Загрязнения внутренних водоемов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Ноября 2010 в 19:15, реферат

Краткое описание

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

Содержание работы

1. Введение

2. Источники загрязнения внутренних водоёмов

3. Методы очистки сточных вод

4. Электрохимическая активация - экологически чистые технологии настоящего и будущего, новый подход к решению экологических проблем цивилизации

5. Некоторые области эффективного применения электрохимической активации

6. Электрохимические установки для очистки питьевой воды"изумруд"(функциональные характеристики, особенности, сравнение с бытовымиводоочистителями других систем, условия эксплуатации, биологические свойства очищенной воды)

7. Технологический процесс очистки воды "изумруд"

8. Заключение

9. Список литературы

Содержимое работы - 1 файл

Содержание.doc

— 139.50 Кб (Скачать файл)

6.  Электрохимические  установки для очистки питьевой  воды"ИЗУМРУД" 

(Функциональные  характеристики, особенности, сравнение с бытовымиводоочистителями других систем, условия эксплуатации, биологические свойства очищенной воды) 

   В настоящее  время на мировом рынке продается  более тридцати тысяч разновидностей  бытовых    систем очистки  питьевой воды. Основными методами очистки воды в бытовых устройствах являются    сорбция (преимущественно с использованием активированного угля), фильтрация (микрофильтрация,    ультрафильтрация, обратный осмос), ионный обмен, ультрафиолетовое облучение, серебрение.   

  Широко применяется комбинирование этих методов. 

   Сравнительно  недавно появились установки  нового поколения "Изумруд", в которых очистка воды    производится электрохимическим  и каталитическим способами. Эти  установки уникальны и не имеют    прямых аналогов. Вопрос о преимуществах и недостатках различных моделей бытовых    водоочистителей в конечном итоге будет решен потребителем и соответствующими    медико-биологическими и гигиеническими службами. Идеальных установок для очистки питьевой воды    не существует. Неизвестно также, какая вода в пределах характеристик, регламентированных ГОСТ,    является наилучшей для организма каждого конкретного человека. Здесь излагается точка зрения    разработчиков установок "Изумруд", основанная на собственных наблюдениях и на данных испытаний,    проведенных независимыми лабораториями и научными центрами. Водоочистители адсорбционного,    ионообменного, мембранного и адсорбционно-мембранного типа задерживают микроорганизмы,    которые размножаются на внутренних поверхностях установок, в порах сорбентов, на поверхности    фильтрующих мембран. Даже в тех случаях, когда выход из адсорбционной или мембранной системы    водоочистной защищен противомикробным фильтром, бактерии могут размножаться на выходной    поверхности противомикробного фильтра и на внутренних поверхностях выходных магистралей, что    является фактором эпидемиологического риска. Поэтому адсорбционные, ионообменные, мембранные    и комбинированные бытовые водоочистительные системы непригодны для работы с водой,    небезопасной в микробиологическом отношении. 

   Установки  "Изумруд" свободны от указанного  недостатка , поскольку даже при  сверхвысоком    содержании  в исходной воде бактериальных  и вирусных тел 106 - 108 в одном  миллилитре (мл) после    очистки  в установках "Изумруд" количество микроорганизмов в воде уменьшается до 10 - 102 на мл (на    пять-шесть порядков). Соответствующие данные получены при проведении анализов в лабораториях    Беркширской и Оклендской микробиологических служб (Великобритания). Кроме того, в момент    электрохимической обработки вода приобретает бактериостатические характеристики, аналогичные    свойствам родниковых вод. Вследствие этого выходные магистрали электрохимических    водоочистителей не подвергаются инфицированию. В процессе длительного хранения вода, очищенная    в установках "Изумруд", может утратить бактериостатические свойства.    Бактерицидные вещества, образующиеся в анодной камере электрохимического реактора, обладают    очень высокими антимикробными свойствами, намного превосходящими по эффективности обычные    антисептики (хлорамин и др.). Эти вещества, присутствующие в воде в пропорции 1 : 1000,    обеззараживают ее даже в случае интенсивного микробного обсеменения. При этом погибают не только    возбудители типичных желудочно-кишечных инфекций (возбудители дизентерии, сальмонеллеза,    холерный вибрин), но и экзотические патогенные микроорганизмы тропических стран. Этот факт    подтвержден наблюдениями сотрудников Британской компании Enigma во время Руандийского    кризиса, а также данными по обеззараживанию воды плавательных бассейнов в Москве и в г.    Лас-Вегас, Невада, США. В последнем случае успешно подавлялся рост "черных водорослей" (Black    Algae). 

