передаються іншим тваринам. Встановлено, що радіоактивність планктонних мешканців в тисячі разів вище, ніж води, у якій живут.

Сточные води, мають підвищену радіоактивність (100 кюрі на 1 л і більше), підлягають поховання в підземні бессточные басейни і спеціальні резервуары.

Рост населення, розширення давніх і виникнення нових міст значно збільшили надходження побутових стоків у внутрішні водойми. Ці стоки стали джерелом забруднення рік та ставків хвороботворними бактеріями і гельмінтами. У більшою ступеня забруднюють водойми миючі синтетичні кошти, широко використовувані у побуті. Вони знаходять широке застосування й у в промисловості й сільське господарство. Вміщені у яких хімічні речовини, вступаючи зі стічними водами у річки і озера, справляють чималий впливом геть біологічний і тяжка фізична режим водойм. Через війну знижується здатність вод до насичення киснем, паралізується діяльність бактерій, минерализующих органічні вещества.

Вызывает серйозну стурбованість забруднення водоймищ пестицидами і мінеральною поживою, яких опиняються з полів разом із струменями дощовій і талої води. У результаті, наприклад, доведено, що інсектициди, які у воді як суспензий розчиняються в нафтопродуктах, якими забруднені річки й озера. Це взаємодія призводить до значному ослаблення окисних функцій водних рослин. Потрапляючи в водойми, пестициди накопичуються в планктоне, бентосе, рибі, а, по ланцюжку харчування потрапляють до організму людини, діючи негативно як у окремі органи, і на організм у целом.

В зв’язки Польщі з інтенсифікацією тваринництва дедалі більше нагадують про себе стоки підприємств цієї галузі сільського хозяйства.

Сточные води, містять рослинні волокна, тварини рослинні жири, фекальную масу, залишки плодів і овочів, відходи шкіряної і целюлозно-паперової промисловості, цукрових і пивоварень, підприємств м’ясо-молочної, консервної і кондитерської промисловості, є причиною органічних забруднень водоемов.

В стічних водах зазвичай близько 60% речовин органічного походження, до цієї категорії органічних ставляться біологічні (бактерії, віруси, гриби, водорості) забруднення в комунально-побутових, медико-санітарних водах і відходах шкіряних і шерстомойных предприятий.

Нагретые стічні води теплових ЕС та інших. виробництв від «потепління», що загрожує досить серйозними наслідками: в нагрітої воді менше кисню, різко змінюється термічний режим, що негативно впливає на флору і фауну водойм, у своїй виникають благотворні умови масової розвитку на водоймищах синьо-зелених водоростей — з так званого «цвітіння води» Забруднюються річки й під час сплаву, при гідроенергетичному будівництві, і з початком навігаційного періоду збільшується забруднення судами річкового флота.

3. Методи очищення стічних вод мовби

В ріках і інших водоймах відбувається природний процес самоочищення води. Але він протікає повільно. Поки промисловопобутові скиди були невеликі, річки самі справлялися із ними. У наше індустріальний століття зв’язки й з різким збільшенням відходів водойми не справляються з такою значним забрудненням. Виникла необхідність знешкоджувати, очищати стічні води та утилізувати їх.

Очистка стічних вод мовби — обробка стічних вод мовби із єдиною метою руйнації чи видалення їх шкідливі речовини. Звільнення стічних вод від забрудненняскладне виробництво. У ньому, як і у будь-якому іншому виробництві є сировину (стічні води) і продукція (очищена вода) Методы очищення стічних вод мовби можна розділити на механічні, хімічні, фізико-хімічні й біологічні, коли вони застосовуються разом, то метод очищення знешкодження стічні води називається комбінованим. Застосування тієї чи іншої методу у кожному даному випадку визначається характером забруднення мірою шкідливості примесей.

Сущность механічного методу у тому, що з стічні води шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсные частки залежно від розмірів уловлюються гратами, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями різних конструкцій, а поверхневі забруднення — нефтеловушками, бензомаслоуловителями, відстійниками та інших. Механічна очищення дозволяє виділяти з побутових стічних вод мовби до 60−75% нерозчинних домішок, та якщо з промислових до 95%, чимало з яких як цінні домішки, використовують у производстве.

Химический метод у тому, що у стічні води додають різні хімічні реагенти, що у реакцію з забруднювачами і в облогу у вигляді нерозчинних опадів. Хімічної очищенням досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних до 25%.

При фізико-хімічному методі обробки з стічні води видаляються тонко дисперсні і розчинені неорганічні домішки і руйнуються органічні та погано окисляемые речовини, найчастіше з фізико-хімічних методів застосовується коагуляція, окислювання, сорбція, екстракція тощо. Широке застосування знаходить також електроліз. Він залежить від руйнації органічних речовин, у стічних водах і добуванні металів, кислот та інших неорганічних речовин. Электролитическая очищення ввозяться особливих спорудах — электролизерах. Очищення стічних вод мовби з допомогою електролізу ефективна на свинцевих і мідних підприємствах, в лакофарбової та інших областях промышленности.

Загрязненные стічні води очищають також з допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол і високого тиску, добре зарекомендувала себе очищення шляхом хлорирования.

