Дыхание живых организмов

органических веществ).

При электролизе подкисленных сточных вод происходит электролитическое

растворение алюминиевого анода  и образование гидроксида алюминия, обладающего

высокой коагулирующей способностью.

Очищенная вода представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, имеющую

величину рН =6,5-7,5, величину ХПК 0,5-0,6 г/л, содержащую нефтепродуктов 25

мг/л и хлоридов 1,5 г/л (общее  содержание растворенных минеральных  солей 2,5

- 3 г/л).

Электролизер для очистки  маслоэмульсионных сточных вод представляет собой

прямоугольный стальной резервуар, футерованный изнутри винипластом  или другим

кислотостойким материалом. Дно электролизера имеет уклон 1:10 в сторону

выпуска сточных вод. К левой торцевой стенке корпуса электролизера (выше

уровни жидкости) прикреплен патрубок для подачи сточной воды, к днищу

приваривают патрубок для  отвода очищенной воды, В правой торцевой степке

аппарата выше уровня жидкости располагаются два прямоугольных  продольных

окна: нижнее - для присоединения пеносгонного лотка, верхнее - для

подключения вытяжного воздуховода. На задней степке корпуса имеются отверстия

для присоединения токоподводящих шин. Пеносгонный лоток расположен под углом

45' к вертикальной стенке. Б верхней части корпуса электролизера (под

электродами) устанавливают  пеноудаляющее устройство.

Электролиз сточных вод  проводят при плотности тока 80 - 120 А/м2,

напряжении на электродах 7 - 10 В. Продолжительность их электрохимической

обработки составляет 4 - 5 мин, удельный расход алюминия для удаления 1 г

эмульгированного масла 0,03 г, удельный расход электроэнергии 2,5 - 3 кВт ч/м,

удельный расход соляной  кислоты (35 %) на подкисление сточных  вод 7 - 8 кг/м

3.

Для обработки сточных  вод возможно использование переменного электрического

тока, однако в этом случае для достижения того же эффекта очистки  удельный

расход электроэнергии увеличивается  на 40 - 50 %.

Харьковским отделом ВНИИВОДГЕО разработаны две модели электролизеров (трех-и

шестисекционный).

В настоящее время установки  для электрохимической очистки  маслоэмульсионных

сточных вод действуют  на ряде машиностроительных предприятий  СНГ [Минский

моторный завод, Ждановский завод тяжелого машиностроения, завод

сельскохозяйственных машин (г. Белая Церковь) и др.].

Институтом “Харьковский Водоканалпроект” разработаны типовые проектные решения

установок “Комплект оборудования для электрокоагуляционной обработки

смазочно-охлаждающих жидкостей  производительностью 5 - 10 м3/сут.

В Харьковском политехническом  институте М. М. Назаряном разработан аппарат

колонного типа для очистки  концентрированных маслосодержащих  сточных вод с

помощью коагулянта - гидроксида алюминия, получаемого путем

электролитического растворения  алюминиевых анодов в электродной  камере

аппарата. Полученная суспензия  гидроксида алюминия затем смешивается  со

сточными водами в реакционной  камере, а образовавшийся осадок отделяется от

жидкой фазы во флотационной и отстойной камерах. Установка подобного типа

действует на головном заводе Харьковского ПО “Серп и молот”.

Для очистки больших объемов  маслоэмульсионных стоков успешно применяется

метод реагентной напорной флотации, Этот метод внедрен на ГПЗ-2 (г. Москва).

Очистку маслоэмульсионных сточных вод проводят по следующей схеме: сточная

вода поступает в отстойникнакопитель, где происходит выделение

механическихпримесей и свободных масел, а затем в этой же емкости

производится нейтрализация  жидкости серной кислотой до рН=7-8.

Нейтрализованная сточная  вода поступает во флотатор, куда одновременно

подается раствор сернокислого алюминия. Образующаяся в процессе напорной

флотации пена собирается и направляется в пеносборник.

Величина - потенциала эмульсионных систем, содержащих неионогенные

эмульгаторы, недостаточна для их высокой стабильности, а их адсорбционные

слои не обладают высокой  структурно-механической прочностью, поэтому

применение коагулянтов  для очистки подобных сточных  вод малоэффективно.

