RU2784660C1 - Способ очистки воды - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к технологиям очистки воды с целью увеличения сроков ее хранения в негерметичных или часто открываемых сосудах. Способ включает антибактериальную обработку с последующим воздействием на нее газообразного аргона. Воду помещают в автоклав при температуре 4-20°С под давлением от 3 до 7 кг/см² и воздействуют на нее аргоном в течение 15 минут. Затем воду разливают в емкости для хранения. Технический результат: увеличение срока хранения воды в негерметичных или часто открываемых сосудах для хозяйственно-питьевых нужд за счет того, что обработанная под избыточным давлением аргоном вода с вытесненным из нее кислородом не создает условий для размножения аэробных микроорганизмов. 1 ил., 4 пр.

Description

Изобретение относится к технологиям очистки воды с целью увеличения сроков ее хранения в негерметичных или часто открываемых сосудах.

Вопрос длительного сохранения потребительских свойств воды для хозяйственно-питьевых нужд актуален во многих отраслях народного хозяйства, но наиболее востребован в засушливых регионах России, где используют привозную воду, а также на судах речного и морского флота, где вода подолгу хранится в негерметичных или часто открываемых сосудах. И, если, с бактериями, как аэробными, так и анаэробными, средства борьбы отработаны и применяются давно, то с аэробными грибками, слизевиками и протестами дело обстоит хуже. Их существование в воде напрямую связано с наличием в ней кислорода, а удаление кислорода из воды существующими способами, либо связано с применением химических соединений (1), либо технически сложно, так как требует специального и дорогостоящего оборудования (2). Таким образом, главным фактором затрудняющим хранение воды в негерметичных или часто открываемых сосудах, является наличие в ней кислорода и ее обсеменение грибными спорами всегда присутствующими в окружающем воздухе, с последующим их развитием в обширные грибные мицелии (3), которые отравляют воду своими токсинами, что создает серьезную опасность для здоровья человека и портит вкусовые качества воды. Допущенные к применению антибиотики для обеззараживания воды, нейтрализуют исключительно бактерии (4), но на грибки практического влияния не оказывают (5) и, напротив, освобождают от бактерий биологическую нишу для размножения аэробных грибков, слизевиков и протестов.

В результате анализа применяемых в настоящее время способов очистки воды от биологических загрязнителей можно сделать вывод о том, что ни один из них не способен на длительное время защитить, контактирующую с атмосферным воздухом воду, от обсеменения ее спорами аэробных микроорганизмов. К таким способам относятся:

1. Термический способ (кипячение воды) - убивает почти все присутствующие в исходной воде микроорганизмы, но, при остывании вода насыщается кислородом и становится удобным местом для размножения бактерий, грибков и слизевиков.

2. Олигодинамический способ (обработка воды ионами благородных и других металлов) - является хорошим антибактериальным средством, но, при низких концентрациях, незначительно действует на грибы, слизевики и протесты и, самое главное, не устраняет кислород из воды.

3. Физические способы (обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и т.д.) - носят характер временного воздействия на очищаемую воду, не удаляют кислород из воды и, через короткое время после их применения, вода снова открыта для заселения бактериями и грибками.

4. Химические способы (обработка воды различными окислителями: хлором и его соединениями, озоном, перманганатом калия и т.п.) - являются хорошими бактерицидами, но также носят временный характер и не защищают на длительное время воду от заселения ее различными микроорганизмами и тем более грибками, так как при озонировании происходит дополнительное насыщение обрабатываемой воды молекулярным кислородом.

Все вышеперечисленные способы дезинфекции воды эффективны и целесообразны только в случае герметичной упаковки воды сразу после ее обеззараживания. Но, если, в воде после бактерицидной обработки, сохранились грибковые споры и в ней в достаточном количестве присутствует кислород, то грибки начнут развиваться и размножаться даже в герметично упакованных сосудах.

