Практическое применение нанотехнологий для очистки питьевой воды (доклад)
| Вид материала | Доклад |
- Практическое применение нанотехнологий для очистки питьевой воды (доклад), 1127.59kb.
- Урок. Тема. Вода. Качество питьевой воды. Очистка воды, 49.25kb.
- «Применение устройств магнитной обработки и очистки воды на операциях гальванического, 59.18kb.
- Новые сорбционные материалы и технологии для подготовки питьевой воды и очистки сточных, 38.86kb.
- Способы очистки питьевой воды, 23.6kb.
- Аботает на гидрологических станциях, станциях биологической и глубокой очистки сточных, 21.68kb.
- Исследование рынка питьевой воды, 89.24kb.
- Окружающая среда роль питьевой воды в обеспечении организма человека микроэлементами, 127.36kb.
- Принцип работы установки для очистки сточных вод, 25.95kb.
- Аппендикс: методы очистки воды, 360.55kb.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ (доклад).
Известно, что более половины всех болезней людей связано с употреблением некачественной питьевой воды. Сейчас на Земле практически не осталось мест, где можно найти чистую природную воду, пригодную для питья. Горные ледники, некоторые подземные озера, ключи и родники, Байкал, Антарктида и Арктика — вот, пожалуй, и все. Что из этого доступно современному городскому жителю? Большие реки испорчены промышленными стоками, дождевая вода содержит растворенные газообразные выбросы, вода из лесного озера или речки содержит огромное количество органики. Ученые считают, что питьевая вода хорошего качества увеличила бы среднюю продолжительность жизни современного человечества на 20-25 лет. Все больше людей в Украине понимают это, и поэтому не употребляют в пищу воду из-под крана, а либо покупают фильтры для воды, либо пользуются бутилированной водой.
«Даже идеальная по нашим понятиям так называемая родниковая вода не всегда так хороша, как может показаться на первый взгляд». Почему? — Исследования члена коллегии национальных экспертов СНГ, доктора технических наук Виктора ШАРКОВА и директора Центра биоголографии (г. Москва) Валерия ЛЕБЕДЕВА. (Статья из еженедельника «АиФ Здоровье»)
Правда о бутилированной воде
Раньше производители писали на бутылках, что это вода — ключевая, сейчас обычно пишут честно — очищенная. Что же означает — очищенная? Широко известен только один метод глубокой очистки воды — так называемый «обратный осмос». Вода продавливается через мельчайшие мембраны, которые буквально отдирают от воды практически все растворенные соли и другие вещества, как полезные, так и вредные. В результате такой очистки получается дистиллированная или почти дистиллированная вода. Многие люди ошибочно полагают, что дистиллят — это и есть идеальная питьевая вода.
На самом деле дистиллированная вода — это сильнейший яд.
Человек может годами пить грязную воду с многократным превышением ПДК по меди, железу, даже ртути (посадить печень не так-то просто!), но с гарантией умирает в течение недели, если будет пить дистиллированную воду. Почему? Потому что вода, лишенная всех растворенных веществ, крайне активно начинает их вымывать из организма.
Дистиллированная вода является не питьевой, а технической.
Для того, чтобы ее можно было пить, дистиллят минерализуют, иначе говоря, добавляют некоторые полезные соли: кальция, магния, натрия. Но и при этом, обогащенная несколькими необходимыми для организма солями, минерализованная дистиллированная вода резко отличается от природной, в которой тысячи растворенных веществ и микроэлементов.
Скажите, многие стали бы пить «минерализованную» бутилированную воду, если бы знали, что исходным веществом для нее является сильный яд — дистиллированная вода? Кроме того, как Вы думаете, выглядит процесс минерализации? На производстве стоит несколько капельниц, которые добавляют в дистиллят столько-то солей кальция, столько-то солей магния, столько-то солей натрия. Можно ли поверить, что эта аппаратура не дает сбоев и всегда идеально выдерживает заданные пропорции? Не логичнее ли предположить, что возможны сбои, когда идут, например, одни соли кальция или вообще ничего не идет? Но даже при идеальной работе механизма минерализации получается вода с содержанием очень малого числа полезных солей и с практическим отсутствием полезных микроэлементов, которые не докупить ни в одной аптеке.
На «обратном осмосе» делают водку. Любой, кто выпивал больше бутылки водки замечал, что поутру начинает ломить кости. Почему? Потому, что дистиллят вымывает соли из костей. В силу вышесказанного, глубоко ошибаются те, кто считает, что покупка или заказ на дом бутилированной воды по 5 руб. за литр, решает проблему питьевой воды.
Дистилляция воды с последующей минерализацией требует довольно больших затрат, на которые идут далеко не все производители «питьевой» воды. Выше шла речь именно о честных производителях, стремящихся выдержать заявленную технологию.
На сегодняшний день около 80% бутилированной воды производится не по заявленной технологии. Например, следующим образом: гастарбайтеры из некоей солнечной страны в резиновых сапогах забираются в большую ванную, наполненную водой из-под крана, замешивают в нее коагулянт (осветлитель), дают воде отстояться и разливают по бутылкам, наклеив этикетку «Ключевая вода».
