Доклад директора НПФ Озоновые технологии

Докладчик: Поликарпов Геннадий Александрович

генеральный директор НПФ «Озоновые технологии»

1. Качество питьевой воды.

Повсеместное загрязнение подземных вод и открытых водоемов, несоответствие традиционных схем водоподготовки уровню загрязнений или полное отсутствие какой бы то ни было водоподготовки, а также вторичное загрязнение воды в изношенных водопроводах отражены в заключении Межведомственной комиссии Совета безопасности РФ по охране здоровья и экологической безопасности:

«В РФ сложилось крайне неблагоприятное положение с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой, создающее угрозу безопасности страны в области охраны здоровья».

Всем известно, как воздействует на организм человека те или иные вредные вещества, которые могут содержаться в питьевой воде.

Превышение допустимых концентраций растворенных в воде алюминия, мышьяка, ртути, свинца, цианидов и большой группы хлорорганических соединений оказывают нейротоксическое действие.

Барий, свинец, железо и огромное количество органических токсикантов вызывают болезни кроветворных органов.

Беззащитными оказываются печень и почки человека перед кадмием, никелем, хромом, бромом, медью, а особенно перед микроскопическим количеством бензолов, хлорфенолов и бесчисленных инсектицидов, гербицидов и пестицидов. Особое внимание уделяется чрезвычайно токсичным и долгоживущим диоксинам, получившим широкое распространение с развитием химической промышленности.

В то же время отсутствие некоторых элементов в воде так же приводит к заболеваниям человека. Так, отсутствие натрия, сульфатов и хлоридов коррелируется с высокой заболеваемостью желудка. Заболеваемость остеогенной саркомой выше в тех районах, где питьевая вода бедна кальцием и цинком. В этих случаях повышение содержания указанных компонентов в воде более физиологично для организма, чем их низкие концентрации.

Двойственное влияние на организм человека оказывают почти все элементы таблицы Менделеева.

Например, фтор при его концентрации в воде более 1,5 мг/л вызывает флюороз костной ткани (пятнистость эмали зубов разной степени выраженности), а при недостаточном (до 0,5 мг/л) поступлении в организм человека у населения наблюдается повышенная заболеваемость кариесом зубов.

Влияние на человека растворенных в воде примесей – тема тысяч диссертаций. Например, с раздражением наблюдая кальциево-магниевый налет в чайниках, мы и не догадываемся о том, что кальций уменьшает токсичное воздействие тяжелых металлов на специфический белок нашего организма. Такое взаимодействие сродни ядам и противоядиям.

Нарушения водного режима и низкое качество питьевой воды вызывают различные заболевания у человека и, прежде всего, повреждения в растущем организме ребенка. Даже незначительное снижение качества питьевой воды сегодня может отрицательно сказаться на здоровье растущего человека в будущем.

Прекрасно понимая, что в ближайшие годы реновация 60% физически изношенных водопроводных сетей в России по волшебству не произойдет, а также учитывая, что только 2,5% водопроводной воды используется населением непосредственно для питья и приготовления пищи, большинство специалистов приходят к единственному выводу – производить обеззараживание и доочистку питьевой воды в местах ее потребления, в первую очередь в столовых предприятий, медицинских и детских учреждений, на кухнях квартир и в офисах.

2. Основные виды очистителей питьевой воды.

Первая группа – механические фильтры, использующие сорбенты (активированный уголь, цеолиты, металлизированные сорбенты, ионообменные смолы и т.д.). Они популярны у населения из-за ценовой доступности, но имеют невысокую эффективность, малый ресурс, высокую себестоимость 1 литра воды и небезопасны в бактериологическом отношении.