Также, для предотвращения заражения воды бактериями, в воду добавляют консерванты из ряда - левомицитин, диклофенак, ацетаты щелочных металлов и т.д. (6). Но, они обладают бактерицидным действием и не относятся к противогрибковым средствам, что создает грибкам преимущественные условия для развития, в воде очищенной антибиотиками от конкурентных бактерий.

Таким образом, область применения известных средств и способов ограничена по отношению к грибковым микроорганизмам, ввиду неспособности этими методами удалять из дезинфицируемой воды кислород, к которой прибавляется способность воды в негерметичных или часто открываемых сосудах, сорбировать кислород из атмосферного воздуха (7), что создает благоприятные условия для развития в ней аэробных микроорганизмов.

Известен способ обеззараживания воды [Патент РФ N 2091322, C02F 1/467, опубл. 27.09.97. Бюл. 27]. путем обработки электрическим током путем воздействия симметричными импульсами положительной и отрицательной полярности, а скважность импульсами регулируют прямо-пропорционально измеряемому расходу воды. Недостаток этого способа состоит в том, что кислород из воды не удаляется.

Известен способ обеззараживания и консервации воды [А.с. 16768770 СССР, C02F 1/32, 1/50, опубл. 23.09.91. Бюл. 35] путем УФ-облучения в дозах 0,24-0,325 мДж/см² с последующим введением антимикробного агента в виде ионов меди в количестве 0,75-1,0 мг/л. Недостаток указанного способа состоит в том, что применение в качестве антимикробного агента ионов меди ухудшает вкусовые свойства воды и, в случае длительного применения, небезвредно для организма человека, и так же не удаляет из обрабатываемой воды кислород.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки воды от биологических загрязнений углекислым газом, заключающийся в растворении CO₂ в воде, что, по мнению авторов, создает в очищаемой воде градиенты концентрации угольной кислот Н₂СО₃, которые управляют направленным движением коллоидных бактериальных частиц. Из-за большого диффузионного потенциала, возникающего при диссоциации угольной кислоты, коллоидные бактериальные частицы перемещаются вниз от границы раздела фаз газ-жидкость и, в конечном итоге, оседают на дне сосуда. Направленное движение коллоидных бактериальных частиц, вызванное растворением CO₂ в очищаемой воде, создает, по мнению авторов, масштабируемый непрерывный процесс, в результате которого обрабатываемая вода освобождается от биологических загрязнений. Данная методика разработана в Принстонском университета (США) и опубликована в научном журнале «Nature Communications». Работы по ней продолжаются в университете Нового Южного Уэльса в Канберре, Австралия (источник? - UNSW Canberra). Предложенный способ углекислотной очистки воды от коллоидных бактериальных частиц не решает проблему удаления кислорода из воды, так как угольная кислота, образующаяся при растворении в воде углекислого газа, во-первых является предшественником Сахаров и может служить пищей для грибков и бактерий (24), во-вторых, реагируя с кислородом своими протонами по механизму электростатического взаимодействия атомов О-Н, образует сольватные оболочки вокруг молекул кислорода (25) и взвешивает их в растворе, что, в результате, не уменьшает концентрацию кислорода в обрабатываемой таким образом воде, ввиду чего, вода не приобретает способность длительного хранения в негерметичных или часто открываемых сосудах.

Новый технический результат - повышение эффекивности способа за счет увеличения сроков хранения воды.

Для достижения нового технического результата в способе очистки воды, включающем антибактериальную обработку с последующим воздействием на ее газового агента, в качестве газового агента используют аргон, которым воздействую на воду помещенную в автоклав, при температурой 4-20°C под давлением от 3 до 7 кг/см² и выдерживают в течение 15 минут.

Способ осуществляют следующим образом

На прошедшую стандартную бактерицидную обработку одним из перечисленных ранее способов воду воздействуют аргоном при температуре 4-20°C под давлением от 3 до 7 кг/см² и выдерживают в течение 15 минут, далее при необходимости использовать воду производят ее нагревание до температуры более 42,8°C. Аргон, при нагревании воды выше 42,8°C, улетучивается и вода приобретает свои обычные свойства

Измерение концентрации кислорода проводят методом йодометрического титрования (26) как в исходной, так и в обработанной аргоном под давлением воде.

