Как убрать нитраты из воды

Как убрать нитраты из воды

Очистка воды от нитратов в домашних условиях

Нитраты являются солью азотной кислоты, которые могут попасть в организм человека только двумя путями – с водой и овощами. Контролировать нитраты в пище сложно, а вот в воде их можно обнаружить, проведя простой анализ воды. При этом проводится очистка воды от нитратов. Если химический анализ показал, что содержание данного вещества в воде превышает отметку в 45 мг/л, то необходимо устанавливать фильтр.

Нитраты в воде и последствия приема

Обычно нитраты могут попадаться только в грунтовых и поверхностных водах. Более редким, но все же возможным вариантом являются неглубокие скважины, чья глубина не превышает 30 метров. В артезианских скважинах этой кислоты практически не наблюдается. Попадают вредные вещества в воду с полей (в равнинных частях страны азотная кислота встречается в гораздо больших количествах в питьевой воде), со стоков. Образовываются нитраты после грозовых ливней в полях. Есть несколько степеней токсичности нитратов, где первая степень – это непосредственно нитраты, вторая – образованные из них нитриты и третья – образованные из вышеперечисленных соединений нитрозамины.

Длительное употребление данных веществ ведет к развитию метгемоглобинемии (характеризуется недостатком кислорода в дыхательных путях, из-за чего постепенно развивается отдышка, а позже дыхательные пути могут совсем закрыться). Нитраты пагубно воздействуют не только на дыхательную, но и на сердечно-сосудистую систему, ЖКТ и иные органы. Данное вещество особенно опасно для детей. У маленьких детей ферментная система еще не сформирована, а потом организм просто не подготовлен к борьбе с подобными загрязнителями.

Поэтому обычно устанавливают фильтры для очистки воды от нитратов или предпринимают иные меры по очищению воды.

Как временный вариант многие рассматривают приобретение бутилированной воды.

Методы очистки воды от нитратов

Максимально допустимая концентрация данного соединения в воде составляет 45 мг/л. Класс опасности данного загрязнителя – 3, что означает умеренно опасное вещество. Профессионально очистку проводят двумя способами:

  • Обратный осмос
  • Ионный обмен с помощью нитрат-селективных или иных смол

Обратный осмос считается одним из наиболее эффективных способов очистки воды не только от нитратных, но и других соединений, которые загрязняют воду. По сути, происходит умягчение воды. Ионный обмен достаточно эффективен в борьбе с нитратами и некоторыми другими веществами.

Обратный осмос

Данный метод удаляет почти полностью кроме азотной кислоты также и ряд солей: сульфатов, хлоридов, гидрокарбонатов. То есть вода обессоливается, лишаясь минералов. Здесь кроется один из основных минусов этой установки, так как такое очищение воды не только меняет вкус жидкости, но и ее качество. Вода должна приносить пользу, а обратный осмос выдает почти дистиллированную воду, которая не может обеспечить воду необходимыми минералами. Но эта установка помогает еще и в вопросе обезжелезивания воды. Кроме того, можно выбрать установку меньшей или большей производительности. Все зависит от показателей анализа воды. Отличает данный метод тот факт, что даже когда происходит скачок загрязнителей в воде, то установка продолжает работать на оптимальном уровне, очищая воду до заданного состояния.

Второй минус данной установки – высокая стоимость. Стандартная система для коттеджей с производительность в 1,5 кубических метра в час будет далеко не всем доступна. Малогабаритный аналоги данной системы, устанавливающиеся под мойку, будут стоить на порядок ниже, но проблема в данном случае будет решена лишь временно, так как потребитель зачастую не умеет рассчитать ресурс данного фильтра. А потому замена картриджа производится обычно с опозданием. В таких случаях «проскок» загрязнителей в воду неизбежен.

Установка обычно имеет сравнительно компактные габариты. Фильтрами в данной системе служат особые перегородки-мембраны, которые пропускают воду, но задерживают органические и неорганические соединения. Осмосом данный процесс назвали из-за самого процесса: вещество проходит через полупроницаемую мембрану, после чего в результате получаются два раствора, которые имеют различную концентрацию. В системе создается осмотическое давление, благодаря которому изменяется скорость перехода жидкости сквозь мембраны.

