Мера: Форум сторонников КОБ 2006-04-26
Мера: Форум сторонников КОБВ этом выпуске:Нанотехнологии XXI века в очистке водыОпубликовано 25.04.2006 ВодаИзвестно, что более половины всех болезней людей связано с употреблением некачественной питьевой воды. Сейчас на Земле практически не осталось мест, где можно найти чистую природную воду, пригодную для питья. Горные ледники, некоторые подземные озёра, ключи и родники, Байкал, Антарктида и Арктика – вот, пожалуй, и всё. Что из этого доступно современному городскому жителю? Большие реки изпорчены промышленными стоками, дождевая вода содержит растворённые газообразные выбросы, вода из лесного озера или речки содержит огромное количество органики. Ученые считают, что питьевая вода хорошего качества увеличила бы среднюю продолжительность жизни современного человечества на 20–25 лет. Все больше людей в России понимают это, и поэтому не употребляют в пищу воду из-под крана, а либо покупают фильтры для воды, либо пользуются бутилированной водой. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека констатирует низкое качество питьевой воды в России. Около 19% проб воды из водопроводной сети не соответствует требованиям нормативов по санитарно-химическим и около 8% - по бактериологическим показателям. Серьезной проблемой являются водоразводящие сети, от 40% до 70% которых требуют замены. Из сообщения следует, что из общего числа зарегистрированных в 2004 году вспышек заболеваний, 77,3% носили "водный" характер и были связаны с неудовлетворительным состоянием систем водоснабжения. (РИА "Новости") Полная схема очистки питьевой воды системой муниципальных водоканалов России следующая:
Часто станции очистки воды используют сокращенную схему – либо без отстоя, либо без коагуляции, либо без песчаных фильтров, либо без ультрафиолета; при этом воду хлорируют всегда. Даже непрофессионалу ясно, что эффективно очистить воду, взятую из загрязненных источников (в Неву до сих пор сбрасывают неочищенные стоки, периодически происходят нефтеразливы или аварийные сбросы, и при этом Нева – один из наиболее чистых источников питьевой воды в России) по вышеуказанной схеме нельзя. Вода считается питьевой, соответствующей требованиям СанПина, если содержание загрязнений (органика, железо, мутность и др.) не превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). Следует учесть, что требования СанПина сильно занижены, они подогнаны под тот уровень очистки, который технически достижим Водоканалами. Нельзя же ведь, в самом деле, объявить, что в дома подается заведомо непитьевая вода! Но и при этом 80% воды в России не соответствует даже таким заниженным требованиям. Коагуляция (осаждение примесей) сульфатом алюминия делает воду более прозрачной, но в то же время неизбежно приводит к загрязнению воды остаточным алюминием, который замещает в костях человека кальций. Вы замечали у водопроводной воды металлический привкус? Это и есть остаточный алюминий, который, вместе с мельчайшей ржавчиной, появляющейся из-за старых труб, постоянно присутствует в обычной водопроводной воде. Ржавчина (трехвалентное железо) плохо выводится из организма, обладает канцерогенным воздействием, нарушает работу мозга. Хлорирование воды убивает бактерии, но приводит к загрязнению ее остаточным хлором и хлороорганикой. Если запустить рыбок в воду, набранную из-под крана, то они быстро сдохнут. А нам заявляют, что эта вода – питьевая… Воду бутилируют во всем мире. Качественная бутилированная вода, взятая из чистых природных источников, таких, как тающие ледники, стоит 40-60 руб. за литр, что значительно дороже, например, бензина. В России в любом магазине продается бутилированная вода по цене примерно 5 руб. за литр. Раньше производители писали на бутылках, что это вода – ключевая, сейчас обычно пишут честно – очищенная. Что же означает – очищенная? Широко известен только один метод глубокой очистки воды – так называемый «обратный осмос». Вода продавливается через мельчайшие мембраны, которые буквально отдирают от воды практически все растворенные соли и другие вещества, как полезные, так и вредные. В результате такой очистки получается дистиллированная или почти дистиллированная вода. Многие люди ошибочно полагают, что дистиллят – это и есть идеальная питьевая вода. На самом деле дистиллированная вода – это сильнейший яд. Человек может годами пить грязную воду с многократным превышением ПДК по меди, железу, даже ртути (посадить печень не так-то просто!), но с гарантией умирает в течение недели, если будет пить дистиллированную воду. Почему? Потому что вода, лишенная всех растворенных веществ, крайне активно начинает их вымывать из организма. Дистиллированная вода является не питьевой, а технической. Для того, чтобы ее можно было пить, дистиллят минерализуют, иначе говоря, добавляют некоторые полезные соли: кальция, магния, натрия. Но и при этом, обогащенная несколькими необходимыми для организма солями, минерализованная дистиллированная вода резко отличается от природной, в которой тысячи растворенных веществ и микроэлементов. Скажите, многие стали бы пить «минерализованную» бутилированную воду, если бы знали, что исходным веществом для нее является сильный яд – дистиллированная вода? Кроме того, как Вы думаете, выглядит процесс минерализации? На производстве стоит несколько капельниц, которые добавляют в дистиллят столько-то солей кальция, столько-то солей магния, столько-то солей натрия. Можно ли поверить, что эта аппаратура не дает сбоев и всегда идеально выдерживает заданные пропорции? Не логичнее ли предположить, что возможны сбои, когда идут, например, одни соли кальция или вообще ничего не идет? Но даже при идеальной работе механизма