CZ2006587A3 - Zpusob úpravy tekutiny obsahující alespon jednu molekulu vody - Google Patents

Abstract

Rešení se týká zpusobu úpravy tekutiny obsahujícíalespon jednu molekulu vody, pri kterém se ovlivnuje tok energií uvnitr i vne molekuly vody v tekutine pomocí prímého kontaktu s prípravkem, tvorenýmoxidem kovu a/nebo kovu a cástecným vylouhováním atomu ci molekul kovu a/nebo kovu ci jejich sloucenin do tekutiny. Tok energií se ovlivnuje prípravkem obsahujícím Ag, Au nebo Pt.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu úpravy tekutiny obsahující alespoň jednu molekulu vody.

Dosavadní stav techniky

V posledních dvaceti letech nastává ve vodách využívaných pro technické, pitné, koupací i jiné způsoby použití extrémní rozvoj biologického znečištění. Tyto vodní organismy způsobují ve vodě rychlý úbytek kyslíku s následky úhynů ryb a znehodnocení vody, zanášení a poškozování technologických zařízení při využívání vody v průmyslu a zemědělství, při úpravě pitných vod a podobně. Samotné organismy a jejich produkty působí jako silné alergeny i jako toxické látky pro člověka, ryby, zvířata atd. Velká většina, například povrchových vodních toků a ploch se stává v průběhu roku nevhodná ke koupání a rekreaci a musí být z toho důvodu pod neustálým dohledem zdravotních orgánů.

Současné metody pro omezování nebo likvidaci biologického znečištění ve vodách mají často negativní vliv na životní prostředí i na člověka. Tyto metody při aplikaci způsobí nerovnováhu prostředí, která následně způsobuje či vytváří vhodné podmínky pro další rozvoj výrazného biologického • « ·· · · · · · · ··· • · · · · · · · · ··· • ·»··· · ····· · · · • · · · 4 * · · * • · · · ♦ ·« ·» «· « ·

-2znečištění stejného či většího rozsahu a ve stejné či rozdílné druhové skladbě.

Hlavními důvody rozvoje biologického znečištění vod jsou přebytky některých živin z produkce člověka, především dusík a fosfor, používání různých biocidů v přírodě a odpadových vodách, a také vznikající extrémní počasí s dlouhými obdobími sucha a přívalovými srážkami. Takto vytvořená nerovnováha v prostředí způsobuje rezistence a velkou eutrofizaci vody při současně neexistujícím přirozeném regulátoru, který by omezoval či jiným přirozeným způsobem reguloval množstevní a druhovou skladbu organismů.

Dále je uveden přehled nej důležitějších metod, využitelných pro snížení biologického znečištění včetně jejich případných nevýhod.

Metody založené na snižování koncentrace živin.

Obsah živin ve vodách lze snižovat několika způsoby.

Nejdůležitější metodou je vysrážení fosforu. To se provádí se síranem hlinitým, chloridem a síranem železitým, roztokem vápenného hydrátu aj . Cílem těchto metod je redukce hladiny fosforu pod 30 až 40 pg. Nejčastěji se používá k těmto srážecím metodám síran hlinitý, prostředek používaný především jako koagulační činidlo při úpravě pitné vody. Nevýhodou metody je sedimentace vloček s absorbovaným fosfátem v sedimentu. Ten se může později zpět uvolnit do vody a způsobit mnohonásobně vyšší koncentrace fosforu včetně mnohonásobně zvýšeného biologického znečištění.

·· ·*· ·β· ·* ·· ·· ·· • · · · · · · • · * · · · ··· « · ··· « · « · « • * · · · « * ·» ·« ·· · *

-3V poslední době se začínají užívat biologické preparáty pro redukci koncentrace fosforu. Ty jsou založené na aplikaci probiotických, saprofytických bakterií, či enzymů, které jsou vázány na minerální nosič, do vodního prostředí. Tyto bakterie v určitém množství jsou schopny využívat fosfor a dusík z prostředí, který využívají ke svému životu. Aplikace enzymu slouží k podpoře rozvoje těchto bakterií. Nevýhody této metody jsou stejné jako u předchozího způsobu.