Одним из перспективных методов  очистки этих сточных вод является метод

ультрафильтрации. Возможность  его применения показана в исследованиях,

проведенных во ВНИИВОДГЕО на аппарате типа фильтр-пресс с использованием

ультрафильтрационных мембран марок УАМ-500, УАМ-200, УАМ-150, УАМ-50 (цифра

обозначает средний диаметр  пор мембраны в Ангстрем).

Установлено, что производительность ультрафильтратов по пермеату практически

одинакова для всех марок мембран [10 л/ (сут-м2)]. Содержание масла

в очищаемой жидкости может  быть снижено до 8 - 10 мг/л. Степень

концентрирования фильтруемой  эмульсии зависит от ее стойкости: наиболее стойкие

эмульсии, например приготовленные на основе эмульсола ИХП, можно

концентрировать до содержания масел 500 г/л. Недостатком этого метода

является малая производительно  ультрафильтров, что значительно  сдерживает его

широкое применение. Для повышения  производительности ультрафильтров

целесообразно применять  их промывку растворами поверхностно-активных веществ

(например, 6%-ным раствором препарата Лабомид-161). Такую промывку следует

проводить через 150 - 200 ч работы установки, при этом производительность

мембран, повышается в 2 - 3 раза.

Во ВНИИВОДГЕО проведены  также исследования метода ультрафильтрации с

использованием в качестве фильтрующего элемента фрагментов трубчатых  модулей

из фторопласта типа БТУ  с диаметром пор 500 А (50 нм). Полученные результаты

показали, что для реального  диапазана концентраций масел в отработанных СОЖ

(10 - 25 г/л) производительность  мембран и величина ХПК пермеата практически

не зависят от исходной, концентрации масел в сточной  воде. При этом конечная

ХПК очищенной жидкости не зависит также от времени работы установки и

составляет 100 - 150 мг*О/л. Проницаемость мембран составляет 10 - 15 л/

(м2ч).

Как следует из приведенного обзора, в разработке эффективных  методов очистки

концентрированных маслосодержащих  сточных вод в последни годы достигнуты

определенные успехи. Построены  и введены в постоянную эксплуатацию установки

по очистке маслосодержащих  сточных вод методами коагуляции,

электрокоагудяции, реагентной напорной флотации. Значительное количество

установок на предприятиях машиностроительной и металлургической

промышленности строится. На одном из завалов действует  опытно-промышленная

установка для очистки  маслосодержащих сточных вод  методом ультрафильтрации.

Очищенные маслосодержащие  сточные воды вместе с другими  сточными водами

предприятия поступают обычно на городские очистные сооружения.

2.      Использование  достижений биологических наук  в практической

деятельности человека.

                               3.1 Введение                              

Современное человеческое общество живет и продолжает развиваться, активно

используя достижения науки  и техники, и практически немыслимо  остановиться на

этом пути или вернуться  назад, отказавшись от использования  знаний об

окружающем мире, которыми человечество уже обладает. Накоплением этих знаний,

поиском закономерностей  в них и их применением на практике занимается наука.

“ Вторая половина нашего столетия отмечена стремительным прогрессом

биологических знаний и их приложений в разнообразных сферах жизни

современного общества.В сущности, интерес человека к живой природе никогда не

угасал, но лишь последние  десятилетия позволили приблизиться к пониманию

удивительных тайн жизнедеятельности  и на этой основе сделать решительный  шаг

в использовании новейших биологических открытий."(вице-президент АН СССР

Ю.А.Овчинников,1987)

Пятидесятые годы стали временем начала ренессанса биологии, которая "сумела

заглянуть внутрь клетки и  разобраться в молекулярных механизмах рождения ми

развития организмов" Существует мнение, что XXI век станет веком биологии, а

все остальные науки отойдут  на второй план. Сбылось предсказание великого

физика современности  Н.Бора, который в 50х годах неоднократно заявлял, что в

ближайшем будущем наиболее интенсивное проникновение в тайны природы станет

прерогативой не физики, а  именно биологии. Большая часть современной

естественнонаучной литературы в той или иной мере посвящена исследованию

именно живой природы. Биологическими проблемами занимаются сейчас десятки

наук. Очень продуктивными  оказываются и науки, связанные  с претворением

новейших биологических  открытий в жизнь.