минерализации получается вода с содержанием очень малого числа полезных солей и с практическим отсутствием полезных микроэлементов, которые не докупить ни в одной аптеке. В силу вышесказанного, глубоко ошибаются те, кто считает, что покупка или заказ на дом бутилированной воды по 5 руб. за литр, решает проблему питьевой воды. Дистилляция воды с последующей минерализацией требует довольно больших затрат, на которые идут далеко не все производители «питьевой» воды. Выше шла речь именно о честных производителях, стремящихся выдержать заявленную технологию. На сегодняшний день около 80% бутилированной воды производится не по заявленной технологии. Например, следующим образом: гастарбайтеры из некоей солнечной страны в резиновых сапогах забираются в большую ванную, наполненную водой из-под крана, замешивают в нее коагулянт (осветлитель), дают воде отстояться и разливают по бутылкам, наклеив этикетку «Ключевая вода». О том, что в настоящее время в России производится и реализуется большое количество не соответствующей установленным требованиям питьевой воды, расфасованной в емкости, в том числе и для детского питания, говорится в постановлении от 6 апреля 2005 г. «Об усилении надзора за производством и оборотом минеральной и питьевой воды», подписанном главным санитарным врачом РФ Геннадием Онищенко и опубликованном на официальном сайте Федеральной службы по надзору в Сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. () Воду из-под крана пить нельзя, минерализованный бутилированный дистиллят в чем-то лучше (чище), в чем-то хуже (меньше полезных солей) водопроводной воды, о «поддельной» воде и думать не хочется. Возникает вопрос: нельзя ли глубоко очистить воду из-под крана иным, чем «обратный осмос», методом? Уголь, безусловно, очищает воду от широкого класса примесей, однако его сорбирующая (очищающая) способность и ресурс довольно невелики. Производители угольных фильтров дают настолько недостоверную информацию об их возможностях, что порой кажется, что они стремятся превзойти самого барона Мюнхаузена. – Зачем Вы говорите неправду о возможностях активированного угля? - спросил я как-то руководителя одной из крупных российских фирм-производителей фильтров. Так, в рекламе некоторых известных фильтров, указывается, что угольный фильтр способен в 100 раз уменьшить содержание в воде органических примесей. А на самом деле, новый угольный фильтр способен уменьшить содержание такого рода примесей только в два раза. Мельчайшую ржавчину (коллоидное трехвалентное железо) и остаточный алюминий активированный уголь не сорбирует, но об этом умалчивается. Горячую воду уголь не очищает вообще. Старый, долго изпользовавшийся, угольный фильтр начинает не очищать, а загрязнять воду: на входе вода лучше, чем на выходе. Так происходит потому, что из угольной массы начинает вымываться ранее скопившаяся в ней грязь. Уголь обладает еще одной неприятной особенностью – в нем хорошо размножаются бактерии. Именно поэтому производители угольных фильтров рекомендуют сохранять свою продукцию в холодильнике. Небольшие сорбционная способность и ресурс угольных фильтров, а так же тот факт, что некоторые примеси (гуминовые кислоты, коллоидные взвеси) уголь почти не сорбирует, не позволяют при помощи угля глубоко очистить природную воду. Если пропустить через угольный фильтр, например, неочищенную ладожскую воду, подаваемую по частично проржавевшим трубам, то окажется, что его ресурс равен нулю: на входе желтая непитьевая вода, на выходе – желтоватая вода, тоже непитьевая. Если бы уголь мог глубоко очистить воду, никто бы не прибегал к «обратному осмосу». Получается парадоксальная ситуация: обилие разного рода фильтров и множество видов бутилированной воды не решают проблему чистой питьевой воды. Эту проблему может решить только принципиально новая технология водоочистки – не песок, не коагуляция, не уголь и не «обратный осмос». Такая технология возникла в 1997 году, после изобретения новой, в природе не встречающейся и до того людям не известной, разновидности углерода – углеродной смеси высокой реакционной способности – УСВР. УСВР – углеродная смесь высокой реакционной способностиКак известно, углерод является самым распространенным элементом на Земле. До недавнего времени наука знала три модификации углерода – это графит (уголь), алмаз и так называемые карбины. УСВР – четвертая модификация углерода, не встречающаяся в природе и не известная людям до ее создания в 1997 году академиком РАЕН Виктором Ивановичем Петриком. Кристаллические решетки всех перечисленных материалов построены из одного и того же химического элемента – углерода. Различия между углем, УСВР и алмазом определяются принципиально различной их внутренней структурой. Перестраивая внутреннюю структуру, из одной модификации углерода можно получить другую. Известно, что если мы к частице графита применим давление в 80 тысяч атмосфер и нагреем ее до температуры в 1600С, то атомы углерода перестроятся из графитовой гексагональной плоскостной структуры в кубическую алмазную, т.е. мы получим настоящий алмаз. И наоборот, если мы нагреем в вакууме алмаз до температуры 1600С, то он превратится в кусочек обыкновенного графита. УСВР по своим свойствам так же резко отличается от графита, как графит – от алмаза. Суть открытия В.И.Петрика – получение углерода с принципиально новой внутренней структурой. Международной ассоциацией авторов научных открытий на основании результатов научной экспертизы заявки на открытие № А-191 от 3 января 2001 года подтверждено установление научного открытия «Явление образования наноструктурных углеродных комплексов» (автор открытия – В.И.