Фильтры для очистки питьевой воды
Воду из-под крана пить нельзя, минерализованный бутилированный дистиллят в чем-то лучше (чище), в чем-то хуже (меньше полезных солей) водопроводной воды, о «поддельной» воде и думать не хочется. Возникает вопрос: нельзя ли глубоко очистить воду из-под крана иным, чем «обратный осмос», методом? До недавнего времени лучшим сорбентом для очистки и доочистки питьевой воды являлся активированный уголь, в том числе лучший из промышленно производимых активированных углей — американский гранулированный активированный кокосовый уголь (ГАУ). Уголь, безусловно, очищает воду от широкого класса примесей, однако его сорбирующая (очищающая) способность и ресурс довольно невелики.
Производители угольных фильтров дают настолько недостоверную информацию об их возможностях, что порой кажется, что они стремятся превзойти самого барона Мюнхаузена. — Зачем Вы говорите неправду о возможностях активированного угля? — спросили как-то у руководителя одной из крупных российских фирм-производителей фильтров. — Мои конкуренты врут, и я вру, — таков был честный ответ.
Так, в рекламе некоторых известных фильтров, указывается, что угольный фильтр способен в 100 раз уменьшить содержание в воде органических примесей. А на самом деле, новый угольный фильтр способен уменьшить содержание такого рода примесей только в два раза. Мельчайшую ржавчину (коллоидное трехвалентное железо) и остаточный алюминий активированный уголь не сорбирует, но об этом умалчивается. Горячую воду уголь не очищает вообще. Старый, долго использовавшийся, угольный фильтр начинает не очищать, а загрязнять воду: на входе вода лучше, чем на выходе. Так происходит потому, что из угольной массы начинает вымываться ранее скопившаяся в ней грязь.
Уголь обладает еще одной неприятной особенностью — в нём хорошо размножаются бактерии. Именно поэтому производители угольных фильтров рекомендуют сохранять свою продукцию в холодильнике. Небольшие сорбционная способность и ресурс угольных фильтров, а так же тот факт, что некоторые примеси (гуминовые кислоты, коллоидные взвеси) уголь почти не сорбирует, не позволяют при помощи угля глубоко очистить природную воду. Если пропустить через угольный фильтр, например, неочищенную ладожскую воду, подаваемую по частично проржавевшим трубам, то окажется, что его ресурс равен нулю: на входе желтая непитьевая вода, на выходе — желтоватая вода, тоже непитьевая. Если бы уголь мог глубоко очистить воду, никто бы не прибегал к «обратному осмосу».
Получается парадоксальная ситуация: обилие разного рода
фильтров и множество видов бутилированной воды не решают проблему
чистой питьевой воды.
Эту проблему может решить только принципиально новая технология водоочистки — не песок, не коагуляция, не уголь и не обратный осмос. Такая технология возникла в 1997 году, после изобретения новой, в природе не встречающейся и до того людям не известной, разновидности углерода — ГС (Графенового сорбента).
| ГС – Графеновый сорбент. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Что такое Графеновый сорбент? К  ак известно, углерод является самым распространённым элементом на Земле. Различия между углем, ГС и алмазом (всё это — один и тот же химический элемент — углерод) определяются их принципиально различной внутренней структурой. Перестраивая внутреннюю структуру, из одной модификации углерода можно получить другую. Если мы к частице графита применим давление в 80 тысяч атмосфер и нагреем её до температуры в 1600 °С, то атомы углерода перестроятся из графитовой гексагональной плоскостной структуры в кубическую алмазную, т.е. мы получим настоящий алмаз. И наоборот, если мы нагреем в вакууме алмаз до температуры 1600 °С, то он превратится в кусочек обыкновенного графита. Графеновый сорбент по своим свойствам так же резко отличается от графита, как графит — от алмаза. Суть открытия — получение углерода с принципиально новой внутренней структурой. Международной ассоциацией авторов научных открытий на основании результатов научной экспертизы заявки на открытие № А-191 от 3 января 2001 года подтверждено установление научного открытия «Явление образования наноструктурных углеродных комплексов». Метод получения Графенового сорбента из слоистых углеродных соединений (СУС). Приставка «нано…» обозначает размер порядка 10-9 метра. Углеродный нанослой — это слой, толщина которого составляет около 10-9 метра. Такой атомарный углеродный слой н  азывают графеном. Строение графита очень похоже на хорошо известный нам предмет, а именно — на обыкновенную настольную книгу, только страницами в случае графита являются графены. Атомы углерода в графенах расположены в виде шестиугольников (гексагоналов), поэтому и говорят, что графены имеют гексагональную структуру. Связи между графенами — слабые (когда мы пишем карандашом, то разрываем эти связи), их называют ван-дер-ваальсовыми связями. Связи между атомами в гексагоналах — сильные. Физики долгое время не верили, что получится разорвать межатомарные (или, как их называют, ковалентные) связи, т.