Устройство для реализации способа очистки воды содержит емкость для наполнения водой, которая представляет автоклав с патрубками для подачи воды и газового агента и слива обработанной воды в промежуточную емкость. Автоклав соединен с баллоном, наполненным аргоном и снабжен редуктором.

Воду заливают в автоклав высокого давления, в который из баллона подают аргон. Давление газа выставлялют редуктором на 3-7 кг/см². Заданное время воздействия аргона на воду составляет 15 минут. После чего, газ стравливают, а обработанную аргоном воду сливают в промежуточную емкость, после чего, методом йодометрического титрования в ней измеряют концентрацию кислорода.

Предлагаемый способ основан на следующем научно-экспериментальном подходе. При воздействии аргоном под давлением молекулы воды структурируются в субединицы гексагональной формы из шести молекул воды со структурообразующим атомом аргона в центре вида Ar 6Н₂О, а кислород вытесняется из объема обрабатываемой воды.

По нормативам общее микробное число ОМЧ в питьевой воде должно соответствовать ОМЧ-37° (8) и не превышать 50 КОЕ/мл. Общее микробное число (ОМЧ) - это количественный показатель, отражающий общее содержание мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов в 1 мл анализируемой воды. Факультативные анаэробные микроорганизмы представлены прокариотами, бактериями, археями и эукариотами, а мезофильные аэробы - грибами, слизевиками и протестами. Размножение грибков осуществляется спорами, которые находятся везде, и особенно их много в воздухе (9). Споры пребывают в состоянии покоя до их попадания в благоприятную для развития среду, а именно, в воду с растворенным в ней кислородом. К примеру, для спор аэробных грибков аспергиллов (10) минимальная потребность в кислороде составляет 4 мг кислорода в литре воды. Тогда как СанПиНом 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» воды для общественных водоразборов, нижний предел допустимой концентрации кислорода составляет 5 мг на литр, из чего следует, что грибки аспергиллы в такой воде не только не погибнут, но и могут активно развиваться. А при учете хорошей растворимости молекулярного кислорода в воде, концентрация которого, при контакте воды в негерметичных и часто открываемых сосудах с атмосферным воздухом может достигать, в зависимости от температуры, 35% от объема воды (11), однозначно следует, что вода, при хранении в негерметичных или часто открываемых сосудах, активно поглощает из атмосферного воздуха кислород, при этом надо отметить, что грибковые споры, присутствующие в этом воздухе (12), обсеменяют ее и развиваются в обогащенной кислородом воде в грибные мицеллии, что приводит к ухудшению качества воды и представляет угрозу для здоровья людей.

В настоящем изобретении предлагается способ очистки воды включающий вытеснение, из прошедшей обеззараживание стандартными методами воды, присутствующего в воде кислорода, инертным газом аргоном при его избыточном давлении, в соответствии с законом Генри-Дальтона, с целью устранения условий для размножения в воде аэробных микроорганизмов, которые начинают развиваться в воде с концентрацией кислорода выше 4 мг/литр (7), что значительно сокращает сроки хранения и ухудшает качество воды для хозяйственно-питьевых нужд при ее хранении в негерметичных и часто открываемых сосудах, и небезопасно для здоровья человека.

Избыточное давление аргона на воду запускает процесс переструктуризации полимолекульных и насыщенных кислородом каркасных водных кластеров в субединицы гексагональной формы - водные квазиклатраты аргона вида Ar 6Н₂О, которые вытесняют кислород из обрабатываемой аргоном воды, затем избыточный газ стравливают, а переструктурированную в устойчивые субединицы гексагональной формы - квазиклатраты аргона вида Ar 6Н₂О воду, с содержанием кислорода значительно менее 4 мг на литр, что полностью исключает возможность развития в ней спор аэробных микроорганизмов,что дает возможность длительное время хранить ее в негерметичных или часто открываемых сосудах, сливают. При нагревании такой воды выше 42,8°C аргон улетучивается и вода приобретает свои обычные свойства.