Среди методів очищення стічні води великій ролі повинен зіграти біологічний метод, заснований на використанні закономірностей біохімічного і фізіологічного самоочищення рік і інших водойм. Є кілька типів біологічних пристроїв для очищення стічних вод мовби: біофільтри, біологічні ставки і аэротен0ки.

В биофильтрах стічні води пропускаються через шар грубозернистого матеріалу, вкритого тонкої бактеріальної плівкою. Завдяки цій плівці інтенсивно протікають процеси біологічного окислення. Саме він служить чинним початком в биофильтрах.

В біологічних ставках в очищенні стічні води беруть участь все організми, які населяють водоем.

Аэротенки — величезні резервуари із залізобетону. Тут очищувальне початок — активний мул з бактерій і мікроскопічних тварин. Всі ці живі істоти бурхливо розвиваються в аэротенках, чому сприяє органічні речовини стічні води і надлишок кисню, що надходить спорудження потоком подаваного повітря. Бактерії склеюються в пластівці і виділяють ферменти, минерализующие органічні забруднення. Мул з пластівцями швидко осідає, відділяючись від очищеної води. Інфузорії, жгутиковые, амеби, коловертки та інші дрібні тварини, пожираючи бактерії, неслипающиеся в пластівці, омолоджують бактеріальну масу ила.

Сточные води перед біологічної очищенням піддають механічної, а після неї видалення хвороботворних бактерій та хімічної очищенні, хлоруванню рідким хлором чи хлорним вапном. Для дезінфекції використовують також інші фізико-хімічні прийоми (ультразвук, електроліз, озонування та інших.).

Биологический метод дає великі результати при очищенні комунально-побутових стоків. Він застосовується ще й при очищенні відходів підприємств нафтопереробної, целюлозно-паперової промисловості, виробництві штучного волокна.

4. Електрохімічна активація — екологічно чисті технології сьогодення й будущего, новый підхід до розв’язання екологічних проблем цивилизации.

Техническая цивілізація неспроможна існувати без використання технологічних водних розчинів і чиста. Щодня у світі готуються мільйони кубічних метрів різних розчинів з попередньо очищеної води та хімічних реагентів, отримуваних з природного мінерального сировини. Щодня мільйони кубометрів відпрацьованих технологічних розчинів піддають очищенні перед скиданням в каналізацію, намагаючись звільнити з шкідливі речовини. Проте, повернення води у початковий стан після очищення принципово неможливо внаслідок термодинамічних обмежень. У результаті подібної діяльності проявилися небезпечні тенденції у природі.

Запаси прісної води у світі неухильно зменшуються з вини зростаючій її мінералізації. Останні десятиліття різко зросла частка іонів важких металів загалом солесодержании природних вод. Постійно збільшується концентрація розчинених пестицидів, добрив, мийних засобів, нафтопродуктів. Дедалі більше зусиль необхідно витрачати, щоб отримати воду, придатну для пиття, харчування котлів теплоі електростанцій, поливу рослин i різноманітних виробів: машин, верстатів, меблів, тканин, ліків, побутової техніки від.

Знижується доступність мінеральних сировинних ресурсів Землі. Зростає вартість видобутку, транспорту, кінцевих продуктів їхньої переробки: кислот, лугів, окислювачів, відновлювачів, коагулянтів та інших хімічних реагентів, які зазвичай використовують як на приготування різних технологічних водних розчинів, так очищення питною й стічної води. Ускладнюються системи очищення використаних технологічних розчинів, збільшується вартість процесів очищення.

Найширше поширені у світі методи очищення питної води та відпрацьованих водних розчинів засновані на моделюванні природних процесів — фільтрації, сорбції, іонного обміну. Проте, установки у яких реалізовані зазначені процеси, потребують в регенерації та періодичною заміні основного робочого елемента: фільтрів, сорбентів, іонообмінних смол. У цьому й з утилізацією відпрацьованих матеріалів, і навіть зберігається необхідність поповнення їх втрат шляхом виробництва з невідновлюваних сировинних запасів нових матеріалів замість відпрацьованих. Вочевидь, стратегія найменшого екологічних збитків за збереження досягнутого рівень життя населення світу або за його поліпшенні, мусить бути полягає в використанні технологій, дозволяють забезпечити мінімально можливе залучення в виробничо-господарську діяльність людини природних мінеральних сировинних ресурсів, які у природному стані (родовища з корисними копалинами) не становлять серйозної загрози навколишньому середовищі, тільки після серії різних технологічних перетворень розсіюються як розчинних у питній воді сполук. Однією з природних процесів, мають саме стала вельми поширеною на живу і неживої природою є електрохімічне перетворення речовин, тобто. окислювально-відновні реакції, пов’язані з видаленням чи приєднанням електрона. Цей природний процес ефективніший тоді як вищезгаданими. Теоретичні розрахунки доводять, що потенційні можливості електрохімічного кондиціонування води (очищення, умягчения, опріснення, знезараження тощо.) більш ніж 100 разів більше за фільтраційні, сорбційні і ионообменные методи по економічності, швидкості і якістю. Крім того, електрохімічні реакції дозволяють без додаткових витрат хімічних реагентів перетворити прісну чи слабосолоноватую природну води высокоактивный технологічний розчин, у якого практично будь-якими необхідними функціональними властивостями.

