1.1. О замечательных свойствах природного цеолита и активированного угля

Итак, одним из основных способов повышения качества питьевой воды является ее доочистка с помощью бытовых фильтров. В России и странах СНГ широко представлены бытовые фильтры европейских, американских и отечественных производителей.

ООО «Сибирь-Цео» выпускает фильтры для доочистки воды серии «Арго»: угольно-цеолитовые и на основе твердого полимерного цилиндрического пористого фильтрующего элемента пространственно-глобулярной структуры.

Общеизвестно, что существующие ныне традиционные методы очистки питьевой воды позволяют удалить из нее преимущественно вещества, находящиеся во взвешенном состоянии. Что касается мелкодисперсных частиц и многих растворенных в воде веществ, то в отношении последних, как известно, барьерная роль водоочистных сооружений невелика. Проводимыми в нашей стране и за рубежом исследованиями установлено, что наиболее перспективным методом, обеспечивающим достаточную глубину очистки воды, является применение высокоадсорбционных материалов (активированный уголь, ионообменные материалы и ряд других), преимущество использования которых заключается в том, что с их помощью вредные примеси извлекаются из воды, не превращаясь в другие соединения, резко ухудшающие качество воды, как это происходит при использовании окислителей.

Одним из таких материалов является каркасный алюмосиликат, характеризующийся как высокоактивный сорбент, селективный ионообменник и молекулярное сито- цеолит.

«Цеолит является алюмосиликатом со скелетной структурой, содержащей пустоты, занятые крупными ионами и молекулами воды, имеющими значительную свободу движения, что приводит к ионному обмену и обратимой дегидратации» [6].

Оксидная формула широко распространенного природного цеолита клиноптилолита имеет вид:

(К, Na, 1/2Са)2 O*Al2O3*10SiO2*H2O.

Самой примечательной особенностью цеолитов, практически определяющей специфические свойства этих минералов, является наличие системы пустот и каналов в их структуре, которые могут составлять до 50% от общего объема минерала, что обуславливает ценность цеолита как сорбента. Входные отверстия из каналов в полости цеолитов, образованные кольцами из стомов кислорода, - наиболее узкие места каналов: их формой и размерами определяются величины ионов и молекул, которые могут проникнуть в полости, на чем основано применение цеолитов в качестве молекулярных сит.

Цеолиты как ионообменники катионного типа характеризуются высокой ионообменной селективностью к радиоактивным элементам, сорбционной способностью к тяжелым металлам, фенолу, аммонийному азоту [6].

Немного истории. Цеолиты - в переводе с греческого «кипящие», или «вскипающие», камни - были открыты шведским исследователем Кронштедом почти 250 лет назад. До начала XX столетия на эти минералы не обращалось сколько-нибудь серьезного внимания. Первые испытания свойств природных цеолитов в России проводились в 1913 г. на опытном комбинированном фильтре станции Ейск Московско-Курской железной дороги, с целью умягчения московской водопроводной воды и воды из артезианской скважины для котлов паровозов. Первое промышленное месторождение цеолитов было открыто в 1969 г. на территории Туркмении (Бадхызское проявление). После этого открытия стала создаваться сырьевая база нового вида полезного ископаемого - цеолитовых туфов, и началось их использование в разнообразных сферах жизнедеятельности человека. К 90-м гг. XX в. разрабатывается несколько десятков цеолитовых месторождений в России и за рубежом [7].

В настоящее время цеолиты используются очень широко (табл. 1).

Таблица №1

Отрасль

Вид и цель применения

Промышленность, коммунальное хозяйство и экология

• Сорбция и ионный обмен
• Очистка хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод от радиоактивных, химических веществ и тяжелых металлов
• Охрана и очистка подземных вод
• Подготовка питьевых вод

Животноводство

• Биостимулирующие добавки к кормам животных
• Комбикорма в птицеводстве
• Комбикорма в пушном звероводстве и кормлении диких кур
• Комбикорма в рыбоводстве
• Дезодорация воздуха производственных помещений
• Гигиенические подстилки для скота

Растениеводство

• Тепличное хозяйство
• Улучшение структуры и свойств почв
• Пролонгаторы действия (носители) пестицидов, гербицидов, минеральных удобрений, дезинфицирующих средств
• Получение суперфосфата
• Выращивание цветочных культур (хризантемы, розы, гвоздики, цинерарии и др.)
• Стимулирование роста растений

Пищевая промышленность

• Чаеводство, виноделие и пивоварение
• Рафинирование масел, сиропов, напитков
• Длительное хранение фруктов и овощей (опудривание)

Медицина

• Катализ реакций в организме
• Радиопротекторы
• Сорбционная терапия
• Коррекция микроэлементозов

Экология

Очистка стоков:
• от азота аммонийного;
• от токсичных ионов тяжелых металлов (медь, ртуть, хром, никель, цинк) и других вредных компонентов (нефтепродукты, фенолы)

Захоронения радиоактивных отходов

Дезактивация пораженных радиацией территорий:
• воздух, вода, почва, растения, животные, продукты питания, техника, строения и др.