Ионный обмен

Всех вышеперечисленных проблем вполне можно избежать простой установкой системы очистки воды от нитратов на основе баллонного фильтра, в котором используется специальная нитрат-селективная смола. Устроен этот материал так, что из воды поглощаются только нитраты. Полезные для человеческого организма соли фильтром не трогаются. Стоимость данного метода несколько ниже, чем обратный осмос, но дороже, чем стандартное умягчение воды.

Время от времени необходимо проводить регенерацию смолы с помощью специальных таблеток. Отмечено, что используя подобные фильтры, проскок нитратов исключается полностью, благодаря автоматизации системы. В результате циклы регенерации производятся в заданное время без вмешательства со стороны человека с некоторым коэффициентом запаса.

Производится очистка ионообменом в два этапа:

  • Сперва очищаемую воду пропускают через водород-катионитный фильтр, в котором катионы заменяются на водород-катионы.
  • Далее вода поступает в анионитный фильтр, где происходит обмен анионов на ионы (то есть нитраты задерживаются фильтрующей средой).

В зависимости от количества содержащихся в воде нитратов применяют разные установки с разным количеством ступеней очистки. Каждая ступень – это два фильтра (катионитный и анионитный). Бывают одно-, двух- и трехступенчатые фильтры. В первых двух применяются раздельные фильтрующие среды. В трехступенчатой системе могут применяться в отдельности катионитный и анионитный фильтры или же данные фильтрующие среды соединяют в одном фильтре.

Теперь о минусах данного способа. Первый, о котором стоит упомянуть – большое количество реагентов и используемой для регенерации воды. Кроме того, данные установки – параллельно точные (вода в них движется исключительно в одном направлении – сверху и вниз). Также, если система не оснащена автоматической регенеративной программой, то потребителю необходимо самому высчитывать время проведения регенерации, иначе смола просто перестанет фильтровать, а в отдельных случаях может произойти выброс нитратов в питьевую воду. А высокая концентрация вещества в воде может сделать жидкость высокотоксичной.

В заключение о выборе и монтаже фильтра

Установка подобных систем требует контроля со стороны специалистов, так как неправильный монтаж может привести к том, что фильтрация воды будет проходить на довольно низком уровне или вовсе не проводиться из-за погрешностей, допущенных в ходе работы.

Кроме того, прежде чем выбирать тот или иной фильтр, стоит позаботиться о предварительном проведении химического анализа воды, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант очистки воды от нитратов и иных загрязнителей.

Способы удаления нитратов

Нитраты – это соли азотной кислоты. В воде эти соли легко распадаются на ионы (заряженные частицы) и существуют в свободной форме: в виде нитрат-ионов

NO3-. Заряд у нитрат-ионов отрицательный, поэтому они называются анионы (ионы с отрицательным зарядом).

При необходимости удаления нитратов из всей используемой в доме воды наилучшим выбором является ионообмен, а если необходима очистка только питьевой воды, лучшим решением является обратный осмос.
Читайте также:  Как загнуть алюминиевую трубу в домашних условиях

Поскольку у частицы есть заряд, то здесь её можно поймать, так как отрицательный заряд притягивается к положительному. Для этого разработаны специальные вещества – нитрат селективные (избирающие нитраты) анионообменные смолы, то есть смолы, которые производят обмен нитрат-анионами.

Анионообменная смола – это длинная органическая молекула, на которую подвешены активные центры с положительным зарядом, защищённым слабо держащимся ионом с отрицательным зарядом.

Итак, вода проходит через смолу, нитраты заменяют хлориды, задерживаются на смоле. Хлориды попадают в воду вместо нитратов.

Что происходит, когда заканчиваются свободные активные центры с хлоридами? Нитраты перестают задерживаться! Ведь им не к чему прилипать! Главное, это не происходитсразу – количество активных центров снижается постепенно, по мере блокировки активных центров.

Точно так же возрастает степень загрязнённости воды нитратами, которые не задерживаются, а проскакивают.

Для удаления нитрат-ионов ис-пользуются стандартные или селективные анионообменные смолы сильного основания (strong base anion – SBA), как правило, в Cl-форме. В качестве регенеранта используется раствор соли NaCl.

Что делать, чтобы этого не происходило?

Это зависит от того, как используется ионообменная смола. Если она используется в виде простого картриджа, то нужно чаще менять картридж. Если она используется в виде колонны – бака со смолой, то необходима частая регенерация смолы солью.