Ці теоретичні розрахунки отримали повне практичне підтвердження завдяки появі в 1972 року нового напрями прикладної електрохімії - електрохімічної активації води та водних розчинів (ВІДЛУННЯ) і створеними 1989 — 1990 роках компактним модульним проточним диафрагменным електрохімічним реакторів РПЭ. Реактори РПЭ принципово різняться відомі електрохімічних пристроїв. Конструкція й технологія їх використання їх у різних галузях промисловості, сільського господарства, медицини безупинно вдосконалюються колективом дослідників, які розвивають це наукове направление.

Електрохімічна активація є самостійну область прикладної електрохімії поряд з традиційними, такі як електрохімічне виробництво водню, кисню, хлору, лугів чи гальванотехника, і має низку принципових особливостей. Термін електрохімічна активація (ВІДЛУННЯ) з’явився у результаті серії досліджень, якими було встановлено, що рідини, піддані униполярному (анодному чи катодному) электрохимическому впливу переходить до термодинамічно неравновесное стан і протягом часу релаксації виявляють аномально високу хімічну активність. Цей термін був у науку академіком російської академії медико-технічних наук В. М. Бахиром. У на відміну від відомих електрохімічних процесів, вихідним речовиною у процесах електрохімічної активації є розбавлені водно-солевые розчини, прісна чи слабоминерализованная вода, тобто. рідини низькою електропровідністю. Кінцевим продуктом ВІДЛУННЯ не є концентровані хімічні речовини, а активовані розчини, тобто. низкоминерализованные рідини в метастабильном стані. Електрохімічна активація мало використовують як самостійний технологічний процес. Її метою є зменшення чи повне виняток витрати хімічних реагентів, зниження забруднення розчинів, підвищення якості цільових продуктів, скорочення часу, підвищення ефективності спрощення різних технологічних процесів. Інакше кажучи ВІДЛУННЯ використовується до створення високоефективних і екологічно чистих технологій у різних областях людської діяльності. Практично у галузі людської діяльності, там, де є зустріч із рідиною, можна використовувати технології ВІДЛУННЯ.

5. Некоторые області ефективного застосування електрохімічної активации.

Нижче приведено коротка інформацію про деяких технологіях з допомогою електрохімічної активації, перевірених експериментально і захищених авторськими правами.

У КОМУНАЛЬНОМУ ХОЗЯЙСТВЕ..

Знезаражування води в басейні проводиться з допомогою нейтрального анолита, вироблюваного в установках типу СТЭЛ. При додаванні анолита знижується жорсткість змінюється структура води, що надає сприятливий вплив на шкіру купающихся. Обробка стічних вод з метою їхнього знезараження і окислительной деструкції токсичних органічних сполук. Знезаражування води у системі міської питного водопостачання без використання рідкого хлору з допомогою нейтрального анолита і який додається в води співвідношенні 1:1000. Цей спосіб пройшов апробацію у низці регіонів Росії і близько продемонстрував можливість винятку освіти токсичних вторинних продуктів хлорування та скорочення витрат за процес кондиціонування води у вісім — 10 раз проти найкращими зарубіжними і вітчизняними технологіями. Властивості розчинів АН і Ко використовувати їх у різних стадіях прального виробництва (замочування, прання, прополаскивание, відбілювання). Досвід експлуатації установок СТЭЛ в прачечном виробництві Ташкента, Санкт-Петербурга, Одеси, Москви й інших містах дозволяє: зробити такі висновки :

застосування розчинів АН і Ко показав їх ефективність як основногокомпонента процесу прання. під час використання цих розчинів на 70% скорочується витрата пергидроля, применяемого у процесі прання для відбілювання, значно скорочується расходсинтетических мийних засобів. При дезінфекції білизни (що особливо важливо задля бельямедицинского призначення) можна цілком відмовитися від традиційних хлорсодержащихдезинфицирующих коштів. Скорочується час прання.

У АГРОПРОМИСЛОВОМУ ПРОИЗВОДСТВЕ.

Технология силосования зелених кормів з допомогою як консерванту электрохимически активованого розчину дозволяє виключити дорогі і дефіцитні консерванти за одночасного підвищення якості, збереження і живильним цінності силосу, виключити забрудненню довкілля.

Технология зберігання овочів (моркви, цукрових буряків, капусти, картоплі) і фруктів (мандаринів, черешень, яблук, винограду, вишень) з допомогою як обеззараживающего і консервирующего кошти электрохимически активованих розчинів, дозволяє виключити ксенобиотические хімічні препарати, підвищити на 50−300% терміни зберігання плодоовочевої продукції (проти відомими найкращими способами зберігання), зберегти вітамінний склад парламенту й цукристість, придушити розвиток грибкових і вірусних захворювань плодів рослин, підвищити стійкість сохраняемой продукції до несприятливих умов зберігання (перепади температур, вологості, тряска при транспортировке).

Замачивание насіння рослин перед посадкою в электрохимически катодно активованої води та їх полив электрохимически активованої водою збільшує урожай буде на 10−15%.

Поение птахів электрохимически активованої водою прискорює їх зростання та розвитку на 10%, зменшує витрата кормів на 15%, скорочує падіж на 80%.

Обработка тушок птахи электрохимически активованої водою підвищує їхня цілість і покращує товарний вигляд з допомогою повного видалення пір'їн при зниженою температурі.