Петрик, диплом № 163). Приставка «нано…» обозначает размер порядка 10 -9 метра. Углеродный нанослой – это слой, толщина которого составляет около 10 -9 метра. Такой атомарный углеродный слой называют графеном. Строение графита очень похоже на хорошо известный нам предмет, а именно – на обыкновенную настольную книгу, только страницами в случае графита являются графены. Атомы углерода в графенах расположены в виде шестиугольников (гексагоналов), поэтому и говорят, что графены имеют гексагональную структуру.  Структура графита Связи между графенами – слабые (когда мы пишем карандашом, то разрываем эти связи), их называют ван-дер-ваальсовыми связями. Связи между атомами в гексагоналах – сильные. Физики долгое время не верили, что В.И.Петрику удалось разорвать межатомарные (или, как их называют, ковалентные) связи, т.к. считалось, что они реально могут быть разорваны только в эпицентре ядерного взрыва. В.И.Петриком было синтезировано химическое соединение, способное к взрывообразному разложению. Это соединение способно проникать путем обычного смачивания в межслоевые пространства графита (СУС) и находиться в таком состоянии сколь угодно долго, никак себя не проявляя. Однако, достаточно взорвать некоторое критическое количество молекул этого соединения, и начнется настоящая цепная реакция. Запустить такую реакцию автокаталитического распада соединения можно, например, механическим воздействием, т.е. простым ударом, химическим воздействием, нагреванием до 150-200С, даже направленным мощным звуком. И при каждом взрыве заложенной молекулы от общей массы графита (СУС) отделяется один атомарный углеродный слой – графен. Выглядит фантастически, когда в результате неуправляемой(!) холодной(!) цепной реакции происходит радикальная деструкция СУС, и объем СУС (графита) увеличивается в 500 раз.  Процесс получения УСВР из СУС путем неуправляемой холодной цепной реакции Кусок графита превращается в легчайший черный пух, содержащий до 20% наноструктур. Наноструктуры, содержащиеся в УСВР – это не только графены, но и нанотрубки, ветвящиеся нанотрубки, нанокольца, нанофракталы. Представим себе, что мы оторвали от книги страницу и оставили ее в сухом месте. Спустя некоторое время высыхающая страница свернется в наиболее энергетически удобную для нее форму – форму трубки. Точно то же самое происходит и с графеном, отделенным от общей графитовой структуры – он сворачивается в нанотрубку.  Наноуглеродные кольца  Углеродные нанофракталы Взрывы молекул химического соединения разрывают не только ван-дер-вальсовы связи между графенами (в результате чего графит «распушается», увеличиваясь в 500 раз в объеме), но они также частично разрывают ковалентные связи между атомами углерода в самих графенах, в результате чего в массе УСВР образуется огромное количество свободных радикалов – ненасыщенных атомарных связей. В 1985 году американские ученые под руководством Р.Смолли в спектрах паров углерода обнаружили четкие пики, соответствующие кластерам, состоящим из 60 атомов углерода. Дальнейшие исследования показали, что эти кластеры в действительности являются индивидуальными молекулами. Эти молекулы были названы фуллеренами в честь американского архитектора Ричарда Фуллера, впервые построившего геодезический купол, состоящий из шести- и пятиугольников. Открытие новой формы углерода было удостоено Нобелевской премии, а удивительные химические и физические свойства фуллеренов вызвали не стихающий и по сегодняшний день «фуллереновый бум». Похоже на мистику, но факт: великий Леонардо да Винчи нарисовал для книги Луки Пачоли «О совершенстве мира», изданной в начале XVI века, совершенную молекулу, состоящую из 60 атомов и представляющую собой усеченный икосаэдр. Именно такой мы видим сегодня молекулу фуллерена – один к одному, имеет место полное соответствие (метрический инвариант) точек двух множеств. Предвидение длиной в 500 лет!  Рисунок совершенной молекулы Леонардо да Винчи  Таким мы видим фуллерен в ионном микроскопе Углеродные наноструктуры были открыты в процессе изучения свойств фуллеренов. Спустя шесть лет после открытия фуллеренов японский ученый Иджима, исследуя осадки, образующиеся на катоде при изпарении углерода в электрической дуге, обнаружил новые углеродные каркасные формы – нанотрубки. Открытие было настолько значимым, что Иджима до сих пор остается одним из наиболее цитируемых специалистов в области физики материалов. Фактически следует считать, что именно это открытие является началом открытия наномира, предсказанного великим американским ученым Ричардом Фейнманом. 30 лет назад в своей речи Р.Фейнман предсказал существование наномира, в котором многие физические и химические процессы протекают не по тем законам, которые нам так хорошо известны. Свою речь он закончил изящным призывом к изучению этого мира: «Господа, там внизу очень много места!». До сих пор нанотрубки получали так же, как их получил Иджима: конденсация паров углерода при дуговом или лазерном испарении в присутствии катализатора приводит к образованию каркасных углеродных структур, свернутых в один или несколько углеродных слоев. В зависимости от чистоты, нанотрубки, полученные этим или другими известными методами, стоят от $300 до $1000 за грамм. Обладая уникальными электрическими, химическими и механическими свойствами, нанотрубки создали целые направления в материаловедении, наноэлектронике, прикладной химии. В научной литературе приводятся наглядные примеры некоторых экзотических свойств нанотрубок. Например, нанотрубка в 50-100 тысяч раз тоньше человеческого волоса, и при этом, как показывают расчеты, канат из нанотрубок, протянутый от Земли до Луны, мог бы обеспечить прочностные характеристики для того, чтобы его использовать в качестве кабеля пассажирского лифта. А кабель от Земли до Луны из одиночной нанотрубки можно намотать на маковое зернышко! Однако при вышеуказанной стоимости нанотрубок, возможность, скажем, призводства бронежилетов весом в десяток грамм, кажется безперспективной. Именно поэтому такое значение имеет описанный выше принципиальной новый способ производства наноуглеродных структур, разработанный В.