Как вычислить, насколько часто нужно менять картридж или регенерировать смолу? Нужно провести расчёты.

  1. Расчёты должны основываться на анализе воды, который показывает, сколько нитратов есть в воде.
  2. Далее определяется нужная производительность (скорость очистки воды).
  3. Умножается количество нитратов на производительность, получается поток нитратов.
  4. Далее, на картридже с анионообменной смолой или в паспорте к анионобменной колонне должна указываться ионообменная ёмкость смолы – сколько ионов может заменить данная смола. На картридже указывается обычно полная ёмкость – сколько может заменить весь картридж.
  5. Для того, чтобы узнать полную обменную ёмкость колонны, нужно умножить ёмкость одного грамма анионообменной смолы на вес всей смолы.
  6. И теперь всё очень просто – делим полную ионообменную ёмкость на поток нитратов в час.
  7. Получаем часы – время, за которое полностью потратятся все активные центры смолы и нитраты перестанут задерживаться вообще. Поскольку этого нельзя допустить, замену или регенерацию необходимо проводить через половину найденного времени .

В воде обнаружено 50 мг/л нитратов. Это количество больше, чем нужно. Поэтому их следует удалять.

Предположим, мы хотим расчитать время работы картриджа. Скорость очистки воды через питьевую систему воды с картриджами обычно составляет 3 литра в минуту, или 180 литров в час.

Для определения потока нитратов умножаем содержание нитратов в литре воды на часовую производительность фильтра:

50 мг/л * 180 л/час = 9000 мг/час.

Итак, поток нитратов составляет 9 грамм в час. Если строго, то 9 г-экв/час .

Ионообменная ёмкость картриджа (предположим), составляет 300 г-экв (300 грамм эквивалент; эквиваленты нас сейчас не интересуют, поскольку не играют роли в расчётах). Она написана на упаковке или ярлыке картриджа.

И теперь делим общую ёмкость на поток нитратов:

300 г: 9 г/час = 33 часа.

То есть, картридж полностью перестанет работать за 33 часа при скорости очистки воды 180 литров в час и содержанием нитратов 50 мг/л.

Для того, чтобы обезопасить себя от постепенного нарастания проскока нитратов, которое описывалось выше, картридж следует менять через половину этого времени – через 16,5 часов непрерывного использования.

За это время очистится 2970 литров (умножим 16,5 на производительность 180 л/час).

Поскольку картридж никто не использует непрерывно (обычно), то не всё так плохо. Предположим, в день используется 10 литров воды. Значит, картриджем можно пользоваться 297 дней (2970 литров делим на 10 литров в день). Обычно для профилактики рекомендуется менять картридж не реже чем раз в полгода.

Как видите, всё очень просто. За одинм исключением – как определить, сколько нитратов есть в воде?

Для определения существует два простыхспособа – экспресс-тесты на нитраты и измерение количества нитратов с помощью электродов иономера. Оба способа доступны через поиск в Интернете. Экспресс-тесты менее точны, но более дёшевы.

Иономер (нитратомер) более дорогой, но с высокой точностью измерения.

Чем осложняется определение содержания нитратов и расчёты времени работы картриджа или засыпки из анионообменной смолы? Тем, что содержание нитратов в воде может меняться.

Уменьшение количества не так опасно, как увеличение. Ведь, если вовремя не отследить увеличение количества нитратов, может происходить проскок этих веществ, быстрее вырабатывается ресурс смолы. Так, вы расчитали, что картридж нужно менять через год, а оказалось, что содержание нитратов выросло в 2 раза, и картридж перестал работать через полгода. И следующие полгода вы получали свою дозу нитратов.

Поэтому, если используется этот метод борьбы с нитратами, нужен постоянный регулярный контроль их содержания в воде и соответствующая коррекция ресурса.

Что делать — нитраты в воде из скважины

Со временем даже собственная скважина или колодец может стать причиной отравления жителей дома. Одна из самых распространенных причин ухудшения самочувствия жильцов – нитраты в воде, которые поступают в источник из водоносных пластов. Результат их действия на организм губителен. Наблюдается головокружение, рвота, слабость, головная боль и т.д. Причем попасть в воду нитраты могут из разных источников загрязнения.

Причины поступления нитратов в воду

Главная причина появления этих соединения в водоносных пластах – применение селитры в качестве удобрений в сельском хозяйстве. В этом случае человек сталкивается с солями азотной кислоты, которые растворяются в воде, и грунт естественным образом не может препятствовать их протеканию в колодец или скважину.

