АВ 2008г. Выпуск 6 Материалы к разработке Государственной программы "Водная стратегия России"
Приложение 3
Отдельно в ряду технологий водоподготовки и очистки стоков в силу универсальности стоит кавитационно-вихревая обработка воды. При кавитационно-вихревой обработке одновременно осуществляются процессы обеззараживания и опреснения, а в комбинации с механическим этот способ показывает отличные результаты при очистке промышленных и бытовых стоков.
Исследования в области использования вихревых и кавитационных технологий для воздействия на свойства жидкостей ведутся в ряде стран не одно десятилетие, но особенно они активизировались в 80-90-е годы прошлого века в США, Японии, Германии и Австрии. Результаты этих исследований показывают, что гидродинамическое (кавитационное или вихревое) воздействие повышает уровень энергетического состояния воды, существенно влияет на ее структуру, заметно меняет физико-химические свойства, приводит к смещению химического равновесия. В настоящее время в России и за рубежом получены результаты по практическому применению таких технологий в водоподготовке и очистке сточных вод. Особенно перспективной технологией является предложенный российскими учеными комбинированный метод кавитационно-вихревой обработки воды. При кавитационно-вихревой обработке воды за счет энергии схлопывания кавитационных каверн происходит частичное разрушение сетки водородных связей. В точке схлопывания каверны температура может превышать 6 тысяч градусов, а давление - 100-200 Мпа. По данным ИК-спектрометрии в жидкости возникает значительное число мелких кластеров. В зоне кавитации идет интенсивная диссоциация молекул воды на высокоактивные Н+ и ОН- с дальнейшей их рекомбинацией; образуется перекись водорода и кислород. В результате изменяются основные физико-химические свойства воды: на 15-20% возрастает электропроводность, понижается температура замерзания, возрастает поверхностное натяжение, существенно изменяются спектральные и люминесцентные характеристики. В обработанной воде существенно возрастает растворимость газов. Гидродинамическая обработка приводит к понижению концентрации растворенных в воде солей (выпадают в осадок), что связанно с уменьшением при обработке диэлектрической проницаемости воды и соответственным уменьшением растворимости неорганических ионных соединений. Меняется структура растворов электролитов, в гидратной оболочке ионов теряется заметное количество молекул воды и происходит частичное образование ионных пар. Такие изменения состояния растворов обеспечивают существенное повышение эффективности использования фильтров обратного осмоса. Включение в состав существующих опреснительных установок кавитационно-вихревых устройств сможет значительно повысить их экономическую эффективность и производительность, улучшить качество опресненной воды. При надлежащей организации кавитационная обработка воды обеспечивает полное ее обеззараживание. Такой способ почти вдвое дешевле ультра-фиолетовой обработки, втрое - хлорирования и в 10 раз - озонирования. При этом биологические и органолептические качества воды существенно выше. Особые свойства воды в зоне кавитационно-вихревого блока могут быть использованы для переработки токсичных органических и неорганических отходов.