И.Петриком. Только этот способ на сегодняшний день по ценовым и количественным характеристикам является промышленным. Без преувеличения можно сказать, что Научный центр академика РАЕН Петрика В.И. имеет сейчас в десятки тысяч раз больше углеродных наноструктур, чем весь остальной мир.  Процесс сворачивания углеродного слоя в нанотрубку  Нанотрубки в УСВР УСВР химически инертен, электропроводен, гидрофобен (краевой угол смачивания более 90 градусов), устойчив к агрессивным средам, экологически чист. Содержание углерода не менее 99,4%, насыпная плотность – 0,01 – 0,001 г/куб.см (в зависимости от способа изготовления). Удельная поверхность – 2000 кв.м на 1 г. Диапазон рабочих температур: от -60 град.по Цельсию до +3000 град.по Цельсию. Возврат присоединенного вещества – до 98%. Отметим, что метод деструкции графита путем разрыва ван-дер-ваальсовых связей был известен с 40-50 годов ХХ в. Этот метод вкратце сводится к следующему: СУС смачиваются серной кислотой с окислителями – азотной кислотой, перекисью водорода, бихроматом калия и пр., затем полученная масса за 2-3 секунды нагревается до 2000С (термоудар). Молекулы серной кислоты при столь резком нагревании не успевают изпариться, и резкое увеличение от нагревания объема серной кислоты «распушает» СУС, в результате чего получается вещество, внешне похожее на УСВР, которое называют терморасширенным графитом (ТРГ). Отличить УСВР от ТРГ можно по запаху: УСВР не имеет запаха, а ТРГ имеет сильный кислотный запах (остатки серной кислоты из массы ТРГ никоим образом не удалить). Кроме того, ТРГ – серый, тогда как УСВР имеет глубокий черный цвет. Заметим, что, несмотря на увеличение сорбирующей способности ТРГ по сравнению с «нераспушенными» углеродными соединениями (за счет большой сорбирующей поверхности), ТРГ как сорбент запрещено применять во многих странах, - именно из-за остатков кислот, которые не удаляются даже при высокой температурной обработке. Активность этих остатков так велика, что ТРГ транспортируют в антикоррозийных контейнерах. Некоторые люди, услышав про УСВР, считают, что УСВР – примерно то же самое, что ТРГ. Это – принципиально не так. ТРГ – это не новая модификация углерода, это уже известная модификация – графит, только «распушенный», резко увеличенный в объеме за счет разрушения ван-дер-ваальсовых связей. Ковалентные связи между атомами углерода в ТРГ сохраняются. Аналитический центр химического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова провел сравнительный анализ сорбционных свойств УСВР и ТРГ (см. табл.1), и в экспертном заключении (подписанном 20.10.2000 г. руководителем центра профессором Шпигуном О.А.) по данным такого анализа сделал вывод, что «УСВР обладает существенно более высокими сорбционными показателями по всему ряду компонентов…, поэтому УСВР является уникальным сорбентом для комплексной очистки как питьевой воды, так и промстоков».
Из таблицы следует, что ТРГ тоже сорбирует, но до УСВР ему очень и очень далеко. К тому же остатки серной кислоты… Частично разорванные ковалентные связи образуют в массе УСВР огромное количество ненасыщенных межатомарных углеродных связей по периметру гексогоналов углерода. Эти ненасыщенные межатомарные углеродные связи (свободные радикалы) при контакте с очень широкой группой веществ (можно сказать – со всеми нерастворимыми и некоторыми растворимыми в воде примесями) удерживают их в массе УСВР, пропуская молекулы воды. Лучше всего удерживаются примеси, родственные УСВР по химическому составу (основа – углерод), например, нефтепродукты и эфирорастворимые вещества. Очень важно, что УСВР не вступает в химические реакции с сорбируемыми веществами, иными словами, в отфильтрованной воде не может быть никаких веществ, которых не было на входе: может быть сама УСВР в незначительных количествах, которую не удержали прокладки (это не страшно, т.к. УСВР можно принимать внутрь), могут быть в незначительных количествах те или иные не до конца сорбированные примеси, но чего-то третьего, каких-то веществ, образовавшихся в результате химической реакции УСВР и тех или иных примесей (или химической реакции между самими примесями, где катализатор – УСВР) быть не может. Хотя УСВР удерживает примеси за счет свободных радикалов на молекулярном и атомном уровнях, так сказать, электрохимическими методами (а не просто чисто механически), но при этом в химические реакции не вступает. Связь УСВР и сорбируемых примесей достаточно прочная для того, чтобы их задержать в массе УСВР, но при этом достаточно слабая, чтобы при определенных условиях отделить примеси от УСВР. Так, например, УСВР, поглотивший нефть из нефтесодержащей воды (1 г УСВР поглощает примерно 80 г нефти), может быть регенерирован простым отжимом (пресс, центрифуга и др.). После отжима УСВР на 30-40% теряет сорбирующую способность (часть нефти останется в массе УСВР), но способен «работать» и дальше. Научно-исследовательский институт физики фуллеренов и новых материалов получил следующие данные:
В 2004 году лаборатория Sierra Analitical Labs.Inc. (США, Калифорния) провела сравнительный анализ сорбционной емкости УСВР и лучшего вида кокосового гранулированного активированного угля (ГАУ) из активированных углей, представленных на американском рынке (см. табл.3).
*Сорбционная емкость зависит от вязкости вещества. Из табл.3 видно, что 1 грамм УСВР превосходит 5 граммов ГАУ по сорбционной емкости в среднем более чем в 30 раз! При смачивании УСВР образует массу, обладающую огромным гидравлическим сопротивлением, которое намного выше, чем, скажем, у активированного угля. В этой массе, как в очень плотно сплетенной сети «запутываются» – чисто механически – даже самые мелкие взвеси. Это означает, что масса УСВР толщиной в несколько сантиметров работает не только как сорбент, удерживая примеси при помощи ненасыщенных межатомарных углеродных связей, но и как фильтр, чисто механически удерживая даже мельчайшие примеси и взвеси. В этой второй своей ипостаси УСВР-фильтр работает подобно мембранным бытовым фильтрам типа «Аквафора». Подобно – не значит, что также, нет – намного лучше. Дело в том, что мембраны удерживают примеси только плоскостью (или несколькими плоскостями), а УСВР удерживает их объёмом. Пример. В объединении садоводств «Дунай» (Всеволожский район, Ленинградская область) подаваемая по частично проржавевшим трубам питьевая вода имеет желтый цвет за счет не только гумуса, но и нерастворенного в воде трехвалентного железа (ржавчины). Эта ржавчина состоит из настолько мелких частиц, что удержать их можно лишь мембраной с ячейками размером 0,3 микрона. Стоящий на очистке этой воды мембранный фильтр засорился уже через 50 литров и перестал пропускать воду. Стоящий рядом УСВР-фильтр полностью очистил воду от всех примесей, в том числе и от мелкой ржавчины, в объеме 25 куб.м. Чтобы засорить мембрану или систему мембран мелкими и мельчайшими примесями, достаточно пропустить через них объем воды, на несколько порядков меньший, чем для того, чтобы засорить объемный УСВР-фильтр. Мембранные фильтры не только необходимо регулярно промывать (ясно, что система обратной промывки резко удорожает очистку воды), но и менять значительно чаще, чем картриджи УСВР-фильтров, не требующие никакой промывки. Работа УСВР в ипостаси фильтра позволяет – и многим это кажется парадоксальным – очищать воду от микроорганизмов – бактерий и вирусов. Дело в том, что микроорганизмы не могут плавать в воде подобно рыбам или пловчихам в бассейне, им обязательно нужно «сесть» на микроплотик – какую-нибудь мелкую взвесь. Поскольку УСВР удерживает любые, даже самые мелкие взвеси, то вместе с ними удерживаются и любые микроорганизмы: они остаются в толще УСВР, а вода очищается от любых бактерий и вирусов. Однако, микроорганизмы, находящиеся в разветвлённой структуре УСВР, могут продолжать размножаться. Поэтому для того, чтобы микроорганизмы не размножались в толще УСВР, следует применить те или иные меры, например – как это делается в УСВР-фильтрах для питьевой воды – посеребрить УСВР. Посеребренный УСВР обладает огромным преимуществом по сравнению с иными посеребренными сорбентами (например – с посеребренным активированным углем) не только в эффективности защиты от бактерий и вирусов (мимо посеребренного угля микроорганизм еще может проскочить на своем «плотике», мимо УСВР не проскочишь), но и в том, что серебро (ионы серебра) очень мало вымывается в отфильтрованную воду (после посеребренного УСВР в воде обнаруживается всего 0,005 мг/л серебра при ПДК в 10 раз большем, т.е. 0,05 мг/л). Это и понятно, т.к. серебро (как и любая другая примесь) удерживается в массе УСВР. Через уголь мельчайшие частички серебра пройдут в отфильтрованную воду (а это – загрязнение ее тяжелыми металлами), через УСВР – нет. УСВР в качестве и сорбента, и фильтра наголову превосходит всё известное в мире в области водоочистки. При однократной фильтрации питьевой воды мутность уменьшается в 25-60 раз, количество взвешенных частиц – в 10-30 раз, достигается высокая степень удаления сульфатов, сульфидов, фторидов, хлоридов, нитритов, аммонийного азота, железа, цинка, меди, алюминия, марганца, свинца, молибдена, свободного хлора. УСВР обладает уникальным свойством: после прохождения раствора через слой УСВР толщиной в 10-15 см, такой важный показатель, как биологическое потребление кислорода (БПК) уменьшается в два раза. Только специальные бактериальные фильтры способны действовать подобным образом. При этом стоимость такого, даже маломощного, (проток 2 л/мин) фильтра «PENTA PURE» американского производства составляет около 1000 долларов США. Сравнительный анализ некоторых характеристик УСВР-фильтра и фильтра «Барьер» (США) выявил превосходство первого над вторым по уменьшению следующих показателей:
В ряде случаев превосходство УСВР-фильтров над другими видами фильтров является даже не кратным, а абсолютным. Так, например, ни один в мире фильтр не в состоянии полностью очистить воду от гумуса. УСВР-фильтр может, а другие фильтры не могут сделать питьевой гумусовую (болотную) воду – преимущество абсолютно. При очистке УСВР-фильтрами промышленных стоков было установлено, что они поглощают нефтепродукты и эфирорастворимые вещества до уровней, ниже, чем уровень ПДК (кратность очистки более 1000). УСВР эффективно удаляет многие катионы, в том числе меди (в 30 раз), железа (в 3 раза), аммония (в 2-3 раза), ванадия (в 5 раз), марганца (в 2 раза), фосфатов (в 35 раз), органические и неорганические анионы, в том числе сульфиды (в 6 раз), фториды (в 5 раз), нитраты (в 3 раза), уменьшает концентрацию взвешенных частиц более чем в 100 раз. Только очень немногие комплексные промышленные фильтрующие агрегаты (состоящие из трех и более различных фильтров) обладают такой универсальной способностью – одновременно очищать сточные воды от анионов, катионов и органических веществ. УСВР хорошо очищает воду от нерастворенных примесей и плохо – от растворенных. Если бы УСВР хорошо удаляла из воды и истинные растворы, то ее нельзя было бы использовать для очистки питьевой воды: в результате получился бы дистиллят. Суть в том, что в воде, прошедшей УСВР-фильтрацию, сохраняются натуральные соли и микроэлементы. То, что растворено в воде, обычно проскакивает через УСВР-фильтр (за рядом изключений, например, УСВР частично задерживает растворенные в воде крупные молекулы органики). Но в воде есть и вредные растворенные примеси. Для того, чтобы очистить воду от растворенных в ней примесей, их, перед пропусканием воды через УСВР-фильтр, следует перевести в нерастворенную форму. Например, для понижения содержания в воде солей кальция и магния (жесткости), а также – двухвалентного (растворенного) железа, можно предварительно использовать фильтр с ионно-обменными смолами, т.е. поступить так же, как это и делается во всем мире. УСВР-фильтры обеспечивают принципиально новый уровень водоочистки, при котором вода становится не только кристально чистой, Доказано, что УСВР оказывает лечебное воздействие не только при нанесении на раны, ожоги, трофические язвы, но и при приеме внутрь. Исследования проводили ученые Военно-медицинской академии (СПб), института Скорой помощи им. Джанелидзе (СПб), ФГУП «Центр экстремальной медицины (Москва). В Российском кардиологическом центре Министерства здравоохранения РФ были проведены испытания сорбционных свойств УСВР в процессе очистки плазмы крови. Установлена эффективность УСВР в сорбировании из плазмы мочевой кислоты (уровень снижения показателей – более 50%). Отмечена тенденция к снижению уровня креатинина (метаболита азотистого обмена). Ранозаживляющий эффект порошка УСВР приводит к значительному снижению летальных исходов, к сокращению сроков острого воспаления, к созданию раневой среды, неблагоприятной для активной вегетации микробной флоры. Есть все основания полагать, и исследования в этом направлении продолжаются, что аналогичное воздействие оказывает и вода, прошедшая через УСВР-фильтр. Выше мы показали, насколько резко изменяются свойства углерода в зависимости от изменения его внутренней структуры. Аналогично, и свойства воды сильно зависят от ее внутренней структуры. На вопрос: «Сколько молекул в озере?», можно смело ответить: «Одна». Это одна огромная молекула. Таковы фантастически прочные водные межмолекулярные связи. УСВР-фильтрация воды частично разрушает водные межмолекулярные связи, или, можно сказать, частично разбивает водные кластеры. В силу этого резко увеличивается поверхность и, следовательно, биологическая активность принимаемой внутрь воды. Специальные исследования, проведенные в Санкт-Петербургском научно-исследовательском институте физической культуры, показали, что вода, получаемая путем УСВР-фильтрации обыкновенной водопроводной воды, приобретает «нечислящиеся» как за водопроводной, так и за бутилированной водой свойства: повышать работоспособность, способствовать процессам эффективного восстановления энергетики организма после физических нагрузок, повышать иммунитет организма. Люди, систематически принимающие обычную водопроводную воду после УСВР-фильтрации, практически перестают болеть гриппом и другими инфекционными заболеваниями (следствие повышения иммунитета), у них нормализуется давление. У некоторых людей даже – пока не известно, почему – улучшается слух! Букет цветов в УСВР-отфильтрованной воде стоит в несколько раз дольше, чем в любой другой воде. В пользу УСВР-отфильтрованной воды говорят такие объективные свидетели, как кошки и собаки. Если животному предложить на выбор несколько чашек, в которые налита водопроводная, любая бутилированная и УСВР-вода, то оно безошибочно выберет последнюю. Чашки можно поменять, налив, например, УСВР-воду в ту чашку, где раньше была бутилированная вода, но результат не изменится: имея выбор, животное будет пить только УСВР-воду. Известно, что аквариумную воду надо менять раз в неделю. Для этого водопроводную воду нужно отстаивать несколько дней в отдельной емкости. Замечено, что аквариумные рыбы (и маленькие, и большие) замечательно себя чувствуют в воде, отфильтрованной через УСВР (отстаивать ее для этого не требуется), и менять воду можно в 2 раза реже! УСВР-фильтрация изменяет внутреннюю структуру воды и в более глубоком смысле (это изменение не сводится только к разбиванию водных кластеров).
O+
/α\
/ \
/ \
/ \
/_________\
H- H-
Угол α в идеально чистой природной воде (например, в воде из тающих горных ледников) равен 108. Это не случайно, ибо при α = 108 соотношение отрезков ОН/НН равно «золотой пропорции», т.е. 0,618. Если α равен даже 109 или 107 (т.е. незначительно отклоняется от 108), то свойства воды резко ухудшаются. Поразительно, но УСВР-фильтрация воды делает угол α равным именно 108! Видимо, именно поэтому вода после УСВР-фильтрации приобретает специфический голубой цвет (даже если изходная вода была желтой и ржавой), именно такой цвет, который имеет вода из тающих горных ледников. Отметим в скобках, что дистиллированная вода – безцветная. Сегодня определены области применения УСВР, где ее превосходство над конкурирующими материалами безусловно и, в ряде случаев, достигает порядковых величин.
УСВР рекомендована:
В 2000 году, в соответствии с решением руководства Войск радиационной, химической и биологической защиты Министерства обороны Российской Федерации, были проведены научные изследования возможности использования УСВР при обезпечении безопасности процессов уничтожения химического оружия.
Материал УСВР легко регенерируется и не требует утилизации в обычном понимании, поскольку, после многократного использования, может прессоваться в брикеты и сжигаться как высококалорийное топливо, соответствующее, по теплотворной способности, лучшим образцам каменного угля. Фильтры «ГЕРАКЛ»Фильтры «Геракл», названные в честь эллинского героя, очистившего Авгиевы конюшни, в промышленных масштабах производит ООО «ВИП» при Научном центре академика РАЕН В.И.Петрика и ПК НПК «Автоматизация» (Санкт-Петербург). ООО «ВИП» разработаны модели фильтров на основе УСВР, как для очистки и доочистки питьевой воды, так и для фильтрации промышленных стоков различной производительности. На УСВР имеется санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.01.03.216. П.29141.12 от 16.12.04, позволяющее использовать УСВР в качестве загрузки как фильтров для очистки (доочистки) питьевой воды, так и фильтров для очистки промышленных стоков. Фильтры «Геракл» делятся на два класса – наливные и напорные. Фильтр изготавливается в форме воронки, которую можно вставить в любую емкость-накопитель (канистру, кувшин, чайник, банку и т.п.). «Геракл» - воронка более функционален, чем наливные фильтры других производителей, у которых фильтрующий картридж жестко привязан к емкостям для грязной и чистой воды. Объём фильтрующего вещества в «воронке» в 2 раза больше, чем в картриджах других производителей, и это при многократном превосходстве УСВР над любыми другими наполнителями таких картриджей. «Геракл» - воронку удобно брать с собой в командировку, в турпоход, в больницу и т.п. «Геракл»-воронка способен сделать питьевой воду, взятую практически из любого природного источника – реки, озера, ручья и т.п. По данным Череповецкого водоканала, результаты фильтрации воды, взятой из реки Шексна следующие:
Как видно из таблицы, «Геракл»-воронка из неочищенной речной воды позволил получить не просто питьевую воду, все показатели которой ниже ПДК, но питьевую воду очень высокого качества. Фильтр «Геракл» заполнен медицинским УСВР, покрытым серебром, что придает ему бактерицидные свойства. Он удерживает все микропримеси, на которых «сидят» бактерии и вирусы, а значит, и этих последних. Серебрение УСВР производится для того, чтобы предотвратить размножение микроорганизмов в толще самого фильтра. При этом очень важно, что серебро, находящееся внутри фильтра, практически не вымывается в отфильтрованную воду: содержание в ней серебра – 0,005 мг/дм3, т.е. 0,1 ПДК.  Фильтр «Геракл»-воронка  Фильтр «Геракл»-воронка в разрезе Характеристики наливного бактерицидного фильтра «Геракл»-воронка Производительность – до 10 л/час. По мере накопления загрязнений в толще фильтра его производительность падает. При этом накопившиеся загрязнения не вымываются в отфильтрованную воду, т.к. свободные радикалы УСВР удерживают их, можно сказать, «силой». Когда фильтр изчерпывает свой ресурс, он просто перестает пропускать воду – самозапирается. Поэтому «Гераклу» не нужен счетчик воды: если вода из него еле-еле капает, фильтр просто меняется. Ресурс – 800 л. для средней по загрязненности питьевой воды. Ресурс падает пропорционально количеству загрязнений в изходной воде. Ресурс для сильно загрязненной воды – 200 л. Это наиболее дешевый вариант наливного УСВР-фильтра, который можно изготовить из любой пластиковой бутылки ёмкостью от 1 литра, по ресурсу и производительности не уступающий заводскому варианту «Геракла» - воронки. В комплект поставки фильтра «Сделай сам» входят набор специальной фильтрующей ваты и пакет с посеребрённым УСВР в герметичной упаковке. Фильтрующая вата заранее разделена на куски, которые просто вставляются в пластиковую бутылку. На первый слой фильтрующей ваты насыпается слой УСВР, на него добавляются ещё два слоя ваты и этот «бутерброд» прижимается отрезанным донышком от бутылки, в котором предварительно проделываются отверстия. Процесс изготовления фильтра «Сделай сам» занимает не более одной минуты. Фильтр «Сделай сам» собирается по следующей схеме: Фильтр «Сделай сам» Фильтр «Сделай сам» незаменим в тех случаях, когда за короткое время нужно изготовить сотни тысяч и миллионы наливных фильтров, например, для того, чтобы обезпечить чистой питьевой водой районы стихийных бедствий. Характеристики фильтра «Сделай Сам» те же, что и у фильтра «Геракл» - воронка. Различие только одно: чем больше пластиковая бутылка (канистра), из которой сделан фильтр, тем выше его производительность. Так, фильтр, сделанный из пластиковой 5-литровой канистры, способен отфильтровать за час до 60 литров воды. Разсказывает Надежда Воинова, менеджер крупной строительной корпорации (Санкт-Петербург): Когда мы поставили в нашем отделе фильтр «Геракл-воронка», к нам стали приходить люди из других отделов, каждый день – набрать воды. Через три или четыре месяца фильтр засорился и мы купили обычный бытовой фильтр. Странно, но через некоторое время люди к нам приходить перестали… Картриджи для корпусов фильтров «Вig Вlue» 10” и 20”, работающих под давлением Корпуса фильтров «Big Blue» 10” и 20” разпространены по всему миру. К этим фильтрам выпускаются и картриджи, однако для УСВР-засыпки они не годятся. ООО «ВИП» изготавливает под типовые корпуса «Big Blue» 10” и 20” картриджи с УСВР-заполнением. Их рекомендуется использовать для очистки питьевой воды для кухни, ванны, кафе, школы, детского сада, коттеджа и т.д.  Фильтры «Вig Вlue» 10” Фильтры «Вig Вlue» 20”  Картриджи “Геракл” к ним производства ООО “ВИП” Характеристики фильтров “Геракл”, работающих под давлением от 1 до 6 атмосфер и изготовленных на базе корпусов «Big Blue 10” и 20” Производительность максимальная: 0,5 куб.м/час для «Big Blue 20”» и 0,25 куб.м/час для «Big Blue 10”». Производительность оптимальная: 0,25 куб.м/час для «Big Blue 20”» и 0,125 куб.м/час для «Big Blue 10”». Ресурс для очистки питьевой воды среднего качества – 20 куб.м для «Big Blue 20”» и 10 куб.м для «Big Blue 10”». Производительность и ресурс падают пропорционально среднему количеству примесей в подаваемой на вход воде. Для увеличения производительности и ресурса рекомендуется перед УСВР-фильтрами поставить фильтр грубой очистки, например, песчаный или мембранный. Напорные фильтры «Геракл», так же как и наливные, являются самозапирающимися: если очищенная вода начинает еле-еле течь (т.