к. считалось, что они реально могут быть разорваны только в эпицентре ядерного взрыва. Однако было синтезировано химическое соединение, способное к взрывообразному разложению. Это соединение способно проникать путем обычного смачивания в межслоевые пространства графита (СУС) и находиться в таком состоянии сколь угодно долго, никак себя не проявляя. Поэтому, достаточно взорвать некоторое критическое количество молекул этого соединения, и начнется настоящая цепная реакция. Запустить такую реакцию автокаталитического распада соединения можно, например, механическим воздействием, т.е. простым ударом, химическим воздействием, нагреванием до 150–200 °С, даже направленным мощным звуком. И при каждом взрыве заложенной молекулы от общей массы графита (СУС) отделяется один атомарный углеродный слой — графен. Выглядит фантастически, когда в результате неуправляемой (!) холодной (!) цепной реакции происходит радикальная деструкция СУС, и объем СУС (графита) увеличивается в 500 раз. Кусок графита превращается в легчайший черный пух, содержащий до 20% наноструктур. Наноструктуры, содержащиеся в ГС — это не только графены, но и нанотрубки, ветвящиеся нанотрубки, нанокольца, нанофракталы. Представим себе, что мы оторвали от книги страницу и оставили ее в сухом месте. Спустя некоторое время высыхающая страница свернется в наиболее энергетически удобную для нее форму — форму трубки. Точно то же самое происходит и с графеном, отделенным от общей графитовой структуры — он сворачивается в нанотрубку. Взрывы молекул химического соединения разрывают не только ван-дер-вальсовы связи между графенами (в результате чего графит «распушается», увеличиваясь в 500 раз в объеме), но они также частично разрывают ковалентные связи между атомами углерода в самих графенах, в результате чего в массе УСВР образуется огромное количество свободных радикалов — ненасыщенных атомарных связей. Фуллерены и наноструктуры ГС В 1985 году американские ученые под руководством Р.Смолли в спектрах паров углерода обнаружили четкие пики, соответствующие кластерам, состоящим из 60 атомов углерода. Дальнейшие исследования показали, что эти кластеры в действительности являются индивидуальными молекулами. Эти молекулы были названы фуллеренами в честь американского архитектора Ричарда Фуллера, впервые построившего геодезический купол, состоящий из шести- и пятиугольников. Открытие новой формы углерода было удостоено Нобелевской премии, а удивительные химические и физические свойства фуллеренов вызвали н  е стихающий и по сегодняшний день «фуллереновый бум».Похоже на мистику, но факт: великий Леонардо да Винчи нарисовал для книги Луки Пачоли «О совершенстве мира», изданной в начале XVI века, совершенную молекулу, состоящую из 60 атомов и представляющую собой усеченный икосаэдр. Именно такой мы видим сегодня молекулу фуллерена — один к одному, имеет место полное соответствие (метрический инвариант) точек двух множеств. Предвидение длиной в 500 лет! Углеродные наноструктуры были открыты в процессе изучения свойств фуллеренов. Спустя шесть лет после открытия фуллеренов японский ученый Иджима, исследуя осадки, образующиеся на катоде при испарении углерода в электрической дуге, обнаружил новые углеродные каркасные формы — нанотрубки. Открытие было настолько значимым, что Иджима до сих пор остается одним из наиболее цитируемых специалистов в области физики материалов. Фактически следует считать, что именно это открытие является началом открытия наномира, предсказанного великим американским ученым Ричардом Фейнманом. 30 лет назад в своей речи Р.Фейнман предсказал существование наномира, в котором многие физические и химические процессы протекают не по тем законам, которые нам так хорошо известны. Свою речь он закончил изящным призывом к изучению этого мира: «Господа, там внизу очень много места!». До сих пор нанотрубки получали так же, как их получил Иджима: конденсация паров углерода при дуговом или лазерном испарении в присутствии катализатора приводит к образованию каркасных углеродных структур, свернутых в один или несколько углеродных слоев. В зависимости от чистоты, нанотрубки, полученные этим или другими известными методами, стоят от $300 до $1000 за грамм. Обладая уникальными электрическими, химическими и механическими свойствами, нанотрубки создали целые направления в материаловедении, наноэлектронике, прикладной химии. В научной литературе приводятся наглядные примеры некоторых экзотических свойств нанотрубок. Например, нанотрубка в 50-100 тысяч раз тоньше человеческого волоса, и при этом, как показывают расчеты, канат из нанотрубок, протянутый от Земли до Луны, мог бы обеспечить прочностные характеристики для того, чтобы его использовать в качестве кабеля пассажирского лифта. А кабель от Земли до Луны из одиночной нанотрубки можно намотать на маковое зернышко! Однако при вышеуказанной стоимости нанотрубок, возможность, скажем, призводства бронежилетов весом в десяток грамм, кажется бесперспективной. Именно поэтому такое значение имеет описанный выше принципиальной новый способ производства наноуглеродных структур. Только этот способ на сегодняшний день по ценовым и количественным характеристикам является промышленным. Основные физико-химические свойства ГС Графеновый сорбент химически инертен, электропроводен, гидрофобен (краевой угол смачивания более 90 градусов), устойчив к агрессивным средам, экологически чист. Содержание углерода не менее 99,4%, насыпная плотность — 0,01—0,001 г/куб.