Но наиболее «древней» проблемой, которая решалась с помощью цеолитов, была очистка воды. Благодаря своим уникальным адсорбционным, ионообменным и каталитическим свойствам природные цеолиты гораздо успешнее, чем кварцевый песок, работают в фильтрах очистных сооружений и станций водоподготовки.

Кроме того, значительная часть Российской Федерации - это территории, пострадавшие от Чернобыля (120 городов, где выявлено более 2000 участков радиоактивного загрязнения, других пораженных территорий, зон экологического неблагополучия). Квалифицированное использование природных цеолитов (только разведанные запасы которых приближаются к 50 миллиардам тонн) позволяет решать эту и множество других природоохранных, радиоэкологических и медико-биологических проблем.

Как бы ни была широка область применения природных цеолитов, в настоящее время сделаны лишь первые шаги в освоении уникального материала, подаренного человеку природой, глубокое познание физико-химических свойств" которого открывает огромные возможности. С уверенностью можно сказать [8]:

Цеолиты - это минерал XXI века!

Активированный (активный) уголь, на поверхность частиц которого нанесено серебро в несмываемой форме, является вторым сорбентом в составе фильтров серии «Арго». Применение активированного угля позволяет: устранить остаточный хлор, улучшить органолептические свойства питьевой воды, устранить органические примеси в воде.

Прогресс аналитических методик с использованием сложных и совершенных технологий позволил:

- выявлять присутствие в воде тригалометанов (ТГМ), галоалифатических кислот и многих других специфических, в том числе вторичных загрязнений, которые рассматриваются как весьма опасные для человека;

- определять и обосновывать негативную роль биоокисляемого растворенного органического углерода (БРОУ) в решении задачи сохранения качества питьевой воды в сетях ее распределения.

Научные исследования связывают хлор и побочные продукты хлорирования воды с онкологическими заболеваниями мочевого пузыря, печени, желудка, прямой кишки, а также с болезнями сердца, атеросклерозом, анемией, высоким кровяным давлением и аллергическими реакциями. Есть также свидетельства того, что хлор может разрушать белки в организме человека и оказывать неблагоприятное воздействие на кожу и волосы. Наличие хлора в воде может и способствовать образованию хлораминов, которые вызывают проблемы с запахом и вкусом [5].

Целый ряд органических загрязнений (нитраты, аммоний и др.), определяющих содержание БРОУ, привкусы, запахи воды, а также хлорорганика могут быть извлечены на фильтрах с загрузкой из активированного угля [9].

Применением адсорбентов, в частности, активированного угля, сегодня удается извлекать из воды многочисленные растворенные и, прежде всего, трудно-окисляемые загрязнения (молекулы некоторых пестицидов, ряд органических микрозагрязнений, определяющих привкусы и запахи воды, некоторые минеральные микрозагрязнения).

При транспортировании очищенной воды по трубопроводам, как уже было сказано выше, возможно ее вторичное загрязнение, в том числе и микроорганизмами, поэтому в бытовых фильтрах выполняются технические мероприятия, создающие условия для подавления жизнедеятельности микроорганизмов.

В угольно-цеолитовых фильтрах серии «Арго» в качестве такого технического решения применено фильтрование воды через цеолит (клиноптилолит), а также активный уголь, обработанный серебром.

Алюмосиликаты, обладающие высокой сорбционной способностью, обусловленной их большой ионообменной емкостью, сорбируют различные микроорганизмы и вирусы. В результате экспериментальных и натурных исследований на водоочистных сооружениях установлено, что добавление в воду глинистых алюмосиликатов значительно повышает эффективность очистки от микроорганизмов и мелкодисперсных частиц. Установлена также высокая сорбционная способность таких природных сорбентов, как клиноптилолит, в отношении энтеровирусов и бактериофагов [6].

Известно, что глинистые минералы при определенных условиях могут эффективно сорбировать практически все изученные вирусы: арбовирусы, миксовирусы, энтеровирусы, вирусы растений, бактериофаги и актинофаги. Таким образом, естественные минеральные сорбенты группы алюмосиликатов обладают достаточно высокой эффективностью удаления вирусов и бактерий из воды, что дает возможность использовать их в практике водоподготовки. Кроме того, фильтрующая загрузка на основе цеолита обладает барьерными функциями по отношению к крупным органическим молекулам, в частности, по 3,4 бенз(а)пирену: до 90% [6].

Применение активного угля, обработанного серебром, способствует подавлению жизнедеятельности микроорганизмов и ускорению реакции окисления органических загрязнений. Особо следует отметить, что подавление жизнедеятельности микроорганизмов происходит на поверхности частичек угля, и катионы серебра не поступают в воду.

Статья из брошюры «Фильтры серии «Арго» как источник качественной воды, 2005 г.»
Скачать брошюру в DOC-формате

Бытовые фильтры для очистки воды серии АРГО в каталоге:

Информационные материалы:

Написать комментарий [отменить ответ]

Внимание: HTML разметка не поддерживается!!

Статьи по теме:

Все статьи раздела