Další metodou je aplikace sorpčních materiálů do vodního prostředí, které jsou schopné navázat rozpuštěný fosfor z vody. Používají se například bentonity, speciální jíly, zeolity apod. Tyto látky po rozptýlení ve vodě a vyvázání živin klesají ke dnu. Nevýhodou je akumulace živin v sedimentu, ze kterého se postupně uvolňují zpět do vodního prostředí.

Další metodou, nejvíce nákladnou, je odtěžení sedimentů. To se musí provádět za úplného vypuštění vody a za použití těžké techniky. Pokud je voda stále zatížena velkým množstvím živin, toto opatření je jen krátkodobé. Další nevýhodou je úplné vypuštění nádrže a vysoká finanční náročnost při krátkodobé účinnosti.

Další metody jsou založeny na aplikaci chemických látek, v koncentracích toxických pro organismy způsobující toto biologické znečištění a navíc působí nepříznivě i na ostatní faunu a flóru. Tyto chemické nebo přírodní látky omezují či zastavují růst biologického znečištění.

• ·

-4Metody založené na aplikaci biocidních preparátů.

Pro aplikace anorganických látek se používají nej častěji vysoce toxické látky, jako měď, zinek, chlornan sodný, peroxid vodíku aj. Nejčastšji používanou látkou je síran měďnatý. Nevýhodou je, že tato levná látka je vysoce toxická nejenom pro vodní rostlinstvo, ale i pro zooplankton a ryby. Navíc na tuto látku může vznikat i rezistence.

Aplikace organických látek a přípravků je založena na inhibici fotosyntézy u řas. Nej častěji se používají kvartérní amoniové soli. Nevýhodou je jejich vysoká toxicita pro vodní organismy i pro fytoplankton.

Dále se využívají přípravky na bázi přírodních enzymů. Ty se ve vodním prostředí velice rychle rozkládají a jsou toxické pro některé druhy biologického znečištění. Nevýhodou jsou veliké objemy přípravku nutné pro aplikaci a vysoká cena.

Lze využívat i přírodní látky, například různé druhy listů dubu nebo javoru, ječná sláma a další. Nevýhodou jsou vysoké objemy těchto látek, pohybující se řádově v tunách, a tím i nesnadná manipulace, ukotvení těchto látek a špatně kontrolovatelná doba účinnosti.

Metody založené na využití mikroorganismů.

Pro využití ve vodním prostředí se nej častěji používají následující druhy mikroorganismů: bakterie, řasy, prvoci, houby a jako nebuněčné částice viry. Nevýhod těchto způsobů je několik, ale především jsou to izolace a kultivace organismů,

-5jejich detekce a také jejich případné mutace či ovlivnění jiných procesů v přírodě.

Metody založené na přímém využití biomasy rybami.

Pro využití proti biomase například sinic či řas se nej častěji používají druhy býložravých ryb jako amur, tolstolobik či tolstolobec. V povrchových vodách, pokud tyto druhy ryb nemají přístup ke krmivu, kontrolují nadměrný rozvoj vyšší vegetace. Nevýhodou je, že může dojít na základě uvolnění živin z makrocyt zkonzumovaných rybami, k výrazné produkci fytoplanktonu. Metoda je použitelná pouze pro mělké vody s nízkým obsahem fosforu. Metoda neřeší celkové přemnožení biomasy.

Metody založené na využití ultrazvuku.

Tyto metody jsou sice méně účinné než přímé působení algicidních látek, ale výhodou je, že nedochází při aplikaci ultrazvuku k rozrušení buněk a vylití buněčného obsahu s toxiny do vody. Nevýhodou této metody je krátkodobé působení a tím poměrně brzy dochází k návratu do původního stavu. Metoda ve velkém měřítku pro desítky m³ vody je velmi nákladná.

Metody založené na mechanickém odstraňování biomasy z vody.

Jednotlivé buňky i kolonie lze odstranit mechanicky, a to buď vysrážením z vody pomoci flokulantů, nebo mechanickým odloučením buďto filtrací nebo odstředěním. Nevýhodou následné zpracování odstraněné biomasy, která je vysoce toxická, zapáchá a rychle se rozkládá.