Вторая группа — установки, использующие процессы электрохимического окисления и восстановления для разрушения и нейтрализации содержащихся в воде токсичных веществ. Они переводят в нейтральные формы соли металлов, в том числе и тяжелых. Однако нейтральные соединения металлов остаются в очищенной воде (конструкция не предусматривает наличие фильтров для их удаления), причем в кислотной среде (например, в желудке человека или в супе) они опять превращаются в опасные для здоровья соли. Эффективность таких установок значительно снижается по мере загрязнения контактирующих с очищаемой водой электродов и через 10 — 15 дней эксплуатации необходимо их промывать раствором кислоты.

Третья группа — мембранные системы (нанофильтрация, обратный осмос). Они удаляют из воды почти всё, и самое главное — ионы металлов, необходимые для поддержания солевого баланса организма (Ca, Mg, K, и т.д.). Обессоленная (почти дистиллированная) вода необходима в медицине (например, для приготовления растворов) и в технике (например, для аккумуляторных батарей). Относительно дорогие при покупке и очень дорогие в эксплуатации мембранные системы имеют низкую производительность, очень чувствительны к хлору, механическим загрязнениям, органике, а некоторые модели пропускают хлорорганические соединения и токсины от размножающихся на мембране микроорганизмов. По многим показателям вода, очищенная мембранными системами, не является питьевой. Однако мембранная фильтрация необходима в регионах с минерализацией воды в 10-15 раз выше нормы.

Четвертая группа — ультрафиолетовая обработка воды. Используется для обеззараживания воды, как правило, в комплексе с фильтрами (первая группа) и мембранными системами (третья группа).

Практически у всех систем доочистки воды отсутствует какая-либо индикация ресурса, в то время как ГОСТом предусматривается обязательное наличие датчика ресурса системы водоподготовки.

Пятая группа — озоносорбционная очистка воды нормальной минерализации, основанная на сильнейшем окислительном потенциале озона.

3. Отличительные особенности озоновой очистки воды.

Озон в качестве окислителя используют на разных стадиях подготовки воды. Оптимальные условия применения озона для обработки природных вод зависят от качества исходной воды: pH, концентрации общего органического углерода (ООУ), соотношения легко- и трудноокисляемых органических соединений, щелочности, жесткости, мутности, цветности.

Озон более сильный окислитель, чем хлор. Озон не образует хлораминов или других хлорпроизводных. Он сохраняет свою эффективность в широком диапазоне рН или при наличии аммиака. Поэтому спектр загрязнений, которые он эффективно удаляет, значительно шире. Скорость взаимодействия его со многими классами органических соединений, так же как и глубина их деструкции, значительно выше, чем у хлора. Озонирование широко используется для обесцвечивания воды, устранения неприятных запахов и привкусов, удаления железа и марганца, подавления роста водорослей, окисления следовых количеств специфических органических загрязнений (фенолов, нефтепродуктов, СПАВ, аминов, пестицидов и др.).

Озон образуется из кислорода и превращается в кислород. Он не остается в воде подобно хлору или другим окислителям.

Озон непревзойденный агент по уничтожению бактерий, вирусов и других микроорганизмов. Для эффективного обеззараживания питьевой воды нужна доза озона, достаточная для достижения остаточной концентрации растворённого озона 0,4мг/л, которая должна поддерживаться в течение 4 мин. Механизм дезинфекции озоном сильно отличается от процесса дезинфекции хлором. Хлор диффундирует сквозь стенку бактериальной клетки, клетка погибает вследствие поражения ферментом. Дезинфекция озоном происходит в результате частичного или полного разрушения стенки бактериальной клетки (лизиса). Очевидная разница в механизмах дезинфекции озоном и хлором объясняет, почему дезинфекция озоном происходит намного быстрее дезинфекции хлором. Например, эффективность дезинфекции озоном цист криптоспоридий (Cryptosporidium cysts) в 200 раз выше, чем при дезинфекции хлором. На E-coli (бактерии группы кишечной палочки) озон действует в 3100 раз быстрее, чем хлор.

После обнаружения флокулирующего эффекта, возникающего при озонировании, стало широко использоваться предозонирование. Предозонирование повышает эффективность последующих стадий (коагуляции и фильтрования) в большей степени, чем предхлорирование. В настоящее время предварительному озонированию как методу обработки воды отводится не меньшая роль, чем дезинфекции.

В развитых странах озонирование воды является основным способом водоподготовки. Мосводоканал использует озоносорбционный способ подготовки питьевой воды на городских станциях водоочистки. К сожалению, после этого вода хлорируется и отправляется к населению по изношенным водопроводным сетям.

Обычно озон получают в электрическом разряде в осушенном воздухе или в кислороде. В среднем на производство 1 кг. озона затрачивается 40 кВт.час. Затраты на образование озона складываются из следующих составляющих:

1. Осушение воздуха.

2. Электросинтез озона.

3. Охлаждение активной зоны озонатора.

4. Компрессор для повышения давления при барботировании.

Широкое использование озонирования для локальных систем очистки питьевой воды сдерживалось до последнего времени отсутствием простых и надежных способов получения озона.

В предлагаемом Вам оборудовании установлен озонатор, работающий на неосушенном воздухе с энергозатратами около 17 кВт/кг озона.

Отметим следующие особенности наших озонаторов:

1. Тихий коронный разряд обеспечивает при меньших энергозатратах более высокую концентрацию озона, чем ультрафиолетовые системы.

2. Все элементы озонатора изготовлены из материалов, не подверженных электрохимической коррозии.

3. Наша технология производства озона не требует охлаждения рабочих элементов и не приводит к образованию большого количества нитросоединений.

4. Не требует специальной подготовки воздуха.

Озоновые очистители состоят из следующих основных узлов: блока питания, озонатора, инжектора, датчика ресурса фильтров, блока озоносорбции и элементов автоматики. На способ и устройство по очистке воды, а также на озонатор, инжектор и некоторые элементы автоматики получено 6 патентов РФ.

Принцип работы озоновых очистителей воды очень прост.

Вода из подводящей магистрали подается в инжектор, который в рабочем режиме обеспечивает разрежение необходимое для открытия клапана — реле и включения питания озонатора. Озон вводится в воду за счет эжекции, что позволяет осуществить эффективное микродиспергирование и массопередачу. Эффективность такого способа введения озона в воду составляет 92-96%, тогда как при барботировании величина в 60% является уже труднодостижимой. Растворение озона в обрабатываемой воде происходит на границе раздела фаз, формируемой пленочными водяными перемычками между пузырьками. Средний размер пузырьков озонированного воздуха имеет величину до 10 мкм, а толщина пленки водяной перемычки между пузырьками газа составляет в среднем 0,4 мкм, что и обеспечивает чрезвычайно эффективное окисление загрязнителей и обеззараживание воды уже после точки ввода озона в воду. Затем микрогетерогенная двухфазная система «вода-озоносодержащий газ» попадает в блок озоносорбции, заполненный активированным углем. Таким образом, удаление из воды загрязнителей происходит в две стадии: окисление и озоносорбция на активных углях. Доза озона в воде поддерживается в диапазоне 1-1,5 мг/л, что обеспечивает эффективное окисление широкого класса загрязнений. Кроме того, наличие озона в воде улучшает синергетический эффект активного угля, увеличивая его поглотительную способность как на поверхности, так и в порах в десятки раз, что значительно продлевает срок службы угольных фильтров. Датчик ресурса фильтра обеспечивает индикацию состояния блока озоносорбции, и при выработке 90% ресурса фильтров загорается сигнальная лампа и включается звуковая индикация.

4. Результаты гигиенической оценки качества питьевой воды, полученной после доочистки в озоновом очистителе воды типа «АкваМама».

Исследования по оценке эффективности работы Очистителей проводились как на московской водопроводной воде, так и на модельных водах с различными видами антропогенных загрязнений (биологических, химических). Исследования проводились на полном ресурсе Очистителя – 30 000 литров.

Гигиеническая оценка проводилась в следующих направлениях.