У МЕДИЦИНЕ..

Дезинфекция, предстерилизационная очищення і стерилізація виробів із металу нескладної конфігурації (скальпелі, пінцети тощо.), з металу складної конфігурації (голки, ранорасширители, щипці видалення зубів тощо.), борів зубних різних, виробів із скла (пробірки, капіляри тощо.), з гуми (катетери, зонди тощо.), з силіконовою гуми (дренажі протези тощо.), рукавичок гумових, эндотрахеальных трубок, капілярних і пластинчастих діалізаторів і оксигенаторов, ендоскопів.

Дезинфекция і мийка посуду, іграшок, поверхонь, покритих пластиком, олійною фарбою, лінолеумом, санитарно-уборочного інвентарю, приміщень.

Обробка рук хирурга.

Лечение опіків, трофічних виразок, дерматозів, гнійних, вялогранулирующих ран, післяопераційних, посттравматичних, і постиньекционных та інших гнійних ускладнень, маститу, бурсита, панариция, неспецифічного виразкового коліту, виразки шлунка та дванадцятипалої кишки, гіпертонії, хвороб нирок, подагри, алергічних захворювань (зокрема. астми), стоматозной екземи, лейкозів, і навіть порушень обміну речовин, у ферментативної функції шлунка, сальмонельозу гастроинтестинальной форми, кольпитов, захворювань, пов’язаних із порушенням імуногенезу, гингивитов, гострої бактеріальної дизентерії, стоматитов, гемолітичної анемії, парадонтитов, вірусним гепатитам Проте й Б, захворювань печінці та жовчовивідних шляхів, стенокардії, гіпертонічної хвороби, цукрового діабету, вікових порушень обміну (ожиріння, окостеніння хрящів, кератозы), мочекислого діатезу. Скорочення чи виняток витрати антибіотиків під час лікування хронічного гематогенного і посттравматичного остеомиелита, поддиафрагмального, межпетельного і тазового абсцесу черевної порожнини; лікування грибкових захворювань, геморою.

ОЧИЩЕННЯ ПИТНОЇ ВОДЫ..

Метод електрохімічної активації застосовується очищення иобеззараживания води, якість якої викликає сумніви. Помимоочистки, при использованиии методу ВІДЛУННЯ вода набуває свойствакатализатора біохімічних реакцій у людському организме, способствует висновку шлаків і зміцненню імунної системы.

6. Електрохімічні установки очищення питної води «СМАРАГД «.

(Функциональные характеристики, особливості, порівнювати з бытовымиводоочистителями інших систем, умови експлуатації, біологічні властивості очищеної воды).

Нині на світовому ринку продається понад тридцять тисяч різновидів побутових систем очищення питної води. Основними методами очищення води в побутових пристроях є сорбція (переважно з допомогою активованого вугілля), фільтрація (микрофильтрация, ультрафильтрация, зворотний осмос), іонний обмін, ультрафіолетове опромінення, сріблення.

Широко застосовується комбінування цих методов.

Порівняно нещодавно з’явилися установки нової генерації «Смарагд », у яких очищення води виробляється електрохімічним і каталітичним способами. Ці установки унікальні не мають прямих аналогів. Питання перевагах та недоліках різних моделей побутових водоочистителей зрештою вдасться вирішити споживачем і відповідними медико-біологічними і гігієнічними службами. Ідеальних установок очищення питної води немає. Невідомо також, яка вода не більше характеристик, регламентованих ГОСТ, є найкращою для організму кожного конкретної людини. Тут викладається думка розробників установок «Смарагд », джерело якої в власні спостереження і даних випробувань, проведених незалежними лабораторій і науковими центрами. Водоочистители адсорбционного, ионообменного, мембранного і адсорбционно-мембранного типу затримують мікроорганізми, які розмножуються на внутрішніх поверхнях установок, в порах сорбентів, лежить на поверхні фільтруючих мембран. Навіть у випадках, коли вихід із адсорбційної чи мембранної системи водоочисної захищений протимікробних фільтром, бактерії можуть розмножуватися на вихідний поверхні противомикробного фільтра і внутрішніх поверхнях вихідних магістралей, що чинником епідеміологічного ризику. Тому адсорбционные, ионообменные, мембранні і комбіновані побутові водоочисні системи непридатні до роботи із жовтою водою, небезпечної в микробиологическом отношении.

Установки «Смарагд «вільні зазначеного нестачі, бо навіть і при надвисокому змісті в вихідної воді бактеріальних і вірусних тіл 106 — 108 щодо одного мілілітрі (мл) після очищення в установках «Смарагд «кількість мікроорганізмів у питній воді зменшується до 10 — 102 на мл (на п’ять-шість порядків). Відповідні дані отримані під час проведення аналізів в лабораторіях Беркширской і Оклендской мікробіологічних служб (Великобританія). З іншого боку, в останній момент електрохімічної обробки вода набуває бактеріостатичні характеристики, аналогічні властивостями джерельних вод. У результаті вихідні магістралі електрохімічних водоочистителей не піддаються інфікування. У процесі тривалого зберігання вода, очищена в установках «Смарагд », може втратити бактеріостатичні властивості. Бактерицидні речовини, які утворюються в анодною камері електрохімічного реактора, мають дуже високими антимикробными властивостями, набагато переважаючими за паливною ефективністю звичайні антисептики (хлорамін та інших.). Ці речовини, наявні у воді в пропорції 1: 1000, знезаражують її ще у разі інтенсивного мікробного обсеменения. У цьому гинуть як збудники типових шлунково-кишкових інфекцій (збудники дизентерії, сальмонельозу, холерний вибрин), а й екзотичні патогенні мікроорганізми тропічних країн. Цей факт підтверджено спостереженнями співробітників Британської компанії Enigma під час Руандийского кризи, і навіть даними по знезараженню води плавальних басейнів у Москві м. Лас-Вегас, Невада, США. У разі успішно пригнічувався зростання «чорних водоростей «(Black Algae).