-6Metody založené na opatřeních provedených na přítocích do nádrží.

Je nutné při snižování obsahu živin a provedení úprav vody začít již na přítoku. Toho lze dosáhnout zavedením předsazených nádrží, kde lze provést celou řadu zde popsaných opatření, dále odkloněním přítoku, aby se krátkodobě znečištěná voda nedostala do celého objemu nádrže a také metodami čištění přítoku. Metody čištění přítoku využívají nej častěji dávkování koagulantů a flokulantů, které do sedimentů převedou velkou část eutrofizačních živin (N,P). Nevýhodou je velké množství operací s čištěním vody, které se musí zavést na přítoku. Musí být zajištěno dostatečné míchání, zajištěno zdržení vody potřebné ke flokulaci, sedimentace a také kontinuální odtah vzniklého kalu. Tato metoda představuje v podstatě postavení předčístírny podobné ČOV. Celkově je velmi nákladná a jen těžko realizovatelná, i vzhledem ke stále větším výkyvům srážek v přívalových deštích atd.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny způsobem úpravy tekutiny obsahující alespoň jednu molekulu vody, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že se ovlivňuje tok energií uvnitř i vně molekuly vody v tekutině pomocí přímého kontaktu s přípravkem tvořeným oxidem kovu a/nebo kovů a částečným vylouhováním atomů či molekul kovu a/nebo kovů či jejich sloučenin do tekutiny. Po této úpravě energetických toků molekuly vody nejsou schopny nižší organismy, jako jsou bakterie, viry, plísně, řasy a nižší houby, takto upravenou molekulu vody použít při svém metabolismu včetně množení, čímž se stabilizují počty těchto organismů v tekutině.

• · • ·

-7Tok energií se s výhodou ovlivňuje Ag do 29 bpm a/nebo jeho halogenidem do 10000 bpm a/nebo Au a/nebo jeho sloučeninami do 10000 bpm a/nebo Pt a/nebo její sloučeninami do 10000 bpm.

Na molekulu vody se ve výhodném provedení působí po dobu od 1 x 10'¹² sekundy do 1 x 10¹² sekundy.

Řešení podle vynálezu přináší především následující výhody.

Do tekutiny se nelouhují téměř žádné chemické látky či jejich množství je pod hranicí měřitelnosti naprosté většiny přístrojů a pokud, tak se jedná o netoxické oxidy a některé kovy v množství několika bpm, t j. několik atomů či molekul na miliardu molekul vody - čímž se nezatěžuje vodní systém, armatury, sediment, životní prostředí, vyšší organismy a především člověk.

Takto stabilizovaná tekutina, zejména čistá voda splňuje kvalitu pitné vody a její doba použitelnosti je mnohem delší než u klasických řešení pomocí chemických látek.

Je možno ovlivnit pouze určitou část organismů v tekutině, zejména vodě, čímž je možno například zastavit rozvoj sinic a produkci jimi vylučovaných toxinů s minimálním vlivem na ostatní mikroorganismy.

Takto ošetřená voda je přátelská pro život vodních živočichů - zooplankton, ryby, obojživelníci, atd., zkrátka pro floru i faunu - při zkušebních testech v bazénu se do upravené a ošetřené vody stahovali obojživelníci z nedalekého • · ·· · · ·· · · · · · * • ····· · ····· ·· · • ··· ····· ····· ·· ·· ·· ··

-8potoka. Takto ošetřená voda dále zachovává určitý počet činných mikroorganismů ve vodě, což je nutná podmínka pro správnou funkci například imunitního systému člověka, udržení přírodních vazeb a zákonitostí. Nižší formy organismů si nejsou schopny vytvořit rezistenci na takto upravenou vodu, protože se využívají přírodní vazby a zákony. Ovlivněním rozmnožování a činností mikroorganismů se minimalizuje či úplně odstraní zanášení různých vodních systémů, armatur a podobně od nárůstů například řas, kamene, biofilmu atd.