Можно без преувеличения  сказать, что одной из таких отраслей приложения

биологии многие из нас  обязаны здоровьем и даже жизнью. Речь идет о медицине,

которая в настоящие годы переходит не только к использованию лекарств нового

поколения и применению в  практике новых материалов, но к  таким методам

лечения, которые позволяют  воздействовать на болезнь в самом  ее начале, а то

и до начала! Это стало  возможным в связи с исследованием  молекулярных

механизмов развития множества  заболеваний и коррекцией нарушений  не привычным

методом введения в организм недостающих веществ, а путем  воздействия на

естественные процессы биорегуляции (с помощью специальных биорегуляторов или

на генетическом уровне). Решение множества ключевых проблем  современности,

таких как производство продуктов  питания, многих лекарств и других веществ

связано с активным внедрением в жизнь биотехнологий.

Столь ощутимый прогресс биологии был бы невозможен без ее активного

взаимодействия с другими  науками. Но парадокс современного состояния  науки

состоит в том, что множество  исследований оказывается "на стыке  наук", для

продуктивного решения проблемы приходится привлекать ученых различных

специальностей; более того, многие ученые в настоящее время, в век узкой

специализации, вынуждены  овладевать смежными специальностями, и множество

современных исследований с  трудом можно отнести к какой-нибудь одной отрасли

науки. При решении биологических  проблем тесно переплетаются  идеи и методы

биологии, химии, физики, математики и других областей знания. Именно проблема

взаимодействия химии  с биологическими дисциплинами и  их приложениями в

медицине и будет нас  интересовать.

Химики второй половины XX века очень активно занимались исследованиями живой

природы. В пользу этого  тезиса может свидетельствовать  хотя бы тот факт, что

из 39 Нобелевских премий по химии, врученных за последние 20 лет (19771996),

21 премия (больше половины! а ведь отраслей химии очень  много) была получена

за решение химико-биологических  проблем.Это и неудивительно, ведь живая

клетка это настоящее  царство больших и малых молекул, которые непрерывно

взаимодействуют, образуются и распадаются... В организме человека реализуется

около 100 000 процессов, причем каждый из них представляет собой  совокупность

различных химических превращений. В одной клетке организма может  происходить

примерно 2000 реакций. Все  эти процессы осуществляются при  помощи

сравнительно небольшого числа органических и неорганических соединений.

Современная химия характеризуется  переходом к изучению сложных

элементорганических соединений, состоящих из неорганических и органических

остатков. Неорганические части  представлены водой и ионами различных

металлов, галогенов и  фосфора (в основном), органические части представлены

белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, липидами и достаточно обширной

группой низкомолекулярных биорегуляторов, таких как гормоны, витамины,

антибиотики, простагландины, алкалоиды, регуляторы роста и т.д.

Известно, что из множества  химических элементов в состав живых  организмов

входят только некоторые  элементы. Наиболее важными ионами металлов

оказываются ионы натрия, калия, магния, кальция, цинка, меди, кобальта,

марганца, железа и молибдена. Из неметаллоидов в живых системах практически

всегда можно встретить  атомы водорода, кислорода, азота, углерода, фосфора и

серы в составе органических соединений и атомы галогенов  и бора как в виде

ионов, так и в составе  органических частиц. Отклонение в  содержании

большинства из этих элементов  в живых организмах часто приводит к достаточно

тяжелым нарушениям метаболизма.

Большая часть болезней обусловлена  отклонением концентраций какого-либо

вещества от нормы. Это  связано с тем, что огромное число  химических

превращений внутри живой  клетки происходит в несколько этапов, и многие

вещества важны клетке не сами по себе, они являются лишь посредниками в цепи

сложных реакций; но, если нарушается какое-то звено, то вся цепь в результате

часто перестает выполнять  свою передаточную функцию; останавливается

нормальная работа клетки по синтезу необходимых веществ.

В поддержании нормальной жизнедеятельности организма очень  велика роль

органических молекул. Их можно разделить по принципам, заложенным в их

конструкцию, на три группы : биологические макромолекулы (белки, нуклеиновые

кислоты и их комплексы), олигомеры (нуклеотиды, липиды, пептиды и др.) и