• Интегральная оценка воды, прошедшей через очиститель, по данным биотестирования на гидробионтах (инфузориях и дафниях) и в тесте Эймса.

Биотестирование показало существенное снижение значимого мутагенного эффекта суммарного химического загрязнения: дафнии в исходной воде погибали менее чем за 24 часа, в доочищенной воде оставались живыми более 72 часов. Оценка по интегральным показателям выявила отсутствие на всем ресурсе испытаний миграции из конструктивных и сорбционных материалов Очистителя высокотоксичных химических веществ и веществ, обладающих мутагенной активностью.

• Изучение эффективности доочистки воды от бактериального, вирусного и паразитарного загрязнений.

Изучение эффективности обеззараживания воды Очистителем проведено в ресурсных испытаниях на модельных водах с уровнями загрязнения по Коли-индексу – 103 БГКП/л, по ОМЧ – 102 мт/мл, по клостридиям — 10-60 кл/л, по синегнойной палочке – 6-10 кл/л, по сальмонеллам – 10-40 кл/л. Эффективность бактерицидного действия Очистителя на протяжении ресурса была стабильной – 100%. Также изучалась возможность ухудшения качества воды по бактериологическим показателям в условиях 2-3 дневных перерывов в работе на московской водопроводной воде. При доочистке Очистителем водопроводной воды не отмечалось размножения сапрофитной микрофлоры и бактерий группы кишечной палочки даже при длительных перерывах в работе.

Оценка эффективности обеззараживания воды в отношении вирусного загрязнения по колифагам (103 БОЕ/л), по вирусу полиомиелита (103-104 в литре) выявила 100% инактивацию. Очиститель в ресурсных испытаниях обеспечивает 100% противопаразитарную барьерную функцию в отношении яиц гельминтов и онкосфер тениид, цист лямблий и ооцист криптоспоридий при исходном загрязнении 10 экземпляров на литр.

• Изучение эффективности доочистки воды от органических загрязняющих веществ.

Эффективность доочистки воды Очистителем от хлорорганических загрязнений в ресурсных испытаниях при исходных концентрациях 2-3 ПДК составила 87-92%. Эффективность удаления фенола при исходных концентрациях 5-6 ПДК превышала 95%, эффективность удаления ПАУ (по бенз (а)пирену) составляла до 95%. Установлена высокая эффективность доочистки воды от хлорорганических пестицидов (при их исходном содержании около 2-3 ПДК) – до 77% на всем ресурсе. Очиститель эффективно снижал на 79% содержание в воде поверхностно-активных веществ.

• Изучение эффективности очистки воды от тяжелых металлов.

Эффективность работы Очистителя «АкваМама» по очистке от металлов, нормированных по санитарно-токсикологическому (свинец, кадмий, алюминий, мышьяк и т.д.) и органолептическому (медь, марганец, железо) признаку вредности, изучалась на ресурсе 30 000 л. при исходном содержании загрязнений 2-3 ПДК. Эффективность очистки воды составляла: по свинцу – до 91%, по кадмию – более 97%, по мышьяку – более 96%, по алюминию – до 90%, по кобальту – до 72%. По металлам, нормированным по органолептическому признаку вредности, эффективность очистки воды составляла: по меди – до 81%, по марганцу – до 86%, по цинку – 84%, по железу – до 99%.

• Изучение эффективности доочистки воды по органолептическим показателям.

На всем ресурсе испытания доочищенная вода не приобретала посторонних запахов и привкуса. Снижение мутности составляло 97%, уменьшение цветности при исходном уровне 15-18 градусов составляло 87%. Остаточный активный хлор при исходном уровне 1-1,2 мг/л удалялся на 83%. Изучение в ресурсных испытаниях динамики показателей солевого состава не выявило их выраженных изменений: жесткость и щелочность воды и содержание хлоридов и сульфатов при доочистке не изменялись.