Есть и другие причины, по которым процентное содержание нитратов в жидкости превышает установленные нормы:

  1. Близость скоплений бытовых отходов и фекалий. В данном случае соединения образуются в результате распада органических отходов. Септик, баня, туалет, выгребная яма – потенциальные источники опасности.
  2. Слив отработанной моющей жидкости. Применение чистящих и моющих средств предполагает утилизацию грязной воды. Если она сливается в непосредственной близости от колодца или скважины, содержание нитратов резко возрастает.
  3. Массовые захоронения, и не только кладбища, являются источником проблемы, так как при разложении тканей животных образуются вредные вещества, способные нанести непоправимый урон организму человека.

В любом случае, выявить проблему поможет специализированная экспертиза и анализ контрольных проб. Заключения выдают специализированные санитарно-эпидемологические лаборатории. И как только проблема будет выявлена, нужно немедленно приступить к ее ликвидации.

Эффективные способы водоочистки от нитратов

Наличие нитратных загрязнений – не повод отказаться от использования источника. Если обнаружены нитраты в скважине, что делать подскажут сотрудники лаборатории, когда будут выдавать заключение.

Определение нитратов в воде в домашних условиях:

Еще один способ – воспользоваться рекомендациями, опубликованными далее. Все существует 2 способа решить проблему, которые достаточно эффективны, чтобы дать жильцам дома чистую питьевую воду.

Очистка обратным осмосом

Суть методики – перекачка жидкости через установку со специальной мембраной, удерживающей загрязнения. При этом молекулы воды беспрепятственно проходят сквозь нее, а удерживаются только нежелательные примеси. Способ нашел применение в промышленности и может применяться в домашних условиях.

Сама мембрана также требует периодической очистки, которую выполняют с применением перекрестного течения. С одной стороны напор направляет жидкость на мембрану для фильтрации. С другой – струя омывает саму мембрану, удаляя примеси. Чтобы направить жидкость в обратном направлении, потребуется специальная помпа.

Читайте также:  Как сделать джакузи своими руками

Метод отличается эффективностью, но и не лишен недостатков:

  1. Требуется предварительная очистка механическим способом, чтобы удалить из скважинной или колодезной воды песок, глину, ил и другие твердые нерастворимые частицы.
  2. Очистка предполагает удаление всех имеющихся солей, включая те, которые приносят организму человека пользу. Если скважина артезианская, вода утратит свои целебные свойства.
  3. Стоимость нельзя назвать низкой. Для выхода из ситуации используют небольшие фильтрационные установки, производительности которых достаточно, чтобы перерабатывать воду для питья и приготовления пищи.

В любом случае жидкость, фильтруемая таким образом, будет лишена вредных примесей, которые содержатся в водном растворе.

Очистка ионным обменом

Чтобы извлечь из раствора отрицательно заряженные частицы нитран-ионов используются селективные смолы. Очистка предполагает протекание химической реакции с применением специальных составов и веществ. Метод сложен тем, что необходимо заботиться о своевременной регенерации смолы, ионы которой замещаются ионами нитратов. Поэтому данный способ применяется крайне редко, тем более, что для этого требуется специальная установка, требующая обслуживания.

Нормы содержания нитратов

По нормам, принятым в Евросоюзе, нитратов не может содержаться в количестве, большем 50 мг/дм3.

А в соответствии с регламентом СанПин максимальный порог снижен до 45. Но есть еще более вредные примеси, которые являются производными нитрат-соединений. Их не может содержаться свыше 0,2 мг/дм3. Это критическая отметка, которая является критерием необходимости использования улавливающих станций.

Очистка воды от нитратов: способы и рекомендации

Очистка воды от нитратов: способы и рекомендации

При установке очистных систем как бытового, так и промышленного назначения необходимо обладать знаниями относительно основных и дополнительных параметров вредных загрязнений. Далее обсудим, в каких случаях требуется очистка воды от нитратов и какие способы для этого используются.

Из этой статьи вы узнаете:

Надо ли очищать воду от нитратов

Как происходит очистка воды от нитратов

Как очистить воду от нитратов с помощью цеолита

Нужна ли очистка воды от нитратов

В первую очередь напомним, что нитратами называют ионы с одним зарядом (NO3) соли азотной кислоты. Одним из наиболее известных примеров нитратов является селитра, которая используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Ее достоинства состоят в результативности и низкой стоимости, а недостаток кроется в потенциальной опасности для здоровья человека. Тем не менее она до сих пор остается популярной.

