Сравнение  методов. Очистка  воды от загрязнений

Чистая  вода – это один из трёх китов, на которых покоится  наше здоровье и сама жизнь (вода, еда, воздух). Все труды по поддержанию здоровья  (правильные упражнения, питание, практики) в отсутствии чистой воды на определенном этапе могут пойти прахом. Как, например, объяснить то, что все наши родственники и друзья из Воронежа приезжали  в Мытищи с больными почками и печенью, как и мама когда-то? Врачи это не объясняют никак. Для мамы же всё было ясно. – Избыточное содержание фтора в питьевой воде в размере несколько предельно допустимых концентраций. Мама была химиком, и делать анализы воды было её прямой обязанностью. Говорила ли она об этом? – Да. Слушал ли её кто-нибудь? – Нет, разве что мой папа.   Такова природа человеческого ума. – Факт стучится в дверь. Мы выходим, смотрим сквозь него и спрашиваем: «Кто тут»? Известны случаи, когда люди подвергали себя последовательным длительным, а подчас и тяжелым процедурам, пытаясь безуспешно избавиться от того или иного недуга. А стоило начать пить просто другую, даже не фильтрованную воду, – и недуг уходил. Вода, при длительном пользовании ею, становится увеличительным стеклом  собственных маленьких отклонений в химическом и структурном составах. А если отклонение немаленькое? – Тогда и проблемы возникают большие!

Средняя норма потребления воды в день на человека - от 150 до 400 л в день. И лишь 1.5-4 из них принимается внутрь. Всё остальное, «обогащенное» мылом, грязью, и многим сами знаете, чем еще, поступает на централизованную или локальную переработку.  И это в лучшем случае и в развитых странах.- Весомой частью сюжета  некоторых русских (и не только) фильмов и  мультфильмов была сточная труба, сбрасывающая в реку (море, океан) отработанную в химическом (металлургическом, фармакологическом, животноводческом и т.д.) производстве воды. И далеко не всегда эта вода, особенно в прошлом, проходила хоть какие- либо циклы очистки. А сколько всего этих стоков было, есть и будет можно судить хотя бы по тому, например, что при производстве 1 тонны стали расходуется 400 тонн воды. Что бывало (и случается сейчас) с теми  местами, где скапливались все заводские остатки, подчас просто затруднительно описать.  Например, река Яуза, на берегу которой я проживал, в 70- ые - 80-ые годы представляла собою просто  промышленный отстойник. Выше по течению стоял Мытищинский машиностроительный завод, многочисленные автобазы и мелкие заводики. В бочагах и заливчиках скапливалась неописуемая дрянь, способная гореть, как напалм, без доступа воздуха. В детстве с друзьями я не раз проверял такие вот местечки в реке на горючесть (ай-яй-яй). Как правило, эксперименты были успешными, - иногда реку приезжали тушить пожарные машины! Будучи студентом, удобрял огород водой из одной маленькой речушки   (выше по течению был животноводческий комплекс). А вирус гепатита подхватил, глотнув водички при исследовании странной трубы, выходящей на дно горной реки из близлежащего санатория на берегу Чёрного моря.  Осваивал, так сказать, практические азы своей будущей специальности.

Живая вода рек и морей обладает замечательной способностью очищать сбрасываемые стоки.  Однако, - до определенных пределов, переступать которые крайне не желательно, так как вода не просто уже не очищается, а переходит в качественно иную категорию с другими сообществами бактерий, химизмом, физическими и биологическими свойствами, крайне неблагоприятными для живых существ.

Чего же  в воде быть не должно или должно быть не более чем?

 Загрязнения градируются на 4 основных типа:

-1. биологическое

бактерии, вирусы, одноклеточные водоросли, цисты и споры паразитов;     

-2. тяжелые металлы;

-3. органические соединения

продукты распада живой материи (гуминовые   кислоты, хлорофилл,   аминокислоты) и их производные, индустриальная органика, пестициды. Все это содержит углерод;

-4. неорганические соединения

металлы, нитриты(NO2), нитраты(NO3), хлориды(Cl),  фториды(F),  цианиды(CN), сульфаты (SO4), хлор остаточный, калий (К), кальций (Са), магний(Мg), фосфор (Р) и другие, менее распространенные соединения.

Загрязнения присутствуют в воде в виде:

1. нерастворимых механических примесей (взвесь, песок, хлопья). Это, в основном, мелкие неорганические частички и продукты жизнедеятельности живых организмов.

2.коллоидных растворов  или пленки на воде. Активные вещества в таких растворах слипаются в комки и пленки по 50-100 и больше молекул. В таком виде, чаще всего, существуют колонии микроорганизмов и многие органические загрязнители, в основном, искусственного происхождения.

3. растворимых соединений. Это  и природные газы и соли, растворенные в воде. Это и производственные выбросы тяжелых металлов, остатки минеральных удобрений с полей, гербициды и пестициды. Особенно изощренно и непредсказуемо действуют некоторые из лекарств. Попадая в воду в виде отходов с фармацевтических предприятий и продуктов переработки человеческой жизнедеятельности даже в совершенно ничтожных количествах,  они способны приводить к изменению в генетическом аппарате потребляющих такую воду живых существ, вызывать умственную отсталость, сложные патологии, сказываются на детородных функциях. Впрочем, столь же неблагоприятные последствия дают и остатки ракетного топлива, например, распыляемого при пуске ракет на очень большие территории.

Да мало ли что еще из совершенно невообразимого сейчас? Сколько их всяческих производств, удовлетворяющих наши все более изощренные нужды? Поэтому, описывая способы защиты (увы, только себя, а не всех живых существ) от загрязнений, присутствующих в воде, мы должны полностью отдавать себе отчет, что дальше будет только хуже. И единственный выход - это умерить аппетит в потреблении, уменьшая свой вклад в дело перепроизводства всего, чего только можно. Свой, личный, здесь и сейчас, а не в рамках какой-либо программы. За все это каждый из нас несет персональную ответственность.

Вернемся  к частным «водяным» проблемам. 

Полный список  параметров, «водяных неприятностей» и способов борьбы с ними  весьма длинен. Некоторые соединения, как смертельно опасные, должны отсутствовать в воде полностью. И  колодец, скважина, речка или ручеёк, выбранные вами как основной источник домашнего водоснабжения, должны быть обязательно проверены на возможно большее количество загрязнителей. Анализ воды даст возможность правильно скомпоновать систему  очистки, которая в своей основе моделирует тот или иной природный процесс:

-сорбции (сорбционные фильтры на основе угля, керамики, пористого титана и т.п.);

-осмоса (мембранные фильтры);

-электрохимические и каталитические реакции ( процесс ЭХА в фильтрации и активировании воды, ионообменные каталитические процессы);

- выпаривание и дистилляция (дистилляторы);

- солнечной радиации (ультрафиолет).

В зависимости от того, чем именно загрязнена ваша вода, комплектуется система предочистки, убирающая нерастворенные взвеси, умягчающие воду, удаляющие из неё излишки железа и марганца, а также микроорганизмы. Далее на кухне для питьевых нужд устанавливается фильтр или оконечная система глубокой очистки воды.

Если же вода к вам в дом приходит через централизованную систему водоснабжения, где она, как правило, уже прошла предочистку, то доочистку воды проводить значительно проще и менее затратно. Анализ воды, желательно проводить и здесь, хотя необязательно, в отличие от иных  прочих  источников водоснабжения. Почти всегда присутствующий в воде  хлор, работающий как основной дезинфектор на станциях водоочистки, убирается вместе с иными небольшими органическими загрязнителями самым дешевым угольным фильтром. Очень часто для получения приемлемо чистой воды что-либо делать ещё  и не требуется. Однако вы должны помнить, что и в централизованных системах и в скважинах – колодцах – родниках, состав примесей в воде может меняться как в пределах ПДК, так и больше, в зависимости от сезона, появления новых источников загрязнения,  мелиоративных работ и т.п. Не является бесспорно безопасным и регулярное потребление воды, в которой примеси содержатся на пределе ПДК, что происходит достаточно часто. И очень многие предпочитают застраховаться от всех неожиданностей  фильтром или домашней системой очистки воды.  Самая популярная в мире система обратного осмоса, например, предохраняет от всех типов загрязнения,  кроме микробиологического. Вы тоже можете её выбрать, хотя лично я являюсь противником применения систем глубокой очистки воды. Нужно заметить, что для доочистки  можно применять и некоторые методы биоактивации воды,  которые достаточно эффективно удаляют вредные примеси или преобразуют их в состав, безопасный для организма.

Многие существующие системы (ультрафиолетовые, ионообменные, пористый титан и пр.) не были сознательно включены в таблицу из-за ограниченного применения, меньшей распространенности или отсутствия коренных отличий по результатам.  Более подробно о приведённых в таблице методах можно почитать, выйдя на нужные страницы по ссылкам из таблицы.

Согласно таблице, наиболее эффективным является метод паровой дистилляции, который на выходе дает практически свободную от посторонних примесей воду.  Очень много фирм- производителей фильтров и систем очистки на этом и кончают свой обзор. Вот вам самый эффективный и дорогой вариант паровой дистилляции. Вот  менее эффективный, но более доступный и менее хлопотный процесс фильтрации методом обратного осмоса и так далее по убывающей (именно такова последовательность в американских, к примеру, "водяных" журналах). Таблицу же такого рода, как правило, очень редко кто делает. А если делает, то сравниваемые методы подбираются очень аккуратно.  В результате, например, вместо кричащих заголовков и пространных объяснений мы, в лучшем случае, находим коротенькие объявления о том что: доведенная до состояния дистиллята питьевая вода  противопоказана к постоянному потреблению. Мало того, что организму не доставляется необходимое количество солей и микроэлементов (многие из них, в другом виде и далеко не все доставляются так же и с пищей), сверх того, и это самое главное, дистиллированная вода ещё и вымывает их из него. Ухудшается кожно-волосяной покров, размягчаются кости, появляются и углубляются желудочно-кишечные заболевания. И это только верхушка айсберга неприятностей, происходящих в организме в случае длительного потребления дистиллята. Согласно, например, более чем 170 публикациям (на 1997 г,  данные FDA) недостаток магния в воде  напрямую связан с сердечно сосудистыми заболеваниями, самыми распространенными в наше время.  Исследования, проведенные Институтом Арктики и Антарктики совместно с украинскими медиками, показали, что в крови полярников, употреблявших лишь талую воду, концентрация кальция  через несколько месяцев  снижалась на 30%, значительно снижалась свертываемость крови, переломы и раны заживали в несколько раз медленнее. Дистиллированная вода находится в очень неравновесном состоянии  и, как губка, впитывает в себя из окружающего пространства газы, соли, мгновенно все это растворяет. Дистиллят разъедает даже трубы. Представляете, что происходит внутри нас, когда мы  выпиваем такую водичку. Даже на первый взгляд – ничего хорошего. Однако, если вода из выбранного вами источника, например, сильно минерализована, может содержать патогенные бактерии и вирусы, содержит иные типы загрязнений, то паровая дистилляция до появления систем проточной ЭХА являлась наилучшим выбором.

Обратноосмотические  системы до появления проточной ЭХА (Электрохимическая активация), а затем и систем с трековой мембраной, являлись вторыми по универсальности очистки. Имеют значительно меньшую стоимость производства одного литра воды и большую производительность, в сравнении с системами паровой дистилляции. Однако:

1.Обладают капризным характером и чувствительностью к некоторым параметрам воды, особенно к хлору (некоторые разновидности мембран), что может просто вывести их из строя.

-2.Требуют регулярных дезинфекционных процедур из-за вечной угрозы  Митозиса (см. Системы обратного осмоса и Керамические фильтры).

-3.Желательна предустановка угольных фильтров.

-4.Недостаточно долговечны.

-5.Кроме этого, согласно утверждению Aqua Technology, весьма уважаемому за независимость и честность суждений тематическому  ресурсу, системы обратного осмоса  преобразуют воду  в не самую здоровую для организма  структурную  форму (см. главу структура воды).

Системы фильтрации с применением трековой мембраны (ТМ), в том числе и наиболее совершенная из них «Водный Доктор», «вступили в бой» совсем недавно, но уже  вполне заслуженно отвоевали себе солидный кусок рынка. Трековая мембрана обеспечивает ещё большее качество фильтрации, чем это было достигнуто с помощью систем  обратного осмоса.

Главные  преимущества:

–1.При более чем качественной очистке воды от всех типов загрязнений ТМ способна работать как в напорном варианте с приемлемой производительностью, так и в полевых условиях, как накопительная система.

-2. ТМ обеспечивает наибольшую степень защиты от микробиологического загрязнения после системы паровой дистилляции, наряду с методом ЭХА. Обратноосмотические  системы, к примеру, неспособны бороться с этим типом загрязнения.

-3.Структура воды после фильтрации с применением трековой мембраны не является физиологически нездоровой, как это происходит при применении  систем обратного осмоса (согласно утверждению Aqua Technology).

-4. ТМ (трековая мембрана) является безальтернативным вариантом для применения в полевых условиях при фильтрации воды из открытых источников. Помимо главной задачи, -избавления от живой и мёртвой органики, ТМ чрезвычайно эффективно фильтрует и всё остальное. – Керамический фильтр, применявшийся лишь для обеззараживания воды и частичного удаления органики, безвозвратно ушёл в прошлое. ТМ неспособна  бороться только с вирусами. По этому параметру «Водный Доктор» проигрывает методам ЭХА и паровой дистилляции, которые, однако, и не используются для очистки воды из открытых источников. Да и вообще, - чистить воду от вирусов, - это не очень актуально. От бактрерий - да, но с этим ТМ справляется замечательно.

-5. Срок службы трековой мембраны весьма велик. Без всякой замены, а лишь с регулярной промывкой она будет служить до 2-х лет при достаточно интенсивной эксплуатации.

Что же касается системы проточной электрохимической активации (ЭХА), то являясь до недавнего времени темной лошадкой для большинства американцев и до сих пор - для европейцев, она давно и очень успешно используется в России, странах СНГ, Японии, и Канаде (собственная разработка силами бывших советских учёных). Немного проигрывая по общей степени очистки от загрязнений «Водному Доктору», метод ЭХА, тем не менее, имеет несколько важных преимуществ:

Первое. – Себестоимость получаемой воды из всех методов самая маленькая именно у ЭХА.

Второе.- Производительность значительно выше, чем у всех остальных реальных конкурентов.

Третье.- Надёжность и долговечность. Нет никаких расходуемых элементов (мембран, картриджей, мешочков, предохраняющих нагревательные элементы дисстилляторов от солей жёсткости, сами нагревательные элементы). Оборудование способно служить до 10 лет и больше без какого-либо ремонта и замены деталей.

Червёртое и Главное. – Это биологическая активация воды с преобразованием её структуры в наиболее физиологически приемлемую для нас форму – гексагональную (см. раздел структура воды). По остальным физиологически важным параметрам «Водный доктор» до ЭХА уже дотянулся.

Некоторые фильтры, весьма популярные в России, не имеют международной сертификациии и чёткого позиционирования по параметрам. Именно из-за недостатка официальных данных по ним, здесь не рассматриваются такие весьма перспективные  фильтры, как цеолитово - шунгитовый или доломитово – цеолитово - шунгитовый.

Сравнивая характеристики различных методов очищения воды от загрязнений чуть более пристально, без пустого «замыливания глаза» техническими деталями и цифрами, каждый из нас может сделать определенные выводы. И эти выводы могут сильно отличаться от тех,  которые мы получаем с тысяч «водяных сайтов» и специализированных изданий...

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.newdoctor.ru