см (в зависимости от способа изготовления). Удельная поверхность — 2000 кв.м на 1 г. Диапазон рабочих температур: от -60 °С до +3000 °С. Возврат присоединённого вещества — до 98%. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ГС и терморасширенный графит (ТРГ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Отметим, что метод деструкции графита путем разрыва ван-дер-ваальсовых связей был известен с 40-50 годов ХХ в. Этот метод вкратце сводится к следующему: СУС смачиваются серной кислотой с окислителями — азотной кислотой, перекисью водорода, бихроматом калия и пр., затем полученная масса за 2-3 секунды нагревается до 2000°С (термоудар). Молекулы серной кислоты при столь резком нагревании не успевают испариться, и резкое увеличение от нагревания объема серной кислоты «распушает» СУС, в результате чего получается вещество, внешне похожее на ГС, которое называют терморасширенным графитом (ТРГ). Отличить ГС от ТРГ можно по запаху: ГС не имеет запаха, а ТРГ имеет сильный кислотный запах (остатки серной кислоты из массы ТРГ никоим образом не удалить). Кроме того, ТРГ — серый, тогда как ГС имеет глубокий черный цвет. Заметим, что, несмотря на увеличение сорбирующей способности ТРГ по сравнению с «нераспушенными» углеродными соединениями (за счет большой сорбирующей поверхности), ТРГ как сорбент запрещено применять во многих странах, — именно из-за остатков кислот, которые не удаляются даже при высокой температурной обработке. Активность этих остатков так велика, что ТРГ транспортируют в антикоррозийных контейнерах. Некоторые люди, услышав про ГС, считают, что ГС — примерно то же самое, что ТРГ. Это — принципиально не так. ТРГ — это не новая модификация углерода, это уже известная модификация — графит, только «распушенный», резко увеличенный в объеме за счет разрушения ван-дер-ваальсовых связей. Ковалентные связи между атомами углерода в ТРГ сохраняются. Сравнительный анализ сорбционных свойств ГС и ТРГ (см. табл.1), по данным такого анализа сделал вывод, что «ГС обладает существенно более высокими сорбционными показателями по всему ряду компонентов <…>, поэтому ГС является уникальным сорбентом для комплексной очистки как питьевой воды, так и промстоков». Таблица 1. Сравнительный анализ сорбционных свойств ГС и терморасширенного графита (СТРГ — сорбент терморасширенный графит).
Из таблицы следует, что ТРГ тоже сорбирует, но до ГС ему очень и очень далеко. К тому же остатки серной кислоты крайне опасны для человеческого организма. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ГС как сорбент Частично разорванные ковалентные связи образуют в массе ГС огромное количество ненасыщенных межатомарных углеродных связей по периметру гексогоналов углерода. Эти ненасыщенные межатомарные углеродные связи (свободные радикалы) при контакте с очень широкой группой веществ (можно сказать — со всеми нерастворимыми и некоторыми растворимыми в воде примесями) удерживают их в массе ГС, пропуская молекулы воды. Лучше всего удерживаются примеси, родственные ГС по химическому составу (основа — углерод), например, нефтепродукты и эфирорастворимые вещества. Очень важно, что ГС не вступает в химические реакции с сорбируемыми веществами, иными словами, в отфильтрованной воде не может быть никаких веществ, которых не было на входе: может быть сама ГС в незначительных количествах, которую не удержали прокладки (это не страшно, т.к. ГС можно принимать внутрь), могут быть в незначительных количествах те или иные не до конца сорбированные примеси, но чего-то третьего, каких-то веществ, образовавшихся в результате химической реакции ГС и тех или иных примесей (или химической реакции между самими примесями, где катализатор — ГС) быть не может. Хотя ГС удерживает примеси за счет свободных радикалов на молекулярном и атомном уровнях, так сказать, электрохимическими методами (а не просто чисто механически), но при этом в химические реакции не вступает. Связь ГС и сорбируемых примесей достаточно прочная для того, чтобы их задержать в массе ГС, но при этом достаточно слабая, чтобы при определенных условиях отделить примеси от ГС. Так, например, ГС, поглотившая нефть из нефтесодержащей воды (1 г ГС поглощает примерно 80 г нефти), может быть регенерирована простым отжимом (пресс, центрифуга и др.). После отжима ГС на 30-40% теряет сорбирующую способность (часть нефти останется в массе ГС), но способен «работать» и дальше. Сорбционные свойства ГС Научно-исследовательский институт физики фуллеренов и новых материалов получил следующие данные: Таблица 2. Сорбционная емкость материала ГС по жидкой фазе горючих и ядовитых веществ.
В 2004 году лаборатория Sierra Analytical Labs, Inc. (США, Калифорния) провела сравнительный анализ сорбционной емкости ГС и лучшего вида кокосового гранулированного активированного угля (ГАУ) из активированных углей, представленных на американском рынке (см. табл.3). Таблица 3.