Но стоит оговориться, ее применение в строго ограниченных нормативами дозах не может причинить вреда. К сожалению, это правило соблюдается не всегда, виной тому современные тенденции:

интенсификация производственных процессов в соответствующей отрасли;

снижение уровня контроля;

экономические факторы, способствующие сокращению затрат.

Если говорить об угрозе для человеческой жизни, то ее представляют нитриты. Эти вещества могут образовываться в желудочно-кишечном тракте или попадать в организм с пищей. В итоге происходит реакция между ними и гемоглобином, который призван разносить кислород по тканям – он преобразуется в метгемоглобин, теряя свою основную функцию.

Наибольшую угрозу такие процессы несут детскому организму, поскольку только эритроциты взрослых способны в ограниченных объемах возвращать гемоглобину его свойства. Тогда у ребенка блокируется поступление кислорода к органам и запускается развитие разного рода заболеваний, в результате чего возможен даже летальный исход.

Вот почему так важна очистка воды от нитратов. Однако существует еще ряд направлений, в которых нитриты и нитраты действуют на наш организм:

Поступая в организм вместе с питьевой водой, они могут стать причиной появления раздражений, неприятных, даже опасных аллергических реакций.

Угнетают функции щитовидной железы.

Нарушают нормальную работу нервной системы.

Из-за нитратов в желудке создается среда, подходящая для жизнедеятельности вредных микроорганизмов. В результате развития такой патогенной микрофлоры образуются яды, отравляющие организм.

Нормальный обмен веществ затрудняется под воздействием нитритов.

Отдельно стоит подчеркнуть способность этих опасных соединений со временем накапливаться в организме. Изменения зачастую происходят незаметно и могут впоследствии привести к серьезным проблемам и большим финансовым вложениям, если вовремя не заняться профилактикой и очисткой воды от нитратов.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Как вы понимаете, чтобы грамотно проводить очистку питьевой воды от нитратов и других веществ, важно представлять себе нормы их содержания:

Нитраты (класс опасности – 3). Их доля не может быть свыше 45 единиц (по СанПин) или 50 единиц по правилам Евросоюза (в миллиграммах на 1 дм 3 воды).

Нитриты имеют более высокий, второй класс опасности, поэтому показатель их содержания должен быть еще ниже: согласно СанПин – 3,0 мг на дм 3 , в соответствии с требованиями ЕС – 0,5 мг на дм 3 .

Безусловно, все мы можем сами выбрать те нормы, которые нас устроят. Но нужно помнить о свойстве нитратов со временем накапливаться в организме, и, следовательно, отдавать предпочтение минимально возможным показателям.

Каким образом нитраты появляются в природной воде?

В результате слива воды с полей, где для повышения урожайности использовались соответствующие удобрения (нитрат натрия, кальция, калия). Отметим, что в нашей стране самое серьезное превышение доли нитратов в природных водах зафиксировано в равнинных местностях, таких как Воронежская.

Вместе со сточными, хозяйственно-бытовыми и промышленными водами.

Во время грозовых ливней нитраты могут образовываться в почве, откуда потом попадать в воду. Дело в том, что под действием электрических разрядов (молнии) из азота, содержащегося в воздухе, образуется оксид азота (II). Далее под действием кислорода он окисляется до оксида азота (IV). А при взаимодействии с водой в присутствии кислорода происходит формирование азотной кислоты, вступающей в реакцию с натрием, калием и кальцием, содержащимся в почве.

Как происходит очистка воды от нитратов

Профессиональная очистка воды от нитратов осуществляется посредством таких методов:

ионный обмен с помощью нитрат-селективных или иных смол;

Первый вариант называют одним из наиболее эффективных, причем не только в деле очистки воды от нитратов, но также от прочих загрязняющих жидкость соединений. Иными словами, здесь производится комплексное умягчение воды. Если говорить про ионный обмен, то его считают также довольно эффективным при борьбе с нитратами и прочими веществами. Остановимся на каждом способе подробнее.