Testy a zkouškami se zjistilo, že v některých tekutinách se mikroorganismy nemnozí, naopak jejich počet zůstává konstantní a vzniká i rovnováha mezi jednotlivými druhy. Po mnohaletých testech se dále zjistilo, že veškerá podstata spočívá v energetických polích uvnitř i vně molekul vody, které je získáváno z různých sloučenin působících v přímém styku s molekulami vody, vzájemném přenosu této energie mezi jednotlivými molekulami a také na schopnosti některých látek tento proces nějakou dobu udržet, čili zásobovat energií. Tato změna v energii molekuly vody dokáže udržet rovnováhu mezi nižšími organismy proto, že ji nejsou schopny použít při svém metabolismu.

Z tohoto důvodu byly prováděny zkoušky a testy působení různých druhů sloučenin vyrobených určitými technologickými postupy na molekuly vody v tekutině a udržení tohoto stavu za použití různých prvků či jejich sloučenin.

Udržení energie získané při styku molekuly vody z tekutiny s přípravkem umožňuje například na přípravek nanesený a uvolněný iont stříbra a/nebo jeho halogenid, jenž při použití jeho vhodné formy a/nebo forem je schopen regulovat druh i • · · * • ···«· · · · · · · • · · · · · ····· ·· ·· ··

-9počet mikroorganismů, a zároveň zachovat účinnost upraveného nosiče s novými vlastnostmi.

Speciální struktura upraveného nosiče a jeho nové vlastnosti získané zpracováním ovlivňují nepřímo proces množení mikroorganismů pomocí vlastností, které voda získá při styku s nosičem, tj. molekula vody vykazuje pozměněné energetické pole, čímž není vhodná pro použití v metabolismu nižších organismů.

Navrhované řešení lze využít u většiny antimikrobiálních aplikací, neboť všechny organismy potřebují ke své činnosti vodu. Řešení je rovněž efektivní z hlediska ceny, vzhledu, rychlosti montáže, životnosti, hmotnosti ekologické nezávadnosti a udržení správných funkcí imunitního systému vyšších organismů. Řešení odstraňuje vznikající rezistenci a nerovnováhu vzniklou u nižších organismů používáním desinfekčních přípravků a jiných biocidů.

Účinnost aplikace je úměrně závislá na čase a/nebo ploše styku molekuly vody v tekutině s přípravkem, po který je molekula vody z tekutiny v přímém styku s přípravkem a kolik iontů kovů či jejich sloučenin do molekul se uvolní do vodního roztoku za účelem udržení energetického potenciálu molekul vody v tekutině.

Příklady provedení technického řešení

Příklad zvýšenou	číslo 1: zamezení trofizací.	množení	sinic v	povrchové vodě se
Při	trofizaci, tj.	zvýšeném	množství	živin ve vodě,
zejména	P - fosforu a N	- dusíku,	nastává	nekontrolovatelný

-10růst různých bakterií, plísní či řas, ale především různých druhů sinic v povrchové vodě. Tomuto lze zamezit přípravkem složeným z dvou oxidů kovů, který při kontaktu s molekulou vody v povrchové vodě po dobu 0,15 sekundy upraví toky energií molekuly vody, a zároveň vylouhuje do tekutiny 25 bpm AgCl + 7 bpm Au. Takto ošetřená povrchová voda zamezuje po určitou dobu množení sinic a zároveň je schopna zredukovat jejich množství na neškodnou úroveň.

Příklad číslo 2: ošetření vody u venkovního bazénu

Při ošetřování vody u venkovního bazénu se standardně používá chlór a tablety upravující Ph na jeho správnou hodnotu. Toto lze nahradit přípravkem složeným z oxidu kovu, který při každodenním kontaktu s molekulou vody v tekutině po dobu 5,4 x 10³ sekundy upraví toky energií molekuly vody, a zároveň vylouhuje do tekutiny 4 bpm Ag + 3 bpm Pt. Ošetřená bazénová voda má stabilní Ph a udržuje nižší organismy do vody povětřím zanesené ve stavu, v kterém tam napadali.