При углубленном анализе доочистки Очистителем «АкваМама» московской водопроводной воды установлено выраженное улучшение органолептических характеристик воды, полное сохранение в воде биологически необходимых компонентов (солей кальция, магния, калия, бикарбонатов и сульфатов), значительное снижение содержания легко окисляемых органических веществ – полностью удалялись из воды ксилол, толуол, фенол. В очищенной воде отсутствовали полупродукты озонирования и окисления, такие как формальдегид и ацетальдегид.

Озоновый очиститель воды «АкваМама» обеспечивал снижение комплексного показателя токсичности воды по элементам первого и второго класса опасности (СанПИН2.1.4-559-96) с исходного уровня 2,36 ед. более чем в 2,5 раза.

Результаты оценки эффективности доочистки питьевой воды озоновым очистителем «АкваМама» свидетельствуют, что на протяжении ресурсных испытаний (30 000 л) на модельных водах, содержащих 2-3 ПДК загрязнений, и на московской водопроводной воде с уровнями загрязнений от 0,1 до 1,5 ПДК качество доочищенной воды по санитарно-бактериологическим, вирусным и паразитарным показателям, по органолептическим показателям, уровням токсичности и мутагенной активности соответствовала гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

5. Опыт применения «Озоновых очистителей воды» и «Систем озоновой очистки воды».

Опыт эксплуатации Очистителей и Систем «АкваМама», а также их независимые тестирования в центрах испытаний Министерства обороны РФ и других показали высокую надежность озоновой очистки воды, даже при загрязнении воды, значительно превышающем нормативы. Полное обеззараживание воды от вирусов и бактерий обеспечивалось даже при очень высоких уровнях заражения исходной воды.

К настоящему времени установлено более 2500 Очистителей «АкваМама» производительностью до 3 л/мин. и около 500 Систем различной производительности. Системы поставлялись в детские и медицинские учреждения десятков регионов России по государственным контрактам в рамках федеральной программы «Дети Севера».

Нашим оборудованием оснащен учебный центр ГОЧС в г.Звенигороде. Среди наших клиентов рестораны «Макдональдс», СП «Тиги-Кнауф», «Шереметьево – Карго», «ОСТ-Аква» и др.

Интересен опыт администрации г.Воронеж по использованию нашего оборудования. В 2000 году в городе были открыты три павильона «Чистая вода» для бесплатной раздачи воды населению.

В последнее время озоновая очистка стала популярной у фирм, занимающихся бутилированием питьевой воды. В частности, Концерн «Живая вода» установил две линии озоносорбционной водоподготовки.

Неизменным успехом пользуется «Система озонового кондиционирования бассейна», позволяющая обходиться без хлор-бромсодержащих дезинфектантов.

Хозяева десятков подмосковных коттеджей установили Системы озоновой очистки питьевой воды, зачастую, взамен импортного оборудования.

Использование озонового кондиционирования в малых очистных канализационных сооружениях (септик-колодцах) позволяет добиться полного обеззараживания и отсутствия запаха сточных вод, что делает воду пригодной для полива или сброса в дренажные канавы.

Для Консорциума «Сахалин-1», ведущего разработку нефти и газа на северо-восточном шельфе острова Сахалин, мы поставляем «Станции озоновой водоподготовки» полной заводской готовности. Смонтированная в блок-контейнере «Станция» полностью автоматизирована. В зависимости от числа жителей вахтового поселка поставляются «Станции» производительностью от 20 до 500 куб. м воды в сутки.

Управление науки, новой техники и экологии ОАО «ГАЗПРОМ» провело независимую экспертизу и рекомендовало использовать озоносорбционное оборудование в социальной и жилищно-коммунальной сфере подразделений ОАО «ГАЗПРОМ».

Шестилетний опыт эксплуатации показал высокую эффективность, надежность и простоту использования нашей продукции. Стоимость одного литра очищенной 8воды составляет до 30 копеек при использовании Очистителя «АкваМама» и только 1,5 копейки при использовании Системы «АкваМама».

28.07.2011, 3779 просмотров.