Обратный осмос

При помощи этой технологии из воды удаляются азотная кислота и соли, а именно сульфаты, хлориды, гидрокарбонаты. Таким образом, жидкость обессоливается, лишается минералов. В этом и состоит ключевой недостаток данной обработки, ведь очищение, помимо прочего, меняет вкус воды и ее качество.

Не секрет, что потребляемая нами жидкость должна приносить пользу, тогда как после обратного осмоса в наш организм попадает практически дистиллированная вода. В результате мы недополучаем важные минералы. Однако такая установка прекрасно справляется, если требуется обезжелезивание жидкости.

Также рынок предлагает ассортимент систем разной производительности – выбор зависит от результатов лабораторной проверки воды. Серьезным достоинством такого метода можно назвать способность установки стабильно и качественно работать даже во время резкого повышения уровня загрязнения.

Еще один недостаток такого фильтра для очистки воды от нитратов кроется в высокой цене. Стандартная система, используемая в коттеджах и имеющая производительность в 1,5 кубических метра в час, не каждому будет по карману. Конечно, ее компактные аналоги, монтируемые под мойку, стоят значительно меньше, но они решают проблему на небольшой срок. Дело в том, что простому потребителю не всегда удается успешно рассчитать ресурс купленного фильтра. В результате, новый картридж устанавливается слишком поздно, а значит, загрязнения все-таки попадут в питьевую воду.

Отметим, что такая установка обычно имеет не очень большие размеры. В роли фильтров здесь выступают перегородки-мембраны – они способны пропускать воду, при этом улавливая органические и неорганические соединения. Название «осмос» связано с самой технологией. Вещество проходит сквозь полупроницаемую мембрану, на выходе получаются два раствора разной концентрации. В системе создается осмотическое давление, которое позволяет воздействовать на скорость перехода жидкости через мембраны.

Читайте также:  Как повысить температуру замерзания воды

Ионный обмен

Если вы не готовы столкнуться с названными выше проблемами, хорошим выходом будет выбор простой системы очистки воды от нитратов на базе баллонного фильтра с применением нитрат-селективной смолы. Этот материал удаляет из воды исключительно нитраты, не затрагивая необходимые человеку соли. Приятно, что и цена вопроса здесь ниже, если сравнивать с первой технологией. Но будьте готовы, что такой фильтр для очистки воды от нитратов будет дороже, чем стандартная система для умягчения.

Помните, что смола требует периодического проведения регенерации специальными таблетками. Но как показывают наблюдения, даже во время этой процедуры попадание нитратов в питьевую воду полностью исключается, что достигается за счет автоматизации системы. Таким образом, циклы регенерации происходят в установленное время, не требуя вмешательства человека.

Такая очистка воды от нитратов проводится в два этапа:

Вода проходит через водород-катионитный фильтр, при помощи которого катионы заменяются на водород-катионы.

Жидкость поступает в анионитный фильтр, где анионы уступают место ионам. Иными словами, нитраты задерживаются фильтрующей средой.

Отметим, что могут выбираться установки с разным количеством ступеней очистки – данный показатель зависит от доли нитратов в воде. Каждая ступень содержит два фильтра: катионитный и анионитный. Изготовители предлагают одно-, двух-, трехступенчатые фильтры. Первый и второй варианты предполагают раздельные фильтрующие среды. Тогда как в трехступенчатом фильтре допустимы отдельное использование катионитного и анионитного фильтров либо их совмещение в одном фильтре.

Но стоит сказать и о недостатках этой технологии очистки воды от нитратов. Во-первых, это большой объем реагентов и воды, используемых в процессе регенерации. Также стоит понимать, что такие установки являются параллельноточными, то есть жидкость движется в одном направлении, сверху вниз. Если же в системе не предусмотрена автоматическая регенерация, необходимо рассчитывать время для каждой такой процедуры. В противном случае, смола потеряет свои свойства, а иногда даже происходит выброс скопившихся нитратов в питьевую воду, после чего жидкость становится опасной.

Цеолит

Следующий вариант очистки воды от нитратов предполагает использование в качестве загрузки природных минеральных сорбентов (шунгита) или молекулярных сит (цеолитов).

Сразу скажем о названии технологии: цеолиты – синтетические или природные адсорбенты с регулярной структурой пор, представляющие собой алюмосиликаты натрия, калия либо иных элементов. В промежутках кристаллического каркаса расположены гидратированные положительные ионы щелочных и щелочно-земельных металлов, компенсирