Меню Рубрики

Установки изумруд для активной обработки очищения воды

Описание установки «ИЗУМРУД»

Установки для очистки воды «Изумруд» — это новое поколение водоочистителей, принцип действия которых основан на использовании электрохимических методов обработки питьевой воды, методов, которые ведущими специалистами мира признаются сегодня наиболее перспективными и экологически безопасными для очистки воды. «Изумруд» — это не улучшенный вариант фильтра для воды, а принципиально новый способ очистки воды с помощью электричества.

В настоящее время выпускаются водоочистители-активаторы «Изумруд» бытового назначения производительностью 60 л/час и промышленного назначения производительностью 250, 500 и 1000 л/час.
В установке «Изумруд» очистка воды основана на использовании процессов окисления и восстановления, благодаря которым разрушаются и нейтрализуются все токсические вещества в природе. Процессы очистки воды в водоочистителе-активаторе «Изумруд» состоят из нескольких стадий, разделенных в пространстве и во времени, различных по виду активного воздействия на воду и содержащиеся в ней примеси. Это обеспечивает высокую эффективность и экологическую безопасность процессов очистки воды в водоочистителе «Изумруд» в сравнении с другими известными методами. Высокое качество очистки воды на установке «Изумруд» обеспечивается способностью его электрического процессора уничтожать все группы загрязнителей, обычно присутствующие в водопроводной воде, сохраняя при этом необходимые человеческому организму вещества. Водоочиститель-активатор «Изумруд» не отфильтровывает содержащиеся в воде загрязнители, не задерживает и не накапливает их. Он уничтожает или превращает токсичные вещества в нейтральные соединения, не опасные для человеческого организма. Идеология очистки воды в установке «Изумруд» кратко формулируется следующим образом: очистка в активных установках «Изумруд» обеспечивает удаление из воды всего, что вредно и чуждо организму человека (ксенобиотики) и сохраняет все то, что полезно и не вредно, при этом в «Изумруде» нет сменных элементов и его следует только периодически очищать от отложений, которые образуются в процессе работы, но не ухудшают качество очистки воды, а лишь затрудняют ее проток. Вода, проходя по водопроводу, приобретает негативную энергетическую информацию, которая способствует возникновению нервных расстройств и заболеваний. Только установки для очистки воды «ИЗУМРУД» способны нейтрализовать (стереть) негативное энергетическое воздействие и придать воде положительную энергетическую информацию. «Изумрудная вода» превосходит по своим питьевым качествам воду высокогорных Альп, обладает множеством целебных свойств. Например, способствует растворению камней в почках и желчных протоках, не хуже лекарств помогает справиться с изжогой, снижает интенсивность аллергических реакций и дерматозов, уменьшает костно-суставные боли. Многочисленные клинические испытания «изумрудной воды» в медицинских учреждениях и НИИ доказали благоприятное воздействие ее на профилактику, протекание и лечение большинства из наиболее распространенных болезней желудочно-кишечного тракта, пищевода, печени, почек, мочеточника, а также других важных систем жизнедеятельности человека. Улучшая обмен веществ, «изумрудная вода» обладает общеукрепляющим и тонизирующим действием, положительно влияет на больных с астеническим синдромом, развившимся в результате психофизического напряжения. У людей, употребляющих «изумрудную воду» повышается общий иммунитет. Поэтому в каждом технологическом процессе очистки воды в любой из модификаций установок ИЗУМРУД включена следующая последовательность технологических процессов очистки:
1. Обработка воды в катодной камере электрохимического реактора с целью перевода ионов тяжелых металлов в нерастворимые гидроксиды и придания воде свойств антиоксиданта.
2. Удаление гидроксидов тяжелых металлов во флотационном реакторе.
3. Обработка воды в анодной камере электрохимического реактора с целью уничотжения микроорганизмов и микробных токсинов, окислительной деструкции органических соединений, придание воде свойств активного переносчика кислорода.
4. Обработка воды в каталитическом реакторе с целью превращения хлорсодержащих оксидантов, образовавшихся во время анодной обработки воды, в гидропероксидные соединения.

ОБЩЕЕ ПРАВИЛО: установка ИЗУМРУД любой модификации позволяет получить чистую и полезную для здоровья воду. Чем больше стадий очистки в установке ИЗУМРУД, тем при прочих равных условиях качество воды и ее физиологически функциональные свойства лучше.

Технологический процесс САПФИР-М, кроме указанных выше базовых стадий обработки воды, включает дополнительно еще одну стадию — обработку воды, выходящей из анодной камеры электрохимического реактора в реакторе смешения, что позволяет увеличить время воздействия образовавшихся в анодной камере оксидантов на органические примеси в воде, микроорганизмы и микробные токсины и, соответственно, усилить эффект очистки воды от этих компонентов.

Технологический процесс АГАТ-М, включает шесть стадий очистки воды. Он отличается от процесса САПФИР-М одной дополнительной стадией — обработкой воды, выходящей из флотационного реактора в электрокинетическом реакторе — устройстве, которое позволяет извлекать из воды мельчайшие частички гидроксидов тяжелых металлов, т.е. частички, которые принципиально невозможно извлечь во флотационном реакторе из-за их малых размеров. Это изменение технологической схемы позволяет также усилить эффект очистки в отношении ионов двух- и трехвалентного железа.

Технологический процесс ТОПАЗ-М включает восемь стадий обработки воды и в отличие от процесса АГАТ-М предусматривает применение не одного, а двух последовательно включенных электрохимических реакторов, что позволяет усилить эффективность обработки воды с целью придания ей антиоксидантных свойств, т.е. повысить физиологическую функциональность воды.

Технологический процесс КВАРЦ, включает шесть стадий обработки воды, так же, как в процессе АГАТ-М, используется один электрохимический реактор, однако, существенным отличием является то, что после анодной обработки, вода поступает не в реактор смешения, как в процессе АГАТ-М, а в микропузырьковый реактор, где подвергается микроэлектрофизической обработке в зонах возникновения и роста микропузырьков растворенных в воде газов — кислорода, озона, водорода, которыми вода насыщается во время предшествующих стадий электрохимической обработки. Применение микропузырькового реактора вместо реактора смешения значительно усиливает эффективность удаления органических соединений, микроорганизмов, микробных токсинов. Установки ИЗУМРУД, в которых реализован процесс КВАРЦ рекомендуется применять при повышенном риске микробиологического и химического загрязнения питьевой воды.

Технологический процесс АЛМАЗ из восьми стадий очистки воды предусматривает применение двух электрохимических реакторов и отличается от процесса КВАРЦ усилением эффективности обработки воды с целью придания ей физиологически функциональных свойств.

По сравнению с разнообразными фильтрующими и сорбционными водоочистительными системами, водоочиститель-активатор «Изумруд» имеет ряд существенных преимуществ:
— Мгновенное улучшение вкуса воды.
— Высокая степень очистки и экологическая безопасность.
— Повышение биологической ценности воды и улучшение ее структуры.
— В водоочистителе-активаторе «Изумруд» нет фильтров, сорбентов, на поверхности которых могут накапливаться микроорганизмы и токсичные вещества. Все микроорганизмы и токсические вещества подвергаются полному физико-химическому уничтожению и выводятся из аппарата.
— Нейтрализация негативного энергетического воздействия водопроводных труб.
— В отличие от других водоочистительных систем сорбционного и фильтрационного типа, в фильтре для очистки воды «Изумруд» нет сменных элементов и картриджей, деталей и узлов, подвергающихся износу и старению, фильтров, сорбентов полимерных и минеральных композиций, выделяющих в воду биоцидные вещества-ксенобиотики (йод, бром, серебро, медь и т.д.).
— Все материалы, используемые в фильтре для воды «Изумруд» прошли многочисленные токсикологические испытания и соответствуют мировым стандартам экологической безопасности.
— Установка для очистки воды «Изумруд», в отличие от других установок для очистки питьевой воды, имеет ресурс 2’000’000 литров или 40’000 часов и высокую производительность 60 литров в час.

Пользоваться «Изумрудом» просто и удобно, не требуется заменять какие-либо элементы и картриджи.

По данным медико-биологических испытаний воды, прошедшей через водоочиститель-активатор «Изумруд», установлено:
«Изумрудная вода» нормализует энергетический баланс и протекание жизненно важных процессов в организме человека;
«Изумрудная вода» улучшает обмен веществ;
«Изумрудная вода» повышает иммунитет;
«Изумрудная вода» улучшает работу клеточных мембран и сильно замедляет процессы старения и износа человеческого организма;
«Изумрудная вода» ускоряет удаление токсинов и биологических шлаков из организма;
«Изумрудная вода» ускоряет заживление ран и способствует рассасыванию швов в послеоперационный период;
«Изумрудная вода» благотворно влияет на работу важнейших систем жизнедеятельности человека;
«Изумрудная вода» повышает жизненный тонус и применяется для снятия утомления и стрессов;
«Изумрудная вода» укрепляет и тонизирует организм;
«Изумрудная вода» предотвращает возникновение и снижает интенсивность аллергических реакций и дерматитов;
«Изумрудная вода» способствует выведению солевых отложений из организма и уменьшает костно-суставные боли;
«Изумрудная вода» используется для ухода за кожей и волосами;
«Изумрудная вода» успешно используется в косметологии и диетологии;
«Изумрудная вода» используется педиатрами для купания младенцев и защиты их от множества болезней;
«Изумрудная вода» используется в медицинских учреждениях для профилактики и лечения наиболее распространенных заболеваний: сальмонеллез, дизентерия, себорея, экземы, эрозии шейки матки, язвенная болезнь, стоматиты, вирусный гепатит, хронический бронхит, аллергодерматиты, ангины, тонзиллиты, неврологические заболевания.
Значительно увеличивается усвояемость лекарств, если их запить этой водой.
Маски, отвары и другие средства, употребляемые Вами для ухода за кожей, становятся намного активнее, если для приготовления Вы используете «Изумрудную воду».
Используйте эту воду при купании младенцев и они поблагодарят Вас за свое здоровье.
«Изумрудная вода» снижает количество образующейся накипи в кофеварках, чайниках, утюгах и других водонагревательных приборах. А приготовленный на этой воде чай или кофе будут ароматнее и вкуснее.
При варке в «Изумрудной воде» продукты готовятся значительно быстрее, что позволяет сохранить в них больше ценных веществ.
Если Вы приготовите кубики льда из этой воды и протрете ими лицо, то скоро почувствуете, как Ваша кожа становится эластичнее и моложе.

Структурные и энергетические изменениях воды в процессе очистки в водоочистителе-активаторе «Изумруд»
Основными процессами, обеспечивающими жизнедеятельность любого организма, являются окислительно-восстановительные реакции, т.е. реакции, связанные с передачей или присоединением электронов. Энергия, выделяемая в ходе этих реакций, расходуется на поддержание и регенерацию клеток организма, т.е. на обеспечение процессов жизнедеятельности организма соответственно в настоящем и будущем.
ОВП внутренней среды организма человека, измеренный на платиновом электроде относительно хлорсеребряного электрода сравнения, в норме всегда меньше нуля, т.е. имеет отрицательные значения, которые обычно находятся в пределах от -100 до -200 милливольт (мВ). ОВП питьевой воды, измеренный таким же способом, практически всегда больше нуля и обычно находится в пределах от +100 до +400 мВ. Это справедливо практически для всех типов питьевой воды: той, которая течет из водопроводных кранов во всех городах мира, которая продается в стеклянных и пластиковых бутылках, которая получается после очистки в установках обратного осмоса и большинства разнообразных больших и малых водоочистительных систем.
Указанные различия ОВП внутренней среды организма человека и питьевой воды означают, что активность электронов во внутренней среде организма человека выше, чем активность электронов в питьевой воде. Активность электронов является важнейшей характеристикой внутренней среды организма, поскольку напрямую связана с фундаментальными процессами жизнедеятельности. ОВП, как показатель активности электронов, оказывает значительное влияние на функциональные свойства электроактивных компонентов биологических систем. Когда обычная питьевая вода проникает в ткани человеческого (или иного) организма, она отнимает электроны от клеток и тканей, которые состоят из воды на 80 — 90%. В результате этого биологические структуры организма (клеточные мембраны, органоиды клеток, нуклеиновые кислоты и другие) подвергаются окислительному разрушению. Так организм изнашивается, стареет, жизненно-важные органы теряют свою функцию. Но эти негативные процессы могут быть замедлены, если в организм с питьем и пищей поступает вода, обладающая свойствами внутренней среды организма, т.е. обладающая защитными восстановительными свойствами. Это подтверждается многочисленными исследованиями в специализированных научных центрах в России и за рубежом.
Для того чтобы организм оптимальным образом использовал в обменных процессах питьевую воду с положительным значением окислительно-восстановительного потенциала, ее ОВП должен соответствовать значению ОВП внутренней среды организма. Необходимое изменение ОВП воды в организме происходит за счет затраты электрической энергии клеточных мембран, т.е. энергии самого высокого уровня, энергии, которая фактически является конечным продуктом биохимической цепи трансформации питательных веществ.
Если поступающая в организм питьевая вода имеет ОВП близкий к значению ОВП внутренней среды организма человека, то электрическая энергия клеточных мембран (жизненная энергия организма) не расходуется на коррекцию активности электронов воды и вода тотчас же усваивается, поскольку обладает биологической совместимостью по этому параметру. Если питьевая вода имеет ОВП более отрицательный, чем ОВП внутренней среды организма, то она подпитывает его этой энергией, которая используется клетками как энергетический резерв антиоксидантной защиты организма от неблагоприятного влияния внешней среды. Вода, очищенная в установках типа «Изумруд» имеет изменение ОВП в сравнении с исходным в сторону восстановительных значений не менее чем на 200 мВ, т.е. составляет от -300 до -400 мВ.

КАК РАБОТАЮТ УСТАНОВКИ «ИЗУМРУД». ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, ОБРАБОТАННОЙ НА УСТАНОВКАХ «ИЗУМРУД»
Электрохимические модули ПЭМ могут быть соединены друг с другом по различным гидравлическим схемам. Вода или водно-солевой растворы могут протекать параллельно через анодную камеру (входит через штуцер 4 и вытекает через штуцер 5) и через катодную камеру (входит через штуцер 6 и вытекает через штуцер 7). При этом потоки воды в анодной и катодной камерах практически не перемешиваются, если давление по разным сторонам керамической мембраны 3 будет приблизительно одинаковым. Возможен еще такой вариант: сначала вода по штуцеру 4 поступает в анодную камеру, вытекает из нее по штуцеру 5, затем по специальной трубке поступает от штуцера 5 к штуцеру 6. Далее та же порция воды проходит через катодную камеру и окончательно изливается из элемента ПЭМ по штуцеру 7. Таким образом вода или раствор проходят сначала анодную обработку, а затем катодную обработку в электродных камерах одного и того же элемента Таким образом вода или раствор проходят сначала анодную обработку, а затем катодную обработку в электродных камерах одного и того же элемента ПЭМ. Возможно также, что вода или растворы протекают сначала через одну электродную камеру (анодную или катодную) одного элемента ПЭМ, а далее они поступают в электродную камеру (катодную или анодную) второго элемента ПЭМ. Комбинация функционально связанных элементов ПЭМ называется проточным электрохимическим реактором РПЭ. В простейшем случае реактор РПЭ может состоять всего лишь из одного элемента ПЭМ.

Читайте также:  Установка датчиков в самолет

В установках «Изумруд» вода, обработанная в реакторе РПЭ, проходит дополнительную обработку в различных функциональных узлах: промежуточная емкость для выдержки во времени реакционной среды до завершения химических реакций (или реакционная вихревая камера); каталитический реактор, флотационный реактор. В зависимости от гидравлической схемы соединения модулей ПЭМ и вспомогательных функциональных блоков установки «Изумруд» подразделяются на несколько функциональных типов.

На рисунке 7 схематически показана функциональная схема установки «Изумруд — М».

Рисунок 7.
Функциональная схема бытового электрохимического водоочистителя «Изумруд М».

Из схемы установки «Изумруд М», представленной на рисунке 7, видно, как вода от напорного источника по штуцеру 4 поступает сначала в анодную камеру модуля ПЭМ, выходит из анодной камеры по штуцеру 5, подсоединенному сравнительно длинной магистралью к промежуточной емкости t в нижней ее части, из верхней части емкости t, вода по короткому патрубку перетекает в верхнюю часть каталитического реактора K, из нижней части каталитического реактора K по штуцеру 6 вода поступает в катодную камеру и выходит из катодной камеры по штуцеру 7, снабженному соответствующей магистралью.

Поскольку установка «Изумруд М» является прототипом всех остальных разновидностей установок «Изумруд» на примере ее работы можно объяснить большую часть вопросов, связанных с очисткой и изменениями свойств воды в установках данного класса. Модель водоочистителя «Изумруд М» реализует технологический процесс обработки воды, который также называется «Изумруд». Упрощенное словесное описание технологического процесса «Изумруд» по схеме, изображенной на рис. 7, следующее: исходная загрязненная вода от напорного источника подается в анодную камеру реактора РПЭ, состоящего из одного модуля ПЭМ; затем из анодной камеры вода подается в вихревую реакционную камеру, затем — в каталитическую камеру, а из каталитической камеры поступает в катодную камеру. Вода, прошедшая весь этот технологический цикл, поступает затем к потребителю. Флотационный реактор в технологическом процессе «Изумруд» не предусмотрен.

Другие модели «Изумруд» реализуют, более сложные технологические процессы («Кварц», «Сапфир», «Топаз», «Алмаз») схематически изображенные в паспортах на соответствующие изделия.

Технически грамотный читатель может получить информацию по различным специальным вопросам техники и технологии электрохимической очистки воды в специальной литературе. Однако здесь делается попытка дать по возможности популярные краткие ответы пользователям установок «Изумруд» по частным, наиболее типичным вопросам.

1. Что происходит с водой в установках «Изумруд»? Что такое электролиз воды?
Электролиз — разложение воды электричеством представляет собой физико-химическую модификацию состава водной среды (вещества Н2О) с появлением в ней ионов Н+, ОН-, а также гидратов окисей металлов, кислот, перекисных соединений и радикалов, свободного хлора, озона, перекиси водорода, аниона гипохлорита и т.д., возникающих в результате реакций продуктов электролитического разложения воды с присутствующими в ней примесями. При внешних воздействиях (в том числе при прохождении через воду постоянного тока) дипольная молекула Н2О (см. рис. 1 и 2) меняет форму за счет изменения валентного угла и межъядерных расстояний. Разложение воды — крайний вариант деформации ее дипольной структуры.

Как говорилось, вода в обычных условиях (даже самая чистая) представляет собой сильно разбавленный раствор минеральных и некоторых органических веществ. В случае реального электролиза водно-минеральной среды (в том числе обычной питьевой воды, обладающей тем или иным фоном минерализации) происходят многочисленные, многообразные, в значительной степени уникальные реакции. Чистые продукты этих реакций в полном наборе нельзя приобрести в магазине химреативов (то есть их нельзя подвергнуть выделению и фасовке), так как многие из них синтезируются исключительно в условиях электрохимического реактора и существуют только в совокупности с другими компонентами электрохимического синтеза (и не существуют без этих компонент). Иными словами, в процессе электролитического разложения воды (даже дистиллированной) образуются частицы и соединения, которые не могут существовать вне воды, т.е. в ином агрегатном состоянии.

В кустарных установках для получения «живой» и «мертвой» воды получали именно электролизную воду, точнее фракции воды, обработанные раздельно в анодной и катодной камерах (анолит и католит). Как пользоваться анолитом и (или) католитом в медицинских, бытовых и иных целях — вопрос иной, — на него нельзя ответить однозначно.

Электрохимические реакторы установок «Изумруд»
Электрохимические реакторы являются наиболее важным устройством в установках «Изумруд».

Они обеспечивают реализацию следующих основных условий электрохимической обработки воды.
Униполярное (катодное или анодное) электрохимическое воздействие в гидравлически изолированном объеме (электродной камере).
Электрохимическую обработку каждого микрообъема воды в области высокой напряженности электрического поля двойного электрического слоя электрода.
Образование на электродах электрически активных газовых микропузырьков.
Регулирование химического состава ионов-переносчиков заряда через неактивную (не ионообменную) диафрагму посредством изменения перепада давления на диафрагме, скорости протока воды в электродных камерах, силы (плотности) тока и напряжения на электродах.
Электрохимические реакторы установок «Изумруд» состоят из проточных модульных электролитических элементов (элементов ПЭМ-3). Элемент ПЭМ-3 (рис. 1) представляет собой миниатюрный диафрагменный электролизер с вертикально установленными цилиндрическими электродами: внешним 1 и внутренним 2, между которыми размещена тонкостенная трубчатая пористая керамическая диафрагма 3, разделяющая межэлектродное пространство на две электродные камеры — анодную и катодную. Электроды 1, 2 и диафрагма 3 закреплены взаимно неподвижно, герметично и строго коаксиально при помощи втулок из диэлектрического материала и эластичных уплотнительных колец. Каждая втулка снабжена штуцером для гидравлического сообщения с соответствующей электродной камерой: посредством штуцеров на наружных втулках обеспечивается проток воды через камеру внутреннего электрода, проток через камеру внешнего электрода обеспечивается при помощи штуцеров на внутренних втулках. Входные штуцеры электродных камер находятся в нижней части вертикально установленного элемента ПЭМ-3, выходные — в верхней его части. Межэлектродное расстояние (МЭР) в элементе ПЭМ-3 равно 3 мм, хотя допустимыми являются значения в пределах 2,8 — 3,3 мм. При таких значениях МЭР анодная и катодная области интенсивного конвективного, диффузионного и электромиграционного перемешивания воды под действием тока, протекающего между электродами, соприкасаются (если отсутствует диафрагма), что обусловливает значительное уменьшение омического сопротивления электрохимической системы в случае повышения плотности тока.

Диаметр D рабочей части внутреннего электрода определяется соотношением: 2МЭР Примечание по п.п. 1.1 и 1.2. В работающих электродных камерах (анодной и катодной) непосредственно у поверхности электродов образуется двойной электрический слой ДЭС, образованный поляризованными молекулами ориентированными к поверхности электрода соответственно его знаку. (толщина слоя соответствует двум молекулам воды). Во время электролиза главные структурные преобразования молекул воды происходят не в толще электролита, а на поверхности электрода — в ДЭС толщиной 10-8 м, где напряженность тока составляет 106 — 107 В/см. Так, прямое электрохимическое окисление органических соединений (метанол, этанол, барбитураты) происходит непосредственно на аноде. Аналогичным образом на аноде происходит окислительная деструкция бактериальных клеток и других органических объектов. Однако при этом очень высокий окислительный потенциал препятствует образованию токсических хлорорганических соединений (в том числе диоксинов), поскольку они распадаются, не успев возникнуть. Так как щелевой зазор электродных камер в элементе ПЭМ не превышает 1 мм практически каждая дипольная молекула воды мигрирует к поверхности электрода, где она в непосредственном контакте с ДЭС подвергается локальному действию электрического тока очень высокого напряжения. Если при этом молекула воды не подвергается полному разложению с выделением водорода и кислорода, ее структура деформируется настолько и ее энергетические характеристики остаются измененными в течение десятков часов. Реакционная способность такой молекулы повышается и она становится активированной. В целом этот процесс называется электрохимической активацией (ЭХА). На катоде происходит образование ряда химических соединений, обладающих химической восстановительной активностью (из них наиболее известно ОН-) и образование нерастворимых или трудно растворимых гидроксидов тяжелых металлов.

Тяжелые металлы (например, свинец, ртуть, хром, серебро, осмий, золото, вольфрам и т.д.) отличаются большим атомным весом. Они присутствуют в воде в очень низких концентрациях, но обладают высокой токсичностью. Токсическое действие металлов тяжелых и с меньшей массой проявляется, когда они находятся и форме ионов (символическое изображение Меn+, где n — число положительных зарядов). В результате катодного восстановления ионы токсических металлов переходят в форму гидроксидов [Me(OH)n]. Гидроксиды металлов химически инертны и для человека безопасны. Если они вместе с водой попадают в среду желудочного сока, то активность кислоты желудочного сока недостаточна, чтобы превратить их снова в форму ионов. Таким образом катодная обработка воды в установках «Изумруд» удаляет токсические металлы в форме ионов, но не удаляет их вообще. Иногда по этой причине возникают недоразумения. При лабораторных анализах пробы воды, обработанной в установках «Изумруд», растворяют в очень крепких кислотах, которые разлагают гидроксиды металлов до ионных форм. Однако, в средах организма, в которых не бывает высоких концентраций крепких кислот, подобные превращения гидроксидов металлов в ионные формы невозможны. При рентгенологических исследованиях больным дают внутрь большие объемы так называемой «бариевой каши» (сульфат бария — BaSO4). В таком виде барий совершенно нетоксичен, отравление произойдет только в том случае, если в организме сульфат бария диссоциирует до катиона Ba2+, но в реальных физиологических условиях этого никогда не происходит.

Читайте также:  Установка вакуумирования трансформаторного масла

Восстановление тяжелых металлов, присутствующих в питьевой воде, необходимо для освобождения воды от токсических ионов тяжелых металлов за счет их связывания в физиологически инертных гидроксидах.

Помимо токсичных металлов питьевая вода содержит ряд полезных биомикроэлементов, необходимых для организма (кальций, магний, калий, литий, йод и др.). По своей химической природе эти элементы не превращаются в гидроксидные формы при обработке в установках «Изумруд» и сохраняются в обработанной воде. Только избыток кальция откладывается на электродах. По этой причине установки «Изумруд» требуют регулярного промывания.

(1.3) Понятие электромиграционного удаления ионов тяжелых металлов в реакторе РПЭ в установках «Изумруд». Здесь необходимо рассказать о всех процессах электромиграционного переноса заряженных ионов через мембрану электрохимического реактора.

При электролизе питьевой воды, представляющей собой сильно разбавленный водно-солевой раствор, образуются отрицательно заряженные анионы (An-) и положительные катионы (Kat+) . Соответственно, положительно заряженные частицы (катионы) притягиваются к отрицательно заряженному катоду, а отрицательно заряженные анионы стремятся к положительному аноду. Поскольку в элементе ПЭМ анодная и катодная камеры разделены проницаемой мембраной, то перенос (миграция) анионов — к аноду и катионов к катоду совершается через поры мембраны.

На рисунке 8 схематически показан модуль ПЭМ, разделенный пористой диафрагмой на анодную камеру (А) и катодную камеру (К). В анодную камеру поступает исходная вода, содержащая заряженные анионы и катионы. Вход в катодную камеру в данном случае частично закрыт.
Рисунок 8.
Схематическое изображение одного из вариантов электромиграционного удаления ионов (катионов) по технологии «Сапфир».

Фильтрат из анодной камеры проникает в катодную камеру. Отрицательно заряженные анионы из катодной камеры мигрируют через пористую мембрану к аноду по стрелке 1. Положительно заряженные катионы из анодной камеры, мигрируют через пористую диафрагму к отрицательному катоду по стрелке 2 . Таким образом вода в анодной камере обогащается анионами, которые окисляются на аноде (в том числе фенолы, нитриты), а содержимое катодной камеры обогащается катионами (по преимуществу ионами тяжелых металлов). Соответственно вода в анодной камере В данном случае гидравлическая схема установки устроена таким образом, что вода, предназначенная для потребителя, проходит обработку только в анодной камере, где она частично освобождается от избыточных катионов. Затем анодно обработанная вода проходит через вихревую реакционную и каталитическую камеры. Вода из катодной камеры, обогащенная ионами тяжелых металлов и некоторыми другими токсическими катионами, к потребителю не поступает и сбрасывается в дренаж.

С помощью технологического процесса «Сапфир» потребитель получает анолит питьевой воды с несколько повышенным окислительным потенциалом при нормальных значениях рН с удалением избытка тяжелых металлов дополнительной очисткой и нейтрализацией продуктов электролиза в вихревой реакционной и каталитической камерах. В течение нескольких часов после обработки по технологии «Сапфир» вода содержит микроконцентрации некоторых соединений активного кислорода, который осуществляет дополнительную окислительную детоксикацию гидрофобных ядов. Вода, полученная по данной технологии соответствует требованиям ГОСТ.

Существуют более сложные технологические схемы очистки воды от избытка анионов и катионов на основе электромиграционных процессов. Одна из таких схем, изображающих процесс электрохимической очистки воды по технологии «Кристалл, представлена на рисунке 9.
Рисунок 9.
Схема технологического процесса электрохимической очистки воды с применением двойного электромиграционного удаления ионов в реакторе из двух элементов ПЭМ по технологии «Топаз».

В начале данного технологического цикла вода проходит через анодную камеру первого элемента ПЭМ (отмечен цифрой 1), где благодаря электромиграционному процессу освобождается от избытка катионов, как это показано на рис. 8. Затем, как и при технологическом процессе «Сапфир», анодно обработанная вода проходит реакционную вихревую камеру и каталитическую камеру (на рис. 9 обозначения t и K), а затем поступает в катодную камеру второго элемента ПЭМ (отмечен цифрой 2), в которой подвергается катодной обработке, освобождается от избыточных анионов с помощью электромиграционного процесса по стрелке 3. При этом из анодной камеры второго элемента ПЭМ по стрелке 4 в катодную камеру того же элемента мигрируют оставшиеся в воде катионы. В этом специфика технологического процесса «Топаз», реализуемого в установках «Изумруд К». Вода, обработанная по технологии «Топаз», отличается хорошими химическими восстановительными свойствами (окислительный потенциал снижен до — -200).

Электромиграционное удаление избыточных ионов из питьевой воды осуществляется также в установках «Изумруд КФ», реализующих технологический процесс «Алмаз».

Примечание к п. 1.3. Электромиграционное удаление ионов при электрохимической обработке воды в элементах ПЭМ рассчитано на удаление избытка ионов тяжелых металлов, общее обессоливание воды при этом незначительно. Решение проблемы глубокого обессоливания воды решается другими техническими способами.

(1.4) В промежуточной реакционной емкости (вихревая реакционная камера) вода после анодной обработки перемешивается в течение 1 — 2 секунд. При этом вещества-катализаторы, образовавшиеся в анодной камере, продолжают участвовать в жидкофазном каталитическом окислении органических веществ. Термин «жидкофазное каталитическое окисление» означает, что катализ в данном случае происходит в самой воде (то есть в жидкой фазе).

(1.5) В каталитическом реакторе происходит гетерофазная каталитическая деструкция соединений активного хлора, образовавшихся в анодной камере, а также гетерофазное каталитическое окисление органических веществ на поверхности гранул катализатора, не требующих замены, поскольку, как уже говорилось, при подобных реакциях катализатор не расходуется. В качестве катализатора, в частности, может использоваться обычный (не активированный) уголь, замена или восстановление которого не требуются. Этот уголь не является сорбентом, а, именно, катализатором. Понятие «гетерофазные» реакция означает, что реакции протекают на границе твердых частиц катализатора (твердая фаза) и воды (жидкая фаза).

(1.6) В установках, работающих по технологиям «Топаз» и «Алмаз», имеется флотационный реактор, рассчитанный на механическое удаление из воды взвешенных частиц (мути). Известно, что взвешенные в воде частицы имеют свойство прилипать к пленке поверхностного натяжения пузырьков. Пузырьки всплывают и увлекают за собой посторонние частицы. Этот процесс легко проследить на примере образования «грязной пены» в реке во время половодья. Всплывание пузырьков в воде называется флотацией. Если при этом вместе с пузырьками всплывают частицы мути, то такой процесс очистки воды называют флотационным. В установках «Изумруд», снабженных флотационным реактором, вода поступает во флотационный реактор, как правило, из катодной камеры. Такая вода, только что прошедшая катодную обработку, насыщена мелкими пузырьками водорода. Стенки пузырьков несут электрический заряд, что облегчает прилипание к ним взвешенных частиц. Это называется электрофлотацией или электрофлотационной очисткой. Для ускорения электрофлотационной очистки воды помогает дополнительное продувание флотационного реактора воздухом, что ускоряет процесс всплывания мелких пузырьков с прилипшими к ним частицами. Это — эрлифтная очистка воды.

(1.7) Как уже говорилось в процессе электролиза в воде образуются продукты электролиза, многие из которых обладают химической и биологической активностью. Однако по своей природе эти вещества и соединения являются эубиотиками. Они образуются в живом организме в результате естественных биохимических и электрохимических реакций, например, при фагоцитозе. Избыток продуктов электролиза в установках «Изумруд» удаляется в вихревой реакционной и каталитической камерах. Если свежеобработанную в установке «Изумруд» воды оставить в накопительной емкости (например, в эмалированной кастрюле или в стеклянной банке), то оставшиеся в воде в очень низких концентрация активные продукты электролиза приблизительно еще 6 — 8 часов осуществляют дополнительную химическую очистку воды, а сами при этом нейтрализуются. Вещества, чужеродные организму, называются ксенобиотиками. Такие вещества в установках «Изумруд» не вырабатываются. Напротив, остаточные концентрации активных продуктов электролиза (эубиотики) способствуют разрушению ксенобиотиков (например, фенолов, пестицидов, инсектицидов, моющих средств и т.д.). Насыщение воды микроконцентрациями соединений активного кислорода наиболее хорошо выражено в установке «Сапфир». Эти соединения полезны для лиц с пониженной кислотностью в желудке, так как они способствуют до окислению не до окисленных продуктов в желудочной среде. Эти соединения активного кислорода не следует путать с обычным молекулярным атмосферным кислородом (О2), который растворяется в любой воде, обработанной в установках «Изумруд» путем обычной физической сорбции. Растворенный в очищенной воде атмосферный кислород при обычном атмосферном давлении сам по себе особого физиологического значения не играет.

(1.8) В процессе электролиза на электродах ПЭМ образуются газовые микропузырьки. Они принимают участие в организации структуры очищенной воды, в частности они, по-видимому, способствуют образованию более мелких водных кластеров.

2. Чем отличается вода, обработанная в установках «Изумруд», от воды, очищенной установками фильтрационно-сорбционного типа (например, «Нимбус», «Барьер», «Бритта» и т.д.)?
Загрязненная вода, проходящая через фильтрационную мембрану (их может быть несколько) и слой сорбента, освобождается от механических примесей и от растворенных загрязнителей. В идеальном случае питьевая вода должна быть свободна от загрязнений, но в то же время она должна содержать определенные солевые компоненты, так как дистиллированная обессоленная вода для регулярного питья непригодна по физиологическим причинам. Однако размеры молекул солей, который должны находиться в нормальной чистой питьевой воде и размеры молекул веществ-загрязнителей (например, токсичных солей) отличаются мало. И если фильтрационно-сорбционный очиститель задерживает 95% микромолекул или ионов одного размера, то он не отличит полезные молекулы и ионы от вредных. В результате из установки получится вода чистая, но настолько низкоминерализованная, что ее использование ограничено так же, как и дистиллированной воды. Такая вода имеет обычную структуру, сниженные показатели рН до 6,5 (небольшое закисление) и окислительный потенциал порядка 300 — 450 мВ, ХСЭ, то есть эта вода является электроноакцепторной, то есть способствует потери электронов от контактирующих с данной водой объектов (например, металлические предметы в такой воде подвергаются обычной коррозии).

Разумеется пить такую воду лучше, чем заведомо загрязненную. Но возникают неудобства другого рода. Фильтрационно-сорбционная установка постепенно загрязняется, теряет свои эксплуатационные качества, на выходных поверхностях фильтрационно-сорбирующего элемента нарастают бактериальные пленки, в виду попадают продукты жизнедеятельности микробов, в установке приходится заменять рабочий картридж. Свежая фильтрационно-сорбционная установка очищает воду даже при очень сильных загрязнениях, но в этом случае картридж установки выйдет из строя уже через несколько часов. Поэтому в рекламных проспектах к бытовым водоочистителям часто указывают ограничение: нельзя использовать установку при интенсивном техногенном или микробном заражении воды. Эта ситуация относится к категории чрезвычайных и требует других мер.

Читайте также:  Установка автозапуска в мороз

Исходная вода, подлежащая очистке в бытовых водоочистителях любой конструкции (в том числе электрохимические), не должна превышать среднего или умеренного уровня загрязненности. При поставке партии водоочистителей в какой-либо регион вопрос о массовой его продаже населению предварительно должен быть решен с помощью нескольких пробных (контрольных) закупок с последующим контролем СЭС. Если вода, очищенная в бытовом водоочистителе, соответствует требованиям ГОСТ, то выбор в пользу электрохимической установки типа «Изумруд» решается на основе следующих соображений.

(2.1) Вода, очищенная в установке «Изумруд», обеззараживается, освобождается от токсических ионов тяжелых металлов, которые переходят в безопасные инертные формы гидроксидов и гидроксид оксидов. Токсические органические соединения в результате анодного окисления подвергаются окислительной детоксикации. При этом полезные биомикроэлементы в электрохимически очищенной воде сохраняются, то есть она не становится обессоленной.

(2.2) Структура электрохимически активированной воды меняется. По данным Токийского института воды после обработки питьевой воды в установке, являющейся техническим аналогом установки «Изумруд», в воде появляются мелкие кластеры молекул Н2О. Японские исследователи считают такую воду более активной в биологическом отношении. Было замечено, что дождевая вода, особенно при грозе, содержит кластерные группы, составленные из небольших групп молекул. Это дало повод писать в рекламных изданиях, что электрохимическая активация дает «многократно усиленный эффект весенних грозовых ливней». Это, разумеется, художественный образ, которому тем не менее соответствует физическая реальность: вода, подвергнутая действию электрических разрядов (не только во время весенней грозы), или под действием электрического поля высокого напряжения (в ДЭС), меняет кластерную структуру в сторону измельчения кластеров. В этом отношении установки «Изумруд» как бы имитируют грозу в межэлектродном пространстве элемента ПЭМ.

(2.3) Катодная обработка питьевой воды в установках «Изумруд», которая предусмотрена по всем технологиям, сообщает воде восстановительные (электрондонорные, противоокислительные или антиоксидантные) свойства без изменения величины рН или при незначительном защелачивании. Восстановительные свойства питьевой воды, полученной от установок «Изумруд» характеризуются снижением ОВП до отрицательных значений (-40- -70 у «Сапфира» и -120- -200 у «Топаза» и «Алмаза»). То есть окислительный потенциал становится восстановительным. В природе естественные воды всегда имеют положительный (окислительный) потенциал (ОВП > 0 мВ,ХСЭ). Поэтому обычные природные воды окисляют металлические конструкции. Если в такую воду погружен электрод из стойкого металла (например, из платины или золота), то свободные электроны из этого металла переходят в окислительную водную среду. Энергия этой электронной эмиссии эквивалентна окислительному потенциалу воды и она может быть измерена специальными методами (условно этот потенциал считается положительным). С некоторой степенью приближения можно сказать, что такая вода с положительным окислительным потенциалом может способствовать окислительной деструкции оболочек клеток организма. В результате клеточные оболочки стареют, а сами клетки и весь организм постепенно изнашиваются и стареют. Известно, что люди, постоянно пьющие закисленную воду с рН RCOOH; R2CHCHR2 -> R2C = CR2.

Процессы окисления органических веществ являются первой стадией детоксикации в живых организмах. Например, в ответ на попадание в организм человека или животных ксенобиотиков, в клетках печени повышается концентрация определенных форм фермента цитохорма Р-450, осуществляющего окисление ксенобиотиков. Продукты окисления органических веществ ксенобиотиков, как правило, безвредны для организма, поскольку превращаются в гидрофильные, хорошо растворимые в воде соединения и легко выводятся экскреторными органами. В простейшем детоксицирующем цикле работают всего два типа биомолекул — альбумин и цитохром Р-450. Альбумин выполняет транспортную функцию, цитохром Р-450 — окислительную. Попавшие в организм гидрофобные токсины (RH) образуют с альбумином комплекс (RHA), который и переносится в печень. Там этот комплекс (или свободный токсин) окисляются на цитохроме Р-450 с образованием гидрофильных продуктов (ROHA) или (ROH).

Анодная униполярная электрохимическая обработка по окислительному воздействию на много порядков превосходит природные процессы детоксикации.

Ниже приведены некоторые реакции окислительной деструкции органических соединений в анодной камере элемента ПЭМ-3 в процессе очистки воды.

Разрушение формальдегида (HCHO), метилового спирта (CH3OH), карбамида ((NH2)2 CO) происходит до простых нетоксичных веществ в соответствии со следующими реакциями:

HCHO + 2H2O — 4e -> CO32- + 6H+;
CH3OH + 2H2O — 6e -> CO32- + 8H+;
(NH2)2CO + H2O — 6e -> N2 + CO2 + 6H+

Образующиеся в ходе реакций промежуточные продукты также разлагаются до простых нетоксичных соединений, например:

Аммиак (NH3), нитриты (NO2 ), сероводород (H2S) в анодной камере элемента ПЭМ-3 разрушаются в соответствии с реакциями:

2NH3 — 6e -> N2 + 8H+
NO2- + 2OH- — 2e -> NO3- + H2O
H2S — 2e -> S + 2H+

Если в воде присутствуют цианидионы (CN- ) или комплексные ионы цианидов ([Cu(CN)3]2-, [Zn(CN)4]2-, [Cd(CN)4]2- и др.), то в процессе анодной обработки они распадаются с образованием цианатионов:

CN- + 2OH- — 2e -> CNO- + H2O
[Cu(CN)3]2- + 6OH- — 6e -> Cu+ + 3CNO- + 3H2O

Дальнейшее окисление приводит к образованию совершенно безопасных продуктов:

2CNO- + 4OH- — 6e -> 2СO2 + N2 + 2H2O

Деструкция фенолов при анодной обработке происходит с образованием нетоксичного продукта — малеиновой кислоты:

C6H5OH + 16OH- — 16e -> HO2CCH=CHCO2H (цис) + 2CO2 + 5H2O

При полном окислении фенолов конечными продуктами являются углекислый газ и вода.

Анодная униполярная электрохимическая обработка воды в схемах технологических процессов очистки воды в установках ИЗУМРУД обозначается «АТ» (Anode Treatment).

2. Катодная униполярная электрохимическая обработка. Основными процессами при униполярной электрохимической катодной обработке воды являются электролитическое, а также гетерофазное и жидкофазное электрокаталитическое восстановление в катодной камере электрохимического реактора воды и содержащихся в ней веществ. При катодной обработке в элементе ПЭМ-3 вода также в течение долей секунды насыщается высокоактивными восстановителями: ОН- , Н2О2, НO2- , О2 , eaq. Это приводит к образованию нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов (Men + nOH- -> Me(OH)n). Кроме того, в катодной камере происходит прямое электролитическое восстановление (на поверхности электрода), а также электрокаталитическое восстановление (в объеме воды с участием катализаторов-переносчиков и гидратированных электронов) многозарядных катионов тяжелых металлов: Men + e -> Meo, например, Hg22+ + 2e -> 2Hg ; Pb2+ + 2e -> Pb; Cu(NH3)2- + e -> Cu + 2NH3.

Указанные процессы снижают токсичность воды, обусловленную наличием ионов тяжелых металлов, за счет перевода их в естественную устойчивую, биологически неактивную форму существования в природе. Ионы тяжелых металлов в форме нерастворимых гидроксидов могут быть удалены из воды различными путями, например, отстаиванием, фильтрацией. В установках ИЗУМРУД с технологическими процессами очистки воды АЛМАЗ и ТОПАЗ гидроксиды металлов и коллоидные взвеси практически полностью удаляются из воды в специальных электрокинетических реакторах. Однако, даже если гидроксиды тяжелых металлов после катодной обработки сохраняются в очищенной воде, как, например, в воде, очищенной с помощью установок типа ИЗУМРУД-М (технологический процесс очистки воды ИЗУМРУД), то такая вода не представляет опасности, поскольку при попадании в желудок гидроксиды легко связываются энтеросорбентами (белками, полисахаридами), которые предохраняют их от растворения в кислой среде желудочного сока. Таким образом, они не растворяются в желудке и выводятся из организма естественным путем. Аналогичным образом внутренние сорбенты связывают хлопья солей жесткости, гидроксидов железа. Эти компоненты практически безвредны для организма. Однако их присутствие в питьевой воде меняет ее вкус и иногда нежелательно по органолептическим показателям.

Кроме вышеописанных процессов в катодной камере элементов ПЭМ-3 со специальным каталитическим покрытием происходит при определенных условиях реакция восстановления нитрат-ионов до азота:

Катодная униполярная электрохимическая обработка воды в схемах технологических процессов очистки воды в установках ИЗУМРУД обозначается «СТ» (Cathode Treatment).

3. Гетерофазная каталитическая деструкция соединений активного хлора. Гетерофазная каталитическая деструкция соединений активного хлора и гетерофазное каталитическое окисление органических веществ осуществляется в каталитическом реакторе на поверхности гранул не требующего замены и регенерации катализатора, где происходит разрушение соединений активного хлора (HClO, ClО2`, HСlO`, ClO`) с образованием высокоактивных короткоживущих частиц: O`, О, Cl`, OH`. Некоторые реакции каталитического разложения соединений активного хлора приведены ниже.

2HCIO -> 2CI- + 2O + 2H+
CIO- + HCIO -> 2CI- + 2O + H+
CIO` + CIO- + OH- -> 2CI- + 2O + OH`
2CIO` -> 2CI- + 2O O + O -> O2

Активные частицы, образующиеся в процессе каталитического разложения соединений активного хлора обеспечивают деструктивное окисление широкой гаммы органических веществ, в том числе фенолов, хлорфенолов, диоксинов.

C6H5OH + 14O -> 6CO2 + 3H2O
C6H5OCI + 13O -> 6CO2 + 2H2O + HCI

Гетерофазная каталитическая деструкция соединений активного хлора в схемах технологических процессов очистки воды в установках ИЗУМРУД обозначается «HCD» (Heterophase Catalytic Destruction).

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
После получения каждых 200 литров (для бытовых моделей) очищенной воды необходимо промыть электрохимический реактор установки кислотным раствором с целью удаления катодных отложений.

1 — переходная втулка для присоединения к пластиковой емкости
2 — нагнетатель пневматический
3 — пластиковая емкость
4 — магистраль дренажа
5 — магистраль очищенной воды

Промывку проводить в следующем порядке (см. рисунок):
Приготовить для промывки 5-7% раствор соляной кислоты или 15% раствор уксусной кислоты объемом 0,3-0,4 л.
Отключить установку от электрической сети и водопроводного крана.
Навернуть переходную втулку (1) в сборе с нагнетателем (2) на пластиковую бутылку (3) с раствором кислоты.
На втулку навернуть переходник со шлангом от входной линии.
Поместить шланги выхода дренажа (5) и очищенной воды (4) в пустую пластиковую бутылку.
Нажимая на пневматический нагнетатель (2), обеспечить поступление раствора кислоты через электрохимический реактор в пустую пластиковую бутылку; характерная реакция со вспениванием выходящего раствора кислоты с выделением газов свидетельствует о нормальном ходе процесса промывки. Следует соблюдать меры предосторожности против разбрызгивания, так как при вводе кислотного раствора, возможно его вспенивание углекислым газом, выделяющимся при растворении катодных отложений.
Оставить раствор кислоты в реакторе на 15-20 мин.

При необходимости повторить операцию промывки, переставив переходную втулку входной линии на пластиковую бутылку с перекаченным раствором кислоты.
По окончании промывки подключить вход установки к крану напорной водопроводной линии, промыть реактор установки водой от остатков кислоты, привести установку в состояние, соответствующее эксплуатационному режиму.

РЕКЛАМАЦИИ
В случае выхода из строя, установку вместе с руководством по эксплуатации следует возвратить на предприятие-изготовитель для гарантийного ремонта.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ «ИЗУМРУД» не содержит вредных, токсичных, горючих и взрывоопасных веществ. Транспортировка установки может быть осуществлена любым видом наземного или воздушного транспорта

Начало гарантийного срока исчисляется со дня продажи изделия. Гарантийный ремонт изделия осуществляется предприятием-изготовителем или региональным представителем предприятия-изготовителя по месту приобретения изделия. Если изделие в период гарантийного срока вышло из строя в результате несоблюдения правил его эксплуатации, стоимость ремонта оплачивает владелец изделия.

Внимание потребителей!

Технологические и конструктивные особенности серийного ряда установок типа «ИЗУМРУД» не предполагают:
— использование установок для опреснения воды;
— использование установок при работе с водой из случайных источников с интенсивными загрязнениями, мутными взвесями, обильными хлопьями ржавчины при исходном микробном заражении с общим микробным числом более 104.

источник