Из табл.3 видно, что 1 грамм ГС превосходит 5 граммов ГАУ по сорбционной емкости в среднем более, чем в 30 раз! Графеновый сорбент как фильтр При смачивании ГС образует массу, обладающую огромным гидравлическим сопротивлением, которое намного выше, чем, скажем, у активированного угля. В этой массе, как в очень плотно сплетенной сети «запутываются» — чисто механически — даже самые мелкие взвеси. Это означает, что масса ГС толщиной в несколько сантиметров работает не только как сорбент, удерживая примеси при помощи ненасыщенных межатомарных углеродных связей, но и как фильтр, чисто механически удерживая даже мельчайшие примеси и взвеси. В этой второй своей ипостаси ГС-фильтр работает подобно мембранным бытовым фильтрам. Подобно — не значит, что также, нет — намного лучше. Дело в том, что мембраны удерживают примеси только одной плоскостью или несколькими плоскостями, а ГС удерживает их объемом. Пример. В объединении садоводств «Дунай» (Всеволожский район, Ленинградская область) подаваемая по частично проржавевшим трубам питьевая вода имеет желтый цвет за счет не только гумуса, но и нерастворенного в воде трехвалентного железа (ржавчины). Эта ржавчина состоит из настолько мелких частиц, что удержать их можно лишь мембраной с ячейками размером 0,3 микрона. Стоящий на очистке этой воды мембранный фильтр засорился уже через 50 литров и перестал пропускать воду. Стоящий рядом ГС-фильтр полностью очистил воду от всех примесей, в том числе и от мелкой ржавчины, в объёме 25 куб.м. Чтобы засорить мембрану или систему мембран мелкими и мельчайшими примесями, достаточно пропустить через них объем воды, на несколько порядков меньший, чем для того, чтобы засорить объемный ГС-фильтр. Мембранные фильтры не только необходимо регулярно промывать (ясно, что система обратной промывки резко удорожает очистку воды), но и менять значительно чаще, чем картриджи ГС-фильтров, не требующие никакой промывки. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Как ГС очищает воду от бактерий и вирусов Работа ГС в ипостаси фильтра позволяет — и многим это кажется парадоксальным — очищать воду от микроорганизмов — бактерий и вирусов. Дело в том, что микроорганизмы не могут плавать в воде подобно рыбам или пловчихам в бассейне, им обязательно нужно «сесть» на микроплотик — какую-нибудь мелкую взвесь. Поскольку ГС удерживает любые, даже самые мелкие взвеси, то вместе с ними удерживаются и любые микроорганизмы: они остаются в толще ГС, а вода очищается от любых бактерий и вирусов. Однако, микроорганизмы, находящиеся в разветвленной структуре ГС, могут продолжать размножаться. Поэтому для того, чтобы микроорганизмы не размножались в толще ГС, следует применить те или иные меры, например — как это делается в ГС-фильтрах для питьевой воды — посеребрить ГС. Посеребренный ГС обладает огромным преимуществом по сравнению с иными посеребренными сорбентами (например — с посеребренным активированным углем) не только в эффективности защиты от бактерий и вирусов (мимо посеребренного угля микроорганизм еще может проскочить на своем «плотике», мимо ГС не проскочишь), но и в том, что серебро (ионы серебра) очень мало вымывается в отфильтрованную воду. После посеребренного ГС в воде обнаруживается всего 0,005 мг/л серебра при ПДК в 10 раз большем, т.е. 0,05 мг/л. Это и понятно, т.к. серебро (как и любая другая примесь) удерживается в массе ГС. Через уголь мельчайшие частички серебра пройдут в отфильтрованную воду (а это — загрязнение ее тяжелыми металлами), через Графеновый сорбент — нет. Уникальные возможности Графенового сорбента ГС в качестве и сорбента, и фильтра наголову превосходит все известное в мире в области водоочистки. При однократной фильтрации питьевой воды мутность уменьшается в 25-60 раз, количество взвешенных частиц — в 10-30 раз, достигается высокая степень удаления сульфатов, сульфидов, фторидов, хлоридов, нитритов, аммонийного азота, железа, цинка, меди, алюминия, марганца, свинца, молибдена, свободного хлора. ГС обладает еще одним уникальным свойством: после прохождения раствора через слой ГС толщиной в 10-15 см, такой важный показатель, как биологическое потребление кислорода (БПК) уменьшается в два раза. Только специальные бактериальные фильтры способны действовать подобным образом. При этом стоимость такого, даже маломощного, (проток 2 л/мин) фильтра «PENTA PURE» американского производства составляет около 1000 долларов США. Сравнительный анализ некоторых характеристик ГС-фильтра и фильтра «Барьер» (США) выявил превосходство первого над вторым по уменьшению следующих показателей: — цветности — в 5 раз; — содержанию взвешенных веществ — в 7 раз; — мутности — в 16 раз; — содержанию железа — в 187 раз. В ряде случаев превосходство ГС-фильтров над другими видами фильтров является даже не кратным, а абсолютным. Так, например, ни один в мире фильтр не в состоянии полностью очистить воду от гумуса. ГС-фильтр может, а другие фильтры не могут сделать питьевой гумусовую (болотную) воду — преимущество абсолютно. При очистке ГС-фильтрами промышленных стоков было установлено, что они поглощают нефтепродукты и эфирорастворимые вещества до уровней, ниже, чем уровень ПДК (кратность очистки более 1000). ГС эффективно