Механизм вытеснения кислорода из воды избыточным давлением на нее инертного газа аргона основан на физических свойствах молекул воды и атомов аргона.

Известно, что водные кластеры, из которых на 80% (13) состоит вода, даже при 100°C, обладают льдистой структурой (14). Они взвешены в объеме воды в виде разрозненных «островков», которые представляют из себя объемные каркасы, построенные из отдельных молекул воды, связанных между собой водородными связями, благодаря энергии Гиббса молекулы воды в водных кластерах и удерживаются рядом друг с другом, но и не притягиваются вплотную по причине электростатического отталкивания одноименных зарядов протонов молекул воды. Это подтверждается тем, что, если бы, молекулы воды прилегали друг к другу, то расчетная плотность воды была бы 1,84 г/см³ и не соответствовала бы реальной плотности воды 1 г/см³, а так же и тем, что вода, вплоть до давления 217 кг/см², практически не поддается сжатию (15). При такой обработке каркасные пустоты в водных «островках»-кластерах, при контакте с атмосферным воздухом, активно поглощают молекулярный кислород. Такая избирательность обусловлена как склонностью кислорода к слабому химическому взаимодействию с атомами водорода в каркасных пустотах, так и размерами его молекул совпадающими (комплементарными) с размерами каркасных пустот водных кластеров (16). Именно по этой причине растворимость кислорода в воде доходит до 35% и превышает его концентрацию в атмосферном воздухе, где кислород составляет только 21% от общего объема воздуха.

Что касается одноатомной молекулы аргона, то она, являясь продуктом распада радиоактивного изотопа К⁴⁰ (17), имеет стабильно-нестабильные электроны на своей внешней электронной оболочке (18), что выражается пульсирующими кольцевыми токами, синхронизируемыми электромагнитной волной Шумана, генерируемой переменным магнитным полем Земли (19). Именно по причине постоянно действующих кольцевых токов на внешней электронной оболочке, атом аргона, в обычных условиях не успевает образовать сколько-нибудь прочные химические соединения с другими элементами, но, при повышенном давлении в реакциях с водой, возбужденные электромагнитным полем волны Шумана электроны внешней электронной оболочки атома аргона, вступают в прочное, в диапазоне давлений 700-800 мм рт столба и температур от 0 до 42,8°C, электростатическое взаимодействия с протонами шести молекул воды (19), в результате чего образуются кристаллические, напоминающие спрессованный снег, соединения состава Ar⋅6H₂O - водные клатраты аргона (20). При низких давлениях, которые использованы в настоящем изобретении, образуются жидкие водные квазиклатраты аргона гексагональной формы с атомом аргона в центре вида Ar 6Н₂О, которые ввиду благоприятного пространственного соответствия (комплементарности) гостевой и хозяйской подсистем, характеризуется тем, что вновь образованные квазиклатратные соединения атомов аргона с шестью молекулами воды термодинамически более устойчивы, чем смесь из компонентов гостя и хозяина (молекул кислорода и пустот каркасных кластеров воды) при тех же физических условиях, вплоть до температуры 42,8°C (21).

Образование водных квазиклатратов аргона гексагональной формы с атомом аргона в центре вида Ar 6Н₂О обусловлено радикальной переструктуризацией воды. Хаотические конструкции полимолекульных каркасных «островков»-кластеров воды, перестраиваются атомами аргона в упорядоченные и энергетически сбалансированные гексагональные водные субединицы, где в центре располагается атом аргона, а его окружают шесть молекул воды вида Ar 6Н₂О, которые связываются дивергентным электростатическим взаимодействием отрицательно заряженных электронов внешней оболочки атома аргона с шестью положительно заряженными протонами шести молекул воды, по механизму образования короткоживущих гидридов аргона ArH+ (22), которые возникают и разрываются, и через мгновение снова возникают и разрываются. Но это верно только для шести молекул воды потому, что атом аргона окруженный шестью молекулами воды становится геометрически недоступным для седьмой и более молекул воды. В химической интерпретации водный квазиклатрат аргона можно представить, как Ar6- -> 6Н+ + 6 ОН-. А по причине того, что атомы аргона совпадают по размеру с межмолекульными пустотами в каркасах водных «островков»-кластеров, они свободно встраиваются в эти пустоты, разрывают слабые кислород-водородные химические связи (23), лишают кислород «привязки» к молекулам воды, вытесняют его и, одновременно с этим, возбужденными электронами внешнего электронного уровня электростатически взаимодействуя с шестью протонами шести молекул воды, образуют энергетически устойчивые гексагональные водные субединицы вида Ar 6Н20. Концентрация гексагональных водных субединиц вида Ar 6Н₂О, зависит от приложенного к обрабатываемой воде давления и ее температуры в соответствии с законом Генри-Дальтона. Вытесненный из каркасных пустот водных кластеров и лишенный возможности энергетического контакта с молекулами воды кислород, выталкивается из объема воды в атмосферу. Именно так протекает процесс вытеснения кислорода из воды, прошедшей обеззараживание стандартными методами, аргоном под давлением и переструктуризация воды из хаотичных каркасных «островков»-кластеров, заполненных кислородом, в единообразные энергетически сбалансированные субединицы гексагональной формы из шести молекул воды со структурообразующим атомом аргона в центре вида Ar 6H₂O.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами:

Пример 1.

Три литра водопроводной воды, выдержанные в течение пяти суток на открытом воздухе при температуре 20°C в промежуточной емкости с площадью поверхности 450 см² и определенной йодометрическим методом концентрацией кислорода 8,95 мг/литр, заливали в автоклав высокого давления, в который из баллона подавали инертный газ аргон. Давление газа выставлялось редуктором на 3 кг/см². Заданное время воздействие повышенного давления аргона на воду составило 15 минут. После чего газ стравили, а обработанную аргоном воду сливли в промежуточную емкость, после чего, методом йодометрического титрования в ней измерили концентрацию кислорода, которая составила 3,85 мг/литр. Затем, промежуточную емкость площадью поверхности 450 см², с прошедшей обработку аргоном под давлением водой с температурой 20°C, оставляли на пять суток на открытом воздухе, после чего, в ней методом йодометрического титрования измеряли концентрацию кислорода, которая составила 4,05 мг/литр (разницу в 0,2 мг/литр можно рассматривать как погрешность измерения), что указывало на переструктурирование большей части насыщенных кислородом каркасных водных кластеров в устойчивые до температуры 42,8°C гексагональные водные субединицы с атомом аргона в центре вида Ar 6Н₂О, вытеснение аргоном кислорода из обрабатываемой воды и на то, что концентрация кислорода незначительно нижнего предела (4 мг/литр), необходимого для размножения аэробных микроорганизмов в обработанной аргоном при давлении 3 кг/см² воде.

Пример 2.

Три литра водопроводной воды, выдержанные в течение пяти суток на открытом воздухе при температуре 20°C в промежуточной емкости с площадью поверхности 450 см2 и определенной методом йодометрического титрования концентрацией кислорода 8,71 мг/литр, заливались в автоклав высокого давления, в который из баллона подавался инертный газ аргон. Давление газа выставлялось редуктором на 5 кг/см². Заданное время воздействие повышенного давления аргона на воду составило 15 минут. После чего газ стравли, а обработаную аргоном воду сливали в промежуточную емкость, после чего, методом йодометрического титрования в ней измеряли концентрацию кислорода, которая составила 2,7 мг/литр. Затем, промежуточную емкость площадью 450 см², с прошедшей обработку аргоном под давлением водой с температурой 20°C, оставляли на пять суток на открытом воздухе, после чего, в ней методом йодометрического титрования измеряли концентрацию кислорода, которая составила 2,83 мг/литр (разницу в 0,13 мг/литр можно рассматривать как погрешность измерения), что указывает на переструктурирование большей части насыщенных кислородом каркасных водных кластеров в устойчивые до температуры 42,8°C гексагональные водные субединицы с атомом аргона в центре вида Ar 6Н₂О, вытеснение аргоном кислорода из обрабатываемой воды и на то, что концентрация кислорода значительно ниже нижнего предела (4 мг/литр), необходимого для размножения аэробных микроорганизмов в обработанной аргоном при давлении 5 кг/см² воде.

Пример 3.

Три литра водопроводной воды, выдержанные в течении пяти суток на открытом воздухе при температуре 20°C в промежуточной емкости с площадью 450 см² и определенной йодометрическим методом концентрацией кислорода 8,87 мг/литр, заливались в автоклав высокого давления, в который из баллона подавался инертный газ аргон. Давление газа выставлялось редуктором на 7 кг/см². Заданное время воздействие повышенного давления аргона на воду составило 15 минут. После чего газ стравливали, а обработанную аргоном водусливали в промежуточную емкость, после чего, методом йодометрического титрования в ней измеряли концентрацию кислорода, которая составляла 0,73 мг/литр. Затем, промежуточную емкость площадью 450 см² с прошедшей обработку аргоном под давлением водой с температурой 20°C, оставляли на пять суток на открытом воздухе, после чего в ней методом йодометрического титрования измеряли концентрацию кислорода, которая составила 0,71 мг/литр (разницу в 0,02 мг/литр можно рассматривать как погрешность измерения), что указывает на переструктурирование большей части насыщенных кислородом каркасных водных кластеров в устойчивые до температуры 42,8°C гексагональные водные субединицы с атомом аргона в центре вида Ar 6Н₂О, вытеснение аргоном кислорода из обрабатываемой воды и на то, что концентрация кислорода значительно ниже нижнего предела (4 мг/литр), необходимого для размножения аэробных микроорганизмов в обработанной аргоном при давлении 7 кг/см² воде.

Пример 4.

Три литра водопроводной воды, выдержанные в течении пяти суток на открытом воздухе при температуре 20°C в промежуточной емкости с площадью 450 см² и определенной йодометрическим методом концентрацией кислорода 8,81 мг/литр, заливались в автоклав высокого давления, в который из баллона подавался инертный газ аргон. Давление газа выставлялось редуктором на 4 кг/см². Заданное время воздействие повышенного давления аргона на воду составило 15 минут. После чего газ стравливался, а обработанная аргоном вода сливалась в промежуточную емкость, после чего, методом йодометрического титрования в ней измерялась концентрация кислорода, которая составляла 3,14 мг/литр. Затем, промежуточную емкость площадью 450 см, с прошедшей обработку аргоном под давлением водой с температурой 20°C, оставляли на пять суток на открытом воздухе, после чего в ней методом йодометрического титрования измеряли концентрацию кислорода, которая составила 3,2 мг/литр (разницу в 0,06 мг/литр можно рассматривать как погрешность измерения), что указывает на переструктурирование большей части насыщенных кислородом каркасных водных кластеров в устойчивые до температуры 42,8°C гексагональные водные субединицы с атомом аргона в центре вида Ar 6Н₂О, вытеснение аргоном кислорода из обрабатываемой воды и на то, что концентрация кислорода значительно ниже нижнего предела (4 мг/литр), необходимого для размножения аэробных микроорганизмов в обработанной аргоном при давлении 4 кг/см² воде.

Из вышеприведенных примеров следует, что оптимальным, для вытеснения кислорода из каркасных водных кластеров и переструктурирования обрабатываемой аргоном воды в субединицы гексагональной формы из шести молекул воды со структурообразующим атомом аргона в центре вида Ar 6H₂O, является избыточное давление аргона на обрабатываемую воду в 4 кг/см². При этом давлении образуются водные квазиклатраты аргона, которые не переходят в твердую фазу клатратов аргона, а концентрация остаточного кислорода в обработанной воде на 0,8 мг меньше минимальной потребности в кислороде аэробных микроорганизмов (грибков, слизевиков, протестов), что гарантированно защищает обработанную таким давлением аргона воду от развития в ней анаэробных микроорганизмов.

Что касается концентрации аргона в обработанной им под давлением обычной воде кластерной структуры, то она строго подчиняется закону Генри-Дальтона и зависит от внешних температуры и давления. Воздействие избыточного давления аргона на исходную воду необходимо для максимального вытеснения из каркасных водных кластеров молекулярного кислорода. Зная, что растворимость кислорода в литре воды при давление 760 мм ртутного столба и температуре 20°C - 150 см³, а растворимость аргона в литре воды при тех же условиях - 180 см³, следует вывод, что при сбросе повышенного давления аргона, максимальное содержание аргона в литре обработанной воды, при давлении 760 мм ртутного столба и температуре 20°C, не может превышать 180 см³, откуда следует, что концентрация аргона, в прошедшей обработку под избыточным давлением в 4 кг/см² воде, при атмосферном давлении соответствует 130 см³.

Аргон растворим в воде в два с половиной раза больше, чем азот, и имеет примерно такую же растворимость, как у кислорода (Lide, D.R. CRC Handbook of Chemistry and Physics 88TH Edition 2007-2008. CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, FL 2007, p. 4-4).

На Фиг 1. приведены данные о растворимости аргона и кислорода. Растворимость выражена в виде коэффициента абсорбции, равного приведенному к нормальным условиям (0°C и 101,325 кПа) объему газа (м3), поглощенному в 1 м воды при парциальном давлении газа 101,325 кПа

В результате насыщения воды аргоном происходит изменение ее свойств. Нами было установлено, что естественное испарение самой воды снижается на 30-50% в зависимости от температуры по причине того, что аргон тяжелее воздуха и он удерживает молекулы воды за счет прочных связей клатратов. Такие изменения в результате способствует более длительному хранению воды. Также проведенные исследования показали, что оптимальным для обработки воды аргоном является температура 4-20°C, давлением от 3 до 7 кг/см² и время обработки в течение 15 минут. Этих параметров необходимо и достаточно для достижения цели-увеличения сроков хранения воды очищенной предлагаемым способом, за счет устранения условий для размножения патогенной микрофлоры, влияющей на ее потребительские свойства, а именно использования для питьевых нужд.

Одновременно была проведена оценка антибиотических свойств воды, которая показала, что в контроле после 2 недель в воде происходит разрастание микроорганизмов преимущественно микотической природы и одноклеточных водорослей (хламидомонад, хлорелл), дающих воде зеленое окрашивание. Такие процессы характерны для стоячей воды длительного хранения, зачастую встречающиеся в случаях очищенной бутилированной воды, особенно для больших емкостей. По нашим наблюдениям использование же деоксигенации воды аргоном с предварительной очисткой и стерилизацией обеспечивало сохранение последней в течение двух и более недель, а также сохраняло изначальный цвет и вкусовые характеристики воды.

Таким образом, обработанная под избыточным давлением аргоном вода, с вытесненным из нее кислородом, не создает условий для размножения аэробных микроорганизмов и способна длительное время храниться в негерметичных или часто открываемых сосудах для хозяйственно-питьевых целей.

Источники информации принятые во внимание при составлении описания

1. Водоподготовка: Справочник. / Под ред. д.т.н., действительного члена Академии промышленной экологии С.Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. - 240 с.

2. ГОСТ 16860-88. Деаэраторы термические. Типы, основные параметры, приемка, методы контроля. Москва, Стандартинформ, 2007. - 7 с.

3. Черныш Е.О., Романенко Л.И., Березовчук С.П., Олийник З.А. Гигиеническая оценка микологического загрязнения воздуха жилых и общественных помещений. Сб. мат.юб. науч.-практ. конф. с международ. уч. Минск: Изд-во БГУ. 2019. С.760-765.

4. Баренбойм Г.М. Загрязнение природных вод лекарствами / Г.М. Баренбойм, М.А. Чиганова. Москва. Наука - 283 с.

5. Андрющенко Е. Лекарства портят воду [Электронный ресурс]

6. Домарецкий В.А. Производство концентратов, экстрактов и безалкогольных напитков. Справочник. К.: «Урожай». 1990 г. - 246 с.

7. Сидорова Л.П., Снигирева А.Н. Очистка сточных и промышленных вод. Часть 2. Биологическая очистка. Активный ил. Оборудование. Электронное текстовое издание. Екатеринбург, 2017 г.

8. СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

9. ТС Сухова. Введение в биологию и экологию. М., Вентана - Граф, 2001. - 240 с.

10. Кубанова А.А., Потекаев Н.С., Потекаев Н.Н. Руководство по практической микологии. - М., 2001. - 144 с.

11. Химия воды: Аналитическое обеспечение лабораторного практикума: учеб. пособие / В.И. Аксенов, Л.И. Ушакова, И.И. Ничкова; [под общ. ред. В.И. Аксенова]; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал, федер. ун-т. - Екатеринбург: Изд-во Урал, унта, 2014. - 140 с; ил.

12. ГОСТ Р ИСО 16000-19-2014. Воздух замкнутых помещ плесневых грибков.

13. Г.Н. Саркисов. Структурные модели воды. УФН, 176, 833-845 (2006).

14. L. Pauling The structure of water. In: Hydrogen bonding, Ed. D. Hadzi, H. W. Thompson, Pergamon Press, London, 1959, pp 1-6.

15. A. Michaelides, K. Morgenstern. Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces. Nature Mater., 6, 597-601 (2007).

16. J. Carrasco, A. Michaelides, M. Forster, S. Haq, R. Raval, A. Hodgson. A one-dimensional ice structure built from pentagons. Nature Mater., 8, 427-431 (2009).

17. Пожарский А.Ф. Супрамолекулярная химия. // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. №9. С. 32-47.

18. Никитин Б.А. Избранные труды. М.; Л.: Издательство АН СССР, 1956. 344 с.

19. Дядин Ю.А. Соросовский Образовательный Журнал, №2 1998 год, Новосибирский государственный университет, Супрамолекулярная химия: клатратные соединения.

20. Кульский Л.А., Строкам П.П. Технология очистки природных вод. Учебник для студентов ВУЗов. 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Вища школа, 1986. - 352 с., ил.

21. Дядин Ю.А., Удачин К.А., Бондарюк И.В. Соединения включения. Новосибирск: Издательство Новосибирского государственный университета, 1988. 92 с.

22. П. Шильке, Д.А. Нойфельд, Н.С. Мюллер, К. Комито, Е.А. Бергин, Д.К. Лис, М. Герин, Дж. X. Блэк, М. Вулфайр, Н. Индриоло, Дж. К. Пирсон, К.М. Ментен, Б. Винкель, А. Санчес-Монге, Т. Меллер, Б. Годар и Э. Фалгароне, «Вездесущий аргоний (АгН+) в диффузной межзвездной среде: молекулярный индикатор почти чисто атомарного газа», Astronomy & Astrophysics, vol. 566, г. 4 июня 2014 г. Статья п о А29 (DOI 10,1051 / 0004-6361 / 201423727, Bibcode 2014А & А… 566A..29S, Arxiv 1403,7902.

23. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ. Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. / Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева; под ред. Р.А. Лидина. - М.: Химия, 2000. 480 с: ил.

24. Фаллер, Д.М. Молекулярная биология клетки: рук-во для врачей / Д.М. Фаллер, Д. Шилдс. - М.: БИНОМ-Пресс, 2006. - 256 с.

25. Шахпаронов М.И. Введение в современную теорию растворов. - М.: Высшая школа, 1976.

26. РД 52.24.419-2005Массовая концентрация растворенного кислорода в водах. Методика выполнения измерений йодометрическим методом.

Claims (1)

1. Способ очистки воды, включающий антибактериальную обработку с последующим воздействием на нее газового агента, отличающийся тем, что в качестве газового агента используют аргон, которым воздействуют на воду, помещенную в автоклав при температуре 4-20°С под давлением от 3 до 7 кг/см² в течение 15 минут, после чего разливают в емкости для хранения.

Images