Адсорбционные устрою для доочищення питної води (частіше вугільні) мають обмежену сорбционную ємність, яка заповнюється зі швидкістю, яка від рівня забруднень в вихідної воді: чим сильніший забруднена вода, то швидше вичерпуються функціональні можливості сорбенту. Коли все сорбційні місця у порах сорбенту зайняті різними речовинами (адсорбатами), починається процес їх десорбции. Цей процес відбувається пришвидшується при бактериальном зараження установки. Через війну якість води, що проходить через відпрацьований сорбент, погіршується у ще більшою мірою. Залежно від індивідуальних умов вихід із ладу вугільного водоочистителя за зазначеними причин може настати у найкоротші терміни від днів за кілька місяців. Отже, тут необхідний частий контроль якості води та за необхідності зміна картриджа, але це який завжди можливо по організаційним й фактично економічним причин. З іншого боку вугільні сорбенти і ионообменные смоли погано видаляють із води сполуки важких металів і надлишкові мінеральні компоненты.

Мембранні фільтри тонкого очищення відповідно до рекламним даним затримують 90−95% всіх що у воді елементів і сполук, зокрема необхідних людини і тварин мікроі ультрамикроэлементы (кальцій, магній, калій, натрій, літій, срібло, фтор, йод та інші). Як відомо дистильована вода мінералізацією менш 0,01 г/л явно непридатна для пиття. Регулярне вживання деминерализованной води із вмістом солей менш 0,1 г/л зумовлює фізіологічний дефіцит корисних мікроі ультрамикроэлементов, що негативно позначається на стан здоров’я населення деяких регіонів з низкоминерализованной водою і в полярників, питущих снігову воду. Відповідно до ГОСТ 2874–82 мінералізація питної води має перевищувати 1,0 г/л. У багатьох містах Росії мінералізація питної води 0,2 — 0,5 г/л, після очищення її методом зворотного осмосу чи ультрафільтрації споживач отримає воду з концентрацією солей 0,01 — 0,05 г/л. Отже існуючі системи мембранних водоочистителей, які пропускають «лише воду », створюють ризик патології, що з споживанням надмірно знесоленої воды.

Дефіцит мікроі ультрамикроэлементов в організмі може бути скоригований спеціальної дієтою. Утім, деякі мікроі ультрамикроэлементы води практично незамінні.

Працюючи із жовтою водою мінералізацією 0,1 — 0,5 г/л через електрохімічний реактор установки «Смарагд «проходить струм силою 0,3 — 0,4 А. У цьому вся разі загальна мінералізація обробленою води майже змінюється, іони важких металів переходить до форму нетоксичних і труднорастворимых гидроксидов і гидроксидоксидов, мікроби, перебувають у воді, руйнуються, органічні речовини, і навіть неорганічні токсичні сполуки (зокрема нітрати і нітрити) піддаються анодною окислительной деструкції. Сильні неорганічні окислювачі (зокрема хлор) і сверхактивные радикальні частки инактивируются в реакционно-вихревой і каталітичної камерах. Ефективність видалення активного хлору і хлор містять окислювачів в установках «Смарагд «щонайменше 90%.

Деякі покупці скаржаться на присутність запаху хлору у питній воді, минулої через установку. Насправді це запах летючих сильних окислювачів, що сприймається як запах хлору. Період життя цих сполук вбирається у кілька десятків хвилин, а концентрація їх дуже мала і створює токсикологического ризику. Водоочистители «Смарагд «який завжди усувають наявні у воді запахи. Однак цих випадках інтенсивність запаху свідчить, що стороннє газоподібне речовина зникає. Досить піддати очищену воду выстаиванию у звичайній посуді протягом кількох годинників та сторонні запахи зникнуть. Залежно від типу установки очищена вода змінює величину ГВП, у своїй кислотно-щелочные характеристики очищеної води близькі до нейтральним значенням (рН = 7). Високий ГВП й інших фізико-хімічних умов у анодної камері електрохімічного реактора виключають освіту токсичних хлорорганічних речовин і забезпечують повну окислительную деструкцію діоксинів, якщо вони в водогінної воді. Фізіологічно корисні мікроі ультрамикроэлементы (кальцій, калій, магній, літій, фтор і інші) не утворюють під впливом електрохімічної обробки нерозчинних сполук і є у складі питної води. За даними лабораторії фірми Oaklend Calvert Consaltants, Ltd (Engl.) при змісті в вихідної воді іонів срібла 68 мкг/л в очищеної воді зміст іонів срібла становило 56 мкг/л, тобто втрат срібла був. У той самий час токсичні іони металів (міді, заліза, олова, алюмінію, ртуті, цинку, хрому віддалялися на 85−99,9%.