удаляет многие катионы, в том числе меди (в 30 раз), железа (в 3 раза), аммония (в 2-3 раза), ванадия (в 5 раз), марганца (в 2 раза), фосфатов (в 35 раз), органические и неорганические анионы, в том числе сульфиды (в 6 раз), фториды (в 5 раз), нитраты (в 3 раза), уменьшает концентрацию взвешенных частиц более чем в 100 раз. Только очень немногие комплексные промышленные фильтрующие агрегаты (состоящие из трех и более различных фильтров) обладают такой универсальной способностью — одновременно очищать сточные воды от анионов, катионов и органических веществ. ГС хорошо очищает воду от нерастворенных примесей и плохо — от растворенных. Если бы ГС хорошо удаляла из воды и истинные растворы, то ее нельзя было бы использовать для очистки питьевой воды: в результате получился бы дистиллят. Суть в том, что в воде, прошедшей ГС-фильтрацию, сохраняются натуральные соли и микроэлементы. То, что растворено в воде, обычно проскакивает через ГС-фильтр (за рядом исключений, например, ГС частично задерживает растворенные в воде крупные молекулы органики). Но в воде есть и вредные растворенные примеси. Для того, чтобы очистить воду от растворенных в ней примесей, их, перед пропусканием воды через ГС-фильтр, следует перевести в нерастворенную форму. Например, для понижения содержания в воде солей кальция и магния (жесткости), а также — двухвалентного (растворенного) железа, можно предварительно использовать фильтр с ионно-обменными смолами, т.е. поступить так же, как это и делается во всем мире. ГС-фильтры обеспечивают принципиально новый уровень водоочистки, при котором вода становится не только кристально чистой, но и приобретает целебные свойства. Доказано, что ГС оказывает лечебное воздействие не только при нанесении на раны, ожоги, трофические язвы, но и при приеме внутрь. Исследования проводили ученые Военно-медицинской академии (СПб), института Скорой помощи им. Джанелидзе (СПб), ФГУП «Центр экстремальной медицины (Москва). В Российском кардиологическом центре Министерства здравоохранения РФ были проведены испытания сорбционных свойств ГС в процессе очистки плазмы крови. Установлена эффективность ГС в сорбировании из плазмы мочевой кислоты (уровень снижения показателей — более 50%). Отмечена тенденция к снижению уровня креатинина (метаболита азотистого обмена). Ранозаживляющий эффект порошка ГС приводит к значительному снижению летальных исходов, к сокращению сроков острого воспаления, к созданию раневой среды, неблагоприятной для активной вегетации микробной флоры. Есть все основания полагать, и исследования в этом направлении продолжаются, что аналогичное воздействие оказывает и вода, прошедшая через ГС-фильтр. Выше было показано, насколько резко изменяются свойства углерода в зависимости от изменения его внутренней структуры. Аналогично, и свойства воды сильно зависят от ее внутренней структуры. На вопрос: «Сколько молекул в озере?», можно смело ответить: «Одна». Это одна огромная молекула. Таковы фантастически прочные водные межмолекулярные связи. ГС-фильтрация воды частично разрушает водные межмолекулярные связи, или, можно сказать, частично разбивает водные кластеры. В силу этого резко увеличивается поверхность и, следовательно, биологическая активность принимаемой внутрь воды. Специальные исследования, проведенные в Санкт-Петербургском научно-исследовательском институте физической культуры, показали, что вода, получаемая путем ГС-фильтрации обыкновенной водопроводной воды, приобретает «нечислящиеся» как за водопроводной, так и за бутилированной водой свойства: повышать работоспособность, способствовать процессам эффективного восстановления энергетики организма после физических нагрузок, повышать иммунитет организма. Люди, систематически принимающие обычную водопроводную воду после ГС-фильтрации, практически перестают болеть гриппом и другими инфекционными заболеваниями (следствие повышения иммунитета), у них нормализуется давление. У некоторых людей даже — пока не известно, почему — улучшается слух и зрение! Букет цветов в ГС-отфильтрованной воде стоит в несколько раз дольше, чем в любой другой воде. В пользу ГС-отфильтрованной воды говорят такие объективные свидетели, как кошки и собаки. Если животному предложить на выбор несколько чашек, в которые налита водопроводная, любая бутилированная и ГС-вода, то оно безошибочно выберет последнюю. Чашки можно поменять, налив, например, ГС-воду в ту чашку, где раньше была бутилированная вода, но результат не изменится: имея выбор, животное будет пить только ГС-воду. Известно, что аквариумную воду надо менять раз в неделю. Для этого водопроводную воду нужно отстаивать несколько дней в отдельной емкости. Замечено, что аквариумные рыбы (и маленькие, и большие) замечательно себя чувствуют в воде, отфильтрованной через ГРАФЕНОВЫЙ СОРБЕНТ (отстаивать ее для этого не требуется), и менять воду можно в 2 раза реже! ГС-фильтрация изменяет внутреннюю структуру воды и в более глубоком смысле (это изменение не сводится только к разбиванию водных кластеров). Известно, что молекула воды имеет следующую структуру:  Угол α в идеально чистой природной воде (например, в воде из тающих горных ледников) равен 108°. Это не случайно, ибо при α = 108° соотношение отрезков ОН/НН равно «золотой пропорции», т.е. 0,618. Если угол α равен даже 107° или 109° (т.е. незначительно отклоняется от 108°), то свойства воды резко ухудшаются. Поразительно, но ГС-фильтрация воды делает угол α равным именно 108°! Видимо, именно поэтому вода после ГС-фильтрации приобретает характерный голубой цвет (даже если исходная была желтой и ржавой). Именно такой цвет у талой воды чистых горных ледников. Отметим в скобках, что дистиллированная вода — бесцветна. Реальные конструктивные исполнения фильтров, работающих на основе углеродных наноструктур. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Проточный бактерицидный фильтр ТМ«GOLDEN FORMULA»GF-2