Příklad číslo 3: stabilizace anolytového roztoku

Pro některé technologické procesy v průmyslu se používá tekutina obsahující kromě molekul vody také molekuly různých organických látek a kyselin, které slouží jako nosiče iontů a přes speciální membrány tyto ionty doplňují do daného technologického procesu. Organické sloučeniny v těchto roztocích způsobují množení extrémních druhů nižších organismů, které nelze likvidovat s ohledem k technologickým zařízením silnými biocidy.

Zde byl aplikován přípravek obsahující oxid kovu, který při kontaktu s molekulou vody v tekutině po dobu 1,3 x 10⁶

-11 sekundy upravil toky energií vody, a zároveň se vylouhovalo do tekutiny 53 bpm AgCl + 9 bpm Au + 4 bpm Pt.

Takto ošetřená tekutina způsobila v průběhu 1,3 x 10⁶ sekundy úplné zastavení množení, snížení počtu na 4% původního stavu a 98% uvolnění biomasy těchto organismů z technologického zařízení.

Příklad číslo 4: stabilizace pitné vody

Standardní úprava tekutiny v pitnou vodu, probíhá pomocí přídavných látek regulujících fyzikálněchemické složení, pevného či minerálního filtru organismů pomocí chemických látek, je však vzhledem ke způsobené energetické nerovnováze pouze a nežádoucího odstranění

Takto upravená pitná voda minerální, mikrobiální a velmi krátkou dobu mikrobiologicky stabilní. Používané chemické látky vnesou mezi mikroorganismy nerovnováhu tím, že zahubí pouze některé druhy či méně odolné jedince, což již po několika hodinách či dnech způsobuje jejich opětovný a tentokrát i nekontrolovatelný růst a následně i tvorbu biofilmů na povrchu zásobníků, armatur, potrubí apod. Biofilm je živnou půdou například pro bakterie rodu legionela atd.

Dalšímu růstu, tvorbě biofilmů atd. lze zabránit aplikováním přípravku obsahujícím oxid kovu, který při kontaktu s molekulou vody v tekutině po dobu 2,8 x 10³ sekundy upravil toky energií vody, a zároveň se vylouhuje do tekutiny 10 bpm Ag + 8 bpm AgCl + 2 bpm Au.

Takto ošetřená tekutina je v uzavřeném systému více než 2,6 x 10⁶ sekundy.

stabilní

-12Průmyslová využitelnost

Úprava tekutin podle tohoto vynálezu je možná ve všech odvětvích průmyslu či hospodářství pracujícím s tekutinami obsahujícími molekuly vody, které jsou použity nižšími organismy ke své reprodukci či růstu, a zároveň způsobujícími zhoršení kvality tekutiny pro její další užití. Nejvíce se tato úprava tekutiny využije při zpracovávání či distribuci pitné vody, zajištění rovnováhy mezi nižšími organismy v povrchových vodách, zamezení znehodnocení paliv pomocí mikroorganismů, v technických chladících či teplo nesoucích okruzích atd.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   Způsob úpravy tekutiny obsahující alespoň jednu molekulu vody, vyznačující se tím, že se ovlivňuje tok energií uvnitř i vně molekuly vody v tekutině pomocí přímého kontaktu s přípravkem tvořeným oxidem kovu a/nebo kovů a částečným vylouhováním atomů či molekul kovu a/nebo kovů či jejich sloučenin do tekutiny.
2. 2. Způsob úpravy tekutiny podle nároku 1, vyznačující se tím, že tok energií se ovlivňuje Ag do 29 bpm a/nebo jeho halogenidem do 10000 bpm.
3. 3. Způsob úpravy tekutiny podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tok energií se ovlivňuje Au a/nebo jeho sloučeninami do 10000 bpm.
4. 4. Způsob úpravy tekutiny podle nároku 1 a/nebo 2 a/nebo 3, vyznačující se tím, že tok energií se ovlivňuje Pt a/nebo její sloučeninami do 10000 bpm.
5. 5. Způsob úpravy tekutiny podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že na molekulu vody se působí od 1 x 10^-12 sekundy do 1 x 10¹² sekundy.