е. возникает резкая потеря давления на фильтрах), то их картриджи следует заменить. Так же как и наливные фильтры, напорные фильтры «Геракл», работающие под давлением, не могут выделять скопившиеся в картриджах загрязнения в отфильтрованную воду. Безкорпусные фильтры «Геракл» состоят из двух коаксиальных цилиндров, изготовленных из пористого полиэтилена, между которыми находится УСВР с серебряным покрытием. Если внутрь маленького цилиндра подать под давлением грязную воду, то она пройдет через его поры (причем этот цилиндр сыграет роль фильтра грубой очистки), пройдет через слой УСВР и выйдет через поры большого цилиндра. Безкорпусный фильтр «Геракл» следует для сбора чистой воды поместить в любую емкость-накопитель.  Очистка теплой воды для ванны бескорпусным фильтром «Геракл» Характеристики безкорпусных фильтров «Геракл» Производительность: 0,5 куб.м/час, 1 куб.м/час, 1,5 куб.м/час, 2 куб.м/час (для фильтров высотой 250, 500, 1000 и 1500 мм соответственно). Ресурс: для очистки средней по качеству питьевой воды 20 куб.м, 40 куб.м, 80 куб.м, 120 куб.м (для фильтров высотой 250, 500, 1000 и 1500 мм соответственно). Бескорпусные фильтры «Геракл» удобны для людей, которые хотят сэкономить деньги на корпусе, а также в тех случаях, когда при помощи погружного насоса требуется очистить воду, взятую из любого водоема. Промышленные фильтры «Геракл» производительностью от 2 куб.м/час могут быть изготовлены из некоторых существующих корпусов: нужно поставить более плотные прокладки (чтобы УСВР не вымывалась) и заполнить их УСВР. Но наиболее эффективны промышленные фильтры, разработанные специально под УСВР-заполнение.  Запатентованный промышленный УСВР-фильтр, изготовленный из нержавеющей стали  Запатентованный промышленный УСВР-фильтр, изготовленный из нержавеющей стали (схема) В корпус 1 снизу подается исходная вода через разсеиватель 2, которая, проходя через слои гравия 3, кварцевого песка 4 и УСВР 5, поступает через цилиндр из пористого полиэтилена 6 в трубку из нержавеющей стали 7 (гофрированную в той своей части, которая находится внутри указанного цилиндра). Производительность – до 3 куб.м/час. Ресурс для очистки средней по качеству питьевой воды – 250 куб.м. Промышленные фильтры «Геракл» могут быть использованы для производства бутилированной воды высшего качества, поставлены в подвале жилого дома или гостиницы, применены в системе водоподготовки предприятий пищевой промышленности. Очень важно подчеркнуть, что УСВР-фильтры могут очищать и горячую воду. Активированный уголь горячую воду вообще не чистит, и в этом смысле УСВР его превосходит не в разы, а абсолютно! В тех случаях, когда требуется получить большое количество питьевой воды (например, водоснабжение жилого дома требует от 5 до 15 м3.час), даже огромный ресурс промышленных фильтров «Геракл» недостаточен. В этих случаях предусмотрена частичная регенерация их УСВР-загрузки путем обратной промывки: вода подается сверху и уходит снизу в дренаж. Таким образом из УСВР частично удаляются механические примеси и даже крупные молекулы сорбированной из воды растворенной органики. После регенерации путем обратной промывки промышленный УСВР-фильтр способен и дальше очищать воду до уровня требований СанПина к питьевой воде. Однако, регенерированная таким образом УСВР-загрузка не всегда способна очистить воду до уровня требований, предъявляемых к бутилированной воде первой и высшей категорий. Промышленные УСВР-фильтры могут быть изготовлены также и из полиэтилена низкого давления. Все вышеперечисленные модели фильтров пригодны и для очистки промышленных стоков. Достаточно привести безкорпусный фильтр, который умещается в багажнике автомобиля, подать в него погружным насосом воду из выпускного коллектора любого промышленного предприятия, и по всем основным показателям промышленные стоки будут соответствовать норме. В настоящее время в России не особо следят за очисткой промышленных стоков. Предприятия в худшем случае отделываются штрафами, сбрасывая стоки с огромным превышением ПДК по большинству показателей либо в канализацию, либо в естественные водоемы. Поэтому УСВР-фильтрация промышленных стоков представляет интерес прежде всего для стран, где за экологией следят соответствующим образом. В очистке нефтесодержащих (например, льяльных) вод возможности фильтров «Геракл» просто уникальны. Магистральный фильтр «Геракл» способен за однократную фильтрацию уменьшить содержание нефтепродуктов в воде с 1600 мг/л до 0,3 мг/л! В странах, где следят за очисткой воды от нефти, например, в портах, на эту очистку тратятся огромные деньги. Довести содержание нефтепродуктов до 1 мг/л (норма в западных странах) крайне сложно. Центрифуга очистит нефтесодержащую воду до 15 – 30 мг/л. Но после центрифуги в воде останется коллоидная нефть. Чтобы ее убрать, требуется многокаскадное сооружение. При этом УСВР-фильтр практически полностью удалит из воды любые, в том числе коллоидные нефтепродукты. Звучит фантастически, но факт: для того, чтобы очистить все льяльные воды, скажем, Хельсинского порта, достаточно привезти с собой безкорпусные фильтры «Геракл», которые уместятся в легковом автомобиле! При этом, конечно, льяльные воды должны быть подвергнуты предварительно грубой очистке при помощи центрифуги. Все вопросы, связанные с производством фильтров «Геракл» и системами очистки воды на их основе Вы можете задать ООО «ВИП» при Научном центре академика РАЕН В.И.Петрика или главному конструктору фильтров «Геракл» доценту А.Ф.Кудряшову; по вопросу приобретения фильтров можно обращаться так же в штаб Санкт-Петербургского регионального отделения Концептуальной партии "Единение". Тел.8-901-300-27-86, E-mail: ooovip @ yandex.ru Фильтры "Геракл", как наливные, так и напорные, соответствуют всем государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам. (Санитарно-эпидемиологическое заключение Государственной санитарно-эпидемиологическая службы Российской Федерации N78.22.62485.П.000511.02.05 от 04.02.2005 г. ; Сертификат соответствия N POCC RU.АЯ56.В11814 от 28 .02.2005) Материал представлен главным конструктором фильтров «Геракл» ООО «ВИП» при Научном центре академика РАЕН В.И.Петрика доцентом А.Ф.Кудряшовым
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| В избранное | ||