   Адсорбционные  устройства для доочистки питьевой  воды (чаще угольные) имеют ограниченную    сорбционную емкость , которая заполняется со скоростью , зависящей от уровня загрязнений в    исходной воде: чем сильнее загрязнена вода , тем быстрее исчерпываются функциональные    возможности сорбента. После того как все сорбционные места в порах сорбента заняты различными    веществами (адсорбатами) , начинается процесс их десорбции. Этот процесс ускоряется при    бактериальном заражении установки. В результате качество воды, проходящей через отработанный    сорбент, ухудшается в еще большей степени. В зависимости от индивидуальных условий выход из    строя угольного водоочистителя по указанным причинам может наступить в сроки от нескольких дней    до нескольких месяцев. Следовательно, здесь необходим частый контроль качества воды и при    необходимости смена картриджа , а это не всегда возможно по организационным и экономическим    причинам. Кроме того угольные сорбенты и ионообменные смолы плохо удаляют из воды соединения    тяжелых металлов и избыточные минеральные компоненты. 

   Мембранные  фильтры тонкой очистки согласно  рекламным данным задерживают  90-95 % всех    находящихся в  воде элементов и соединений, в том числе необходимые для  человека и животных    микро-  и ультрамикроэлементы (кальций,  магний, калий, натрий, литий, серебро, фтор, йод и другие).    Как известно дистиллированная вода минерализацией менее 0,01 г/л заведомо непригодна для питья.    Регулярное употребление деминерализованной воды с содержанием солей менее 0,1 г/л обуславливает    физиологический дефицит полезных микро- и ультрамикроэлементов, что отрицательно сказывается на    состоянии здоровья населения некоторых регионов с низкоминерализованной водой и у полярников,    пьющих снеговую воду. В соответствии с ГОСТ 2874-82 минерализация питьевой воды не должна    превышать 1,0 г/л. Во многих городах России минерализация питьевой воды 0,2 - 0,5 г/л, после очистки    ее методом обратного осмоса или ультрафильтрации потребитель получит воду с концентрацией солей    0,01 - 0,05 г/л. Следовательно существующие системы мембранных водоочистителей, которые    пропускают "только воду", создают риск патологии, связанной с потреблением чрезмерно    обессоленной воды. 

   Дефицит  микро- и ультрамикроэлементов  в организме может быть скорректирован  специальной    диетой. Однако некоторые микро- и ультрамикроэлементы воды практически незаменимы.  

   При работе  с водой минерализацией 0,1 - 0,5 г/л  через электрохимический реактор  установки "Изумруд"    проходит ток силой 0,3 - 0,4 А.  В этом случае общая минерализация  обработанной воды почти не    меняется, ионы тяжелых металлов  переходят в форму нетоксичных и труднорастворимых гидроксидов    и гидроксидоксидов, микробы, находящиеся в воде, разрушаются, органические вещества, а также    неорганические токсические соединения (в том числе нитраты и нитриты) подвергаются анодной    окислительной деструкции. Сильные неорганические окислители (в том числе хлор) и сверхактивные    радикальные частицы инактивируются в реакционно-вихревой и каталитической камерах.    Эффективность удаления активного хлора и хлор содержащих окислителей в установках "Изумруд" не    менее 90 %. 

   Некоторые  покупатели жалуются на присутствие  запаха хлора в воде, прошедшей  через установку. На    самом  деле это запах летучих сильных  окислителей, который воспринимается  как запах хлора. Период    жизни этих соединений не превышает  нескольких десятков минут, а концентрация их очень мала и не    создает токсикологического риска. Водоочистители "Изумруд" не всегда устраняют присутствующие в    воде запахи. Однако в этих случаях интенсивность запаха свидетельствует, что постороннее    газообразное вещество улетучивается. Достаточно подвергнуть очищенную воду выстаиванию в    обычной посуде в течение нескольких часов и посторонние запахи исчезнут. В зависимости от типа    установки очищенная вода меняет величину ОВП, при этом кислотно-щелочные характеристики    очищенной воды близки к нейтральным значениям (рН = 7). Высокий ОВП и ряд других    физико-химических условий в анодной камере электрохимического реактора исключают образование    токсических хлорорганических веществ и обеспечивают полную окислительную деструкцию диоксинов,    если они содержатся в водопроводной воде. Физиологически полезные микро- и ультрамикроэлементы    (кальций, калий, магний, литий, фтор и другие) не образуют под влиянием электрохимической    обработки нерастворимых соединений и остаются в составе питьевой воды. По данным лаборатории    фирмы Oaklend Calvert Consaltants, Ltd (Engl.) при содержании в исходной воде ионов серебра 68 мкг/л в    очищенной воде содержание ионов серебра составило 56 мкг/л, то есть потерь серебра не было. В то    же время токсичные ионы металлов (меди, железа, олова, алюминия, ртути, цинка, хрома удалялись на    85-99,9%. 

   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 ;  

сохранение нормального  количества биологически полезных микро- и ультрамикроэлементов.  

   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. 
 
 

Информация о работе Загрязнения внутренних водоемов