Присутні у питній воді радіонукліди також перетворюються на форми нерозчинних сполук, які частково осідають на катоді і видаляються при промиванні установки. Якщо такі сполуки потрапляють із жовтою водою в шлунково-кишкового тракту, то не усмоктуються в кров, і видаляються з кишечника природним шляхом. Природний властивість корисних для організму мікроі ультрамикроэлементов у тому, у результаті окисно-відновних реакцій де вони беруть участь у освіті труднорастворимых чи нерозчинних комплексів. Це збільшує ймовірність участі цих елементів в біохімічних реакціях і зробила їх сумісними з організмом. З цієї причини корисні елементи не утворюють нерозчинних комплексів при електрохімічної опрацюванні та зберігаються в очищеної воді в іонізованою формі. У той самий час елементи легко входять у хімічні комплекси, зокрема з білковими сполуками. Зазвичай вони денатурируют білок і тому токсичні. Проте з причини схильності розпочинати комплекси токсичні елементи при електрохімічної обробці переходить до нерозчинні й безпечні для організму форми. Виборче збереження у питній воді корисних іонів і видалення шкідливих — унікальна природна особливість електрохімічних водоочистителей.

Гидроксиды і гидроксидоксиды важких металів можуть розчинятися в міцних кислотах, зокрема в соляної кислоті. Соляна кислота гаразд є у шлунковому соку. Але шлунковий сік сам собою чи присутності перевариваемой харчової маси є складну органічну середу, що містить білки, й полісахариди. Ці сполуки грають роль внутрішніх адсорбентів (ентеросорбентів), які легко пов’язують молекули гидроксидов і гидроксидоксидов. У такому вигляді гидроксиды і гидроксидоксиды важких металів захищені від дії соляної кислоти. Тому не розчиняються в шлунку, та був виводяться з організму природним шляхом. Так наші внутрішні сорбенти пов’язують пластівці солей жорсткості, оксидів заліза. Ці компоненти практично нешкідливі для організму. Проте їх присутність у питну воду змінює її смак і небажано за естетичними міркувань. Позбутися пластівців солей жорсткості чи іржі лише з допомогою фильтрации.

Електрохімічна обробка у разі малоефективна. Працюючи із жовтою водою, що містить хлопьевидные суспензії, фільтри тонкого очищення води швидко забиваються і із ладу. Водоочистители «Смарагд «добре видаляють із води фенолу і тетрахлорэтилен (на 90 — 99,9% залежно від вихідної концентрації). Сумарна кількість органічних сполук, у воді після електрохімічної очищення зменшується на 1/3. У забрудненій питну воду велику небезпеку представляють гидрофобные токсини. Через війну анодного окислення ці токсини переходять у відносно нешкідливі гидрофильные форми, які легко видаляються з організму з фізіологічними выделениями.

Отже, електрохімічна очищення води в установках «Смарагд «за правильної експлуатації обеспечивает:

обеззараживание води;

эффективное видалення чи інактивацію токсичних елементів і сполук;

удаление надлишкових концентрацій солей і компонент твердого осаду;

направленное зміна ГВП і активацію води за збереження нейтральных кислотно-щелочных характеристик ;

сохранение нормального кількості біологічно корисних мікроі ультрамикроэлементов.

Ряд елементів і сполук, у процесі електрохімічної обробки піддаються трансформації і є у питній воді в зміненому вигляді. Постає питання: представляють ці речовини небезпеку обману здоров’я споживача? Відповідь такий питання представляється оптимістичним. Річ у тім, що інтенсивне окислительно-восстановительное вплив є основою універсального механізму руйнації різних хімічних отрут. У цьому утворюються проміжні менш токсичні чи нетоксичні продукти. Доказом того служать медичні дослідження процесів прямий і непрямий електрохімічної детоксикації крові (Н.А. Лопаткін, Ю.М. Лопухін. Эфферентные методи до медицини. М. «Медицина ». 1989. З. 320−340). Пропускання через кров слабкого постійного електричного струму чи введення у судинну систему электрохимически синтезованих окислювачів супроводжувалося значним зменшенням загальної токсичності крові з допомогою розкладання отруйних продуктів і метаболічних шлаків. Електрохімічна детоксикация водних середовищ, зокрема питної води полягає в аналогічному принципі. Функціональна особливість електрохімічного реактора установок «Смарагд «у тому, що вода піддається роздільної (униполярной) обробці в анодною і катодного камерах, що підвищує ефективність знезараження і очистки.

Установки «Смарагд «не піддаються вторинному інфікування мікрофлорою. Проте електрохімічні водоочистители не призначені до роботи з деминерализованной чи каламутній водой.

Традиційні фільтри тонкого очищення відповідно до рекламним даним повинні затримувати переважну частину що у воді елементів, сполук, частинок і мікроскопічних організмів. З нашою погляду побутові водоочистители мембранно-адсорбционного типу можуть піддадуться зараженню вторинної мікрофлорою, видаляють із води біологічно корисні елементи, немає механізму спрямованого дії на показники ГВП і рН.

При користуванні побутовими очистителями води різних систем ризик споживача визначається конкретними умовами эксплуатции, дотриманням інструкцій щодо застосування вироби, сервісними характеристиками і загальної культурою роботи із установкою. Установки «Смарагд «мають гігієнічний сертифікат, і проходили медичні випробування, у ряді клінік і наукових центрів р. Москви (у центрі еферентної медицини, у центрі колопроктологии, в урологічному відділенні Міський клінічної лікарні N 67, в Басейновій лікарні N 6, в Госпіталі ветеранів війни), р. Санкт-Петербурга (Санкт-Петербурзька державна медична академія їм. И. И. Мечникова, дитячий сан. «Вогник «тощо. д.).

Ресурс водоочистителей «Смарагд «щонайменше 1 000 000 л без заміни працюючого елемента за умови правильного догляді за установкою. Водоочисні системи адсорбционно-мембранного дії реальних умов эксплуатции мають ресурс роботи близько півроку, після що вони ламаються або потребують зміни робочих фільтрів. Відносне незручність, пов’язане в регулярними промывками установок «Смарагд «компенсується економічної вигодою і якістю обробленою води.

Вважати, у процесі очищення води з допомогою фільтруючих чи сорбирующих пристроїв можливо затримати все шкідливі речовини і зберегти корисні є помилковим. Розділити по ознакою корисності десятки тисяч різних розчинених речовин принципово неможливо фильтрационными і сорбционными методами як узятими окремо, і у будь-яких можливих поєднаннях. Крім того, концентрування які у воді корисних чи шкідливі речовини лежить на поверхні фільтруючих мембран чи порах сорбенту завжди спричиняє першу чергу до задерживанию мікроорганізмів, до прискорення їх розмноження і посиленому виділенню мікробних токсинів в воду за одночасного різке зниження фільтруючій чи сорбирующей здібності активних елементів водоочистительного устрою. Очищення води в установках «Смарагд «полягає в використанні процесів окислення і відновлення, внаслідок чого руйнуються і нейтралізуються все токсичні речовини у природі. У установках «Смарагд «природні процеси природною окислительно-восстановительной деструкції і нейтралізації токсичних речовин пришвидшуються багаторазово з допомогою прямих електрохімічних реакцій, і навіть завдяки брати участь у процесах очищення электрохимически синтезованих із самої очищаемой води та розчинених у ній солей високоактивних реагентів: озону, атомарної кисню, пероксидных сполук, діоксиду хлору, короткоіснуючих вільних радикалів. Це забезпечує ефективність і екологічну безпеку процесу очищення води тоді як іншими, відомими методами.

7. Технологічний процес очищення води «СМАРАГД «.

У корпусі установки «Смарагд М «розміщені: диафрагменный електрохімічний реактор РПЭ-1, каталітичний реактор, вихрова реакційна камера, джерело харчування і системи автоматичного включення і відключення установки. Реактор РПЭ-1, основною частиною якого є проточний електролітичний модульний елемент ПЭМ, є мініатюрним економічним високопродуктивним електрохімічним пристроєм, працюють у проточному режимі. Гарантійний ресурс безперервної роботи реактора РПЭ-1 встановленні становить 30 000 годин. Реактор РПЭ-1 є основним частиною встановлення і запатентовано Росії, Великобританії, США, Німеччини і Банк Японії. Анод елемента ПЭМ в реакторі установки виготовлений із титану зі спеціальним покриттям, до складу якої входять іридій, платина, рутеній. Титановий катод має підвищену каталітичну активність з допомогою спеціальної обробки поверхні. Ультрафильтрационная керамічна діафрагма з оксидів цирконію, иттрия і алюмінію перебуває між анодом і катодом елемента ПЭМ і допускає змішування води в анодною і катодного камерах. У той самий час діафрагма забезпечує безперешкодне міграцію іонів в електричному полі між анодом і катодом. Кожен микрообъем води, плинною в камерах реактора РПЭ-1, зтикається з поверхнею електрода зазнає інтенсивному впливу електричного поля була в подвійному електричному шарі (ДЭС), утвореному зарядами на електроді і противоионами у питній воді. Це гарантує високу якість очищення води. З іншого боку, під впливом електричного поля ДЭС структурна сітка водневих зв’язків розпушується, молекули води знаходять додаткові ступеня свободи, що полегшує засвоєння такий активованої в електричному полі води клітинами живих організмів і прискорює видалення біологічних шлаків. Аналогом процесу структурної модифікації води в електричному полі ДЭС є фазові переходи при таненні льоду (тала вода), структурні перетворення води в електричних розрядах грозових злив, чи фізико-хімічні впливу, яким піддається вода великий глибині в гірських породах за високої температури у початковій формування цілющих мінеральних джерел. Проте, обробка води в електричному полі ДЭС відрізняється набагато більшої глибиною перетворення її структури та яскраво вираженої спрямованістю впливу: электронодонорного у катода і электронакцепторного у анода.

Уся гідравлічна система установки виготовлено з хімічно дуже стійких матеріалів, дозволених до застосування в виробах медичної техніки.

У установці використовуються такі процеси очищення воды:

электролитическое і электрокаталитическое анодное окислювання разом із электро-миграционным перенесенням (реактор РПЭ N 1);

гомогенные реакції окислення з допомогою каталізаторів — переносників электронов.

(вихревая реакційна камера Є);

гетерогенные окислительно-восстановительные реакции з участю каталізаторів — перенос-чиков електронів (каталітичний реактор До);

электролитическое і электрокаталитическое катод поновлення у поєднані із электро-миграционным перенесенням (реактор РПЭ N 2).

Всі ці процеси встановленні розділені у просторі й часі, що забезпечує найкращі результати очистки.

8. Укладання

Защита водних ресурсів від виснаження і забруднення та його раціонального використання потреб народного господарства — одне з найважливіших проблем, які потребують невідкладного рішення. Однією з основних напрямків роботи з охорони водних ресурсів, є впровадження нових технологічних процесів виробництва, перехід на замкнуті (бессточные) цикли водопостачання, де очищені стічні води не скидаються, а багаторазово використовують у технологічними процесами. Замкнені цикли промислового водопостачання дадуть змогу повністю ліквідувати сбрасываемые стічних вод мовби в поверхневі водойми, а свіжу воду використовуватиме поповнення безповоротних потерь.

В хімічної промисловості заплановано ширше впровадження малоотходных і безвідхідних технологічних процесів, дають найбільший екологічний ефект. Велика увага приділяється підвищення ефективності очищення виробничих стічні води.

Значительно зменшити забрудненість води, сбрасываемой підприємством, можна шляхом виділення з стічні води цінних домішок, складність вирішення завдань на підприємствах хімічної промисловості полягає у різноманітті технологічних процесів й цінності одержуваних продуктів. Слід зазначити також, що основне кількість води у галузі витрачається охолодження. Перехід від водяного охолодження до повітряного дозволить скоротити на 70−90% витрати води у різних галузях промисловості. У цьому вкрай важливими є розробка і впровадження новітнього устаткування, котрий використовує мінімум води для охлаждения.

Существенное впливом геть підвищення водооборота може надати впровадження високоефективних методів очищення стічних вод мовби, зокрема фізико-хімічних, у тому числі однією з ефективних є застосування реагентів. Використання реагентного методу очищення виробничих стічних вод залежить від токсичності присутніх домішок, що, порівняно зі способом біохімічної очищення має важливе значення. Більше широке впровадження цього як і поєднані із біохімічної очищенням, і окремо, може у певної міри вирішити низку завдань, що з очищенням виробничих стічних вод.

В найближчій перспективі намічається впровадження мембранних методів очищення стічних вод.

На реалізацію комплексу заходів для охорони водних ресурсів від забруднення і виснаження у всіх розвинених країнах виділяються асигнування, які становлять 2−4% національного доходу орієнтовно, з прикладу США, відносні витрати становлять (в %): охорона атмосфери 35,2%, охорона водойм — 48,0, ліквідація твердих відходів — 15,0, зниження шуму -0,7, інші 1,1. Як очевидно з прикладу, більшість витрат — видатки охорону водойм, Витрати, пов’язані із отриманням коагулянтів і флокулянтів, частково може бути знижено з допомогою ширшого спрямування цього відходів різноманітних галузей промисловості, і навіть опадів, які виникають при очищенні стічних вод мовби, особливо надлишкового активного мулу, що можна використовувати як флокулянта, точніше биофлокулянта.

Таким чином, охорона та раціональне використання водних ресурсів — це одна ланка комплексної світової проблеми охорони природы.

Список літератури

1. .Алферова А.А., Нечаєв О.П. Замкнені системи водного господарства промислових підприємств, комплексів і навіть районів М.: Стройиздат 1987.

2. Проблеми розвитку безвідхідних виробництв Б. Н. Ласкорин, Б. В. Громов, О. П. Цыганков, В.М. Сенін М.: Стройиздат 1985.

3. Кафаров В. В. Принципи створення безвідхідних хімічних виробництв М.: Хімія 1984.

4. Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. О. Гранично допустимі концентрації хімічних речовин, у навколишньому середовищі Л.: Хімія 1987.

5. Абрамович С. Ф. Раппорт Я.Д. Тенденції розвитку водопостачання міст там. Огляд М.: ВНИИИС 1987.

6. Туровський І.С. Обробка опадів стічних вод мовби М.: Стройиздат 1984.

7. Жуков А.І. Монгайт И. Л., Родзиллер І.Дз. Методи очищення виробничих стічних вод мовби М.: Стройиздат.

8. Евилович О. З. Утилізація опадів стічних вод мовби М.: Стройиздат 1989.

9. О. Г. Банников, О. К. Рустамов, А. А Вакулин Охорона природи М.: Агропромиздат 1987.

10 П.І. Капиніс, Н. А. Панесенко Охорона природи Київ: «Выща школа» 1991.

11. Охорона навколишнього природної Середовища Під редакцією Г. В. Дуганова Київ: «Выща школа» 1990.

12. Комплексне користування та охорона водних ресурсів. Під редакцією О. А. Юшманова М.: Агропромиздат 1985.

13. Методи охорони внутрішніх вод від забруднення і виснаження Під редакцією И. К. Гавич М.: Агропромиздат 1985.

14. Охорона виробничих стічних вод мовби і утилізація опадів Під редакцією В. М. Соколова М.: Стройиздат 1992.