| Настольный фильтр «GF-2» со сменным бактерицидным картриджем, разработанный уже в рамках национального проекта «Чистая вода», подключается непосредственно к водопроводному крану через дивертер. Удобный металлический носик (гусак), имеющий две степени свободы, позволяет наполнить водой как высокий чайник или графин, так и чашку или стакан. Эта модификация фильтра удобна как дома, так и в офисе в качестве стационарного фильтра для ежедневного использования. Он способен убрать любые загрязнения питьевой воды, включая хлороорганику и остаточный алюминий, которые, вместе с мельчайшей ржавчиной, постоянно присутствуют в обычной водопроводной воде. |  |
| | |
 | |
| | |
| Сменный картридж GF-2k для фильтра легко заменяется в домашних условиях Характеристики: корпус фильтра изготовлен из химически стойких, экологически безопасных материалов, пригодных для контакта с пищевыми продуктами. Производительность оптимальная — 80 л/ч. Ресурс до смены картриджа — ок. 2000 литров. Размеры — 120х155х318 мм. Длина подающего шланга — 140 см. Вес сухого фильтра в сборе со шлангом и дивертером — 1,5 кг. |  |
| | |
| |
В комплект поставки входят: корпус, хромированный дивертер с рассеивателем, переходники для резьбовых и безрезьбовых кранов, хомутик, резиновые прокладки и ключ для замены картриджа.
Фильтры на основе углеродных наноструктур многократно, а в некоторых аспектах – абсолютно, превосходят аналоги; они позволяют получить воду, обладающую целебными свойствами.
Напорные фильтры
Картридж «GF -2k»
для фильтров ТМ «GOLDEN FORMULA» «GF-2» и «GF-2М»
| | Каждая третья семья пользуется фильтрами типа «SLIM LINE». Так широко они распространены и удобны. Существуют как настольные, с насадкой на кран, так и фильтры, встраиваемые в систему, установленные под мойку (на кухне, в ванной комнате и т.д.). Производится картридж «GF-2k» с посеребрённым ГС-заполнением для всех фильтров такого типа. Такой фильтр рекомендуется использовать их для очистки питьевой воды как дома, так и в офисе, детских учреждениях и пр. |  |
| Настольный фильтр «GF-2» | Проточный фильтр «GF-2M» |
Характеристики картриджа «GF-2k» для фильтров ТМ «Golden Formula» «GF-2» и «GF-2М»
| Производительность оптимальная, л/час | 80 |
| Производительность максимальная, л/час | 160 |
| Ресурс, л | 2000 |
| Максимальная температура фильтруемой воды — не более 70 С°. | |
| Срок эксплуатации картриджей – не более 12 месяцев. | |
| Ресурс указан для очистки воды средней загрязнённости. | |
| К  артриджи для корпусов фильтровТМ«Golden Formula» «GF-10M» и «GF-20M», работающих под давлением | |
| Корпуса фильтров «Big Blue» 10" и 20" распространены по всему миру. Под типовые корпуса «Big Blue» 10" и 20" изготавливаются картриджи с ГС-заполнением. Их рекомендуется использовать для очистки питьевой воды для кухни, ванны, кафе, школы, детского сада, коттеджа и т.д. |
Характеристики фильтров, работающих под давлением
от 1 до 6 атмосфер и изготовленных на базе корпусов «Big Blue» 10" и 20"
| | Фильтр «GF- 10M» | Фильтр «GF- 20M» |
| Производительность максимальная, л/час | 250 | 500 |
| Производительность оптимальная, л/час | 100 | 250 |
| Ресурс, л | 10 000 | 20 000 |
| Максимальная температура фильтруемой воды — не более 90 С° (для корпусов из нержавеющей стали) | ||
| Срок эксплуатации картриджей – не более 12 месяцев. | ||
| Ресурс указан для очистки воды средней загрязнённости. | ||
П
роизводительность и ресурс падают пропорционально среднему количеству примесей в подаваемой на вход воде. Для увеличения производительности и ресурса рекомендуется перед ГС-фильтрами поставить фильтр грубой очистки, например, песчаный или мембранный. Напорные фильтры, так же как и наливные, являются самозапирающимися: если очищенная вода начинает еле-еле течь (т.е. возникает резкая потеря давления на фильтрах), то их картриджи следует заменить. Так же как и наливные фильтры, напорные фильтры, работающие под давлением, не могут выделять скопившиеся в картриджах загрязнения в отфильтрованную воду. БЕСКОРПУСНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ
Бескорпусные фильтры состоят из двух коаксиальных цилиндров, изготовленных из пористого полиэтилена, между которыми находится ГС с серебряным покрытием. Если внутрь маленького цилиндра подать под давлением грязную воду, то она пройдет через его поры (причем этот цилиндр сыграет роль фильтра грубой очистки), пройдет через слой ГС и выйдет через поры большого цилиндра. Бескорпусный фильтр следует для сбора чистой воды поместить в любую ёмкость-накопитель.
 |  |
| Ванна с тёплой водопроводной водой. Мельчайшая ржавчина постоянно присутствует в обычной водопроводной воде и придаёт ей характерный желтоватый цвет. | Очистка тёплой воды для ванны бескорпусным фильтром. Где ещё можно увидеть в городах воду такого цвета? |
Важно подчеркнуть, что ГС-фильтры могут очищать и горячую воду. Активированный уголь горячую воду вообще не чистит, и в этом смысле ГС его превосходит не в разы, а абсолютно!
Бескорпусные фильтры могут применяться и в тех случаях, когда при помощи погружного насоса требуется очистить воду, взятую из любого водоёма, реки или колодца.
Бескорпусные и магистральные фильтры — идеальный вариант для ежедневного купания младенцев. Кипятить водопроводную воду или дезинфицировать её марганцовкой уже не нужно! Даже если малыш случайно глотнёт эту воду — не страшно: она ведь питьевая.
Характеристики бескорпусных фильтров
| Высота фильтра, мм | Производительность, куб.м/час | Ресурс, куб.м |
| 250 | 0,5 | 20 |
| 500 | 1 | 40 |
| 1000 | 1,5 | 80 |
| 1500 | 2 | 120 |
| Ресурс указан для очистки средней по качеству воды | ||
П
РОМЫШЛЕННЫЕ ФИЛЬТРЫ Промышленные фильтры производительностью от 2 м3/час могут быть изготовлены из некоторых существующих корпусов: нужно поставить более плотные прокладки (чтобы ГС не вымывалась) и заполнить их ГС. Но наиболее эффективны промышленные фильтры, разработанные специально под ГС-заполнение.
Производительность —от 2 м3/час.
Ресурс для очистки средней по загрязнённости воды — от 250 м3.
Промышленные фильтры могут быть использованы для производства бутилированной воды высшего качества, поставлены в подвале жилого дома, загородного коттеджа или гостиницы, применены в системе водоподготовки предприятий пищевой промышленности.
В тех случаях, когда требуется получить большое количество питьевой воды (например, водоснабжение жилого дома требует от 5 до 15 м3 в час), даже огромный ресурс промышленных фильтров недостаточен. В этих случаях предусмотрена частичная регенерация их ГС-загрузки путем обратной промывки: вода подается сверху и уходит снизу в дренаж. Таким образом из ГС частично удаляются механические примеси и даже крупные молекулы сорбированной из воды растворённой органики. После регенерации путем обратной промывки промышленный ГС-фильтр способен и дальше очищать воду до уровня требований СанПина к питьевой воде. Промышленные ГС-фильтры могут быть изготовлены также из полиэтилена низкого давления.
Очистка промышленных стоков и нефтесодержащих вод
Все вышеперечисленные модели фильтров пригодны и для очистки промышленных стоков. Достаточно привести бескорпусный фильтр, который умещается в багажнике автомобиля, подать в него погружным насосом воду из выпускного коллектора любого промышленного предприятия, и по всем основным показателям промышленные стоки будут соответствовать норме.Поэтому ГС-фильтрация промышленных стоков представляет интерес прежде всего для стран, где за экологией следят соответствующим образом.
В очистке нефтесодержащих (например, льяльных) вод возможности фильтров просто уникальны. Магистральный фильтр способен за однократную фильтрацию уменьшить содержание нефтепродуктов в воде с 1600 мг/л до 0,3 мг/л! В странах, где следят за очисткой воды от нефти, например, в портах, на эту очистку тратятся огромные деньги. Довести содержание нефтепродуктов до 1 мг/л (норма в западных странах) крайне сложно. Центрифуга очистит нефтесодержащую воду до 15—30 мг/л. Но после центрифуги в воде останется коллоидная нефть. Чтобы ее убрать, требуется многокаскадное сооружение. При этом ГС-фильтр практически полностью удалит из воды любые, в том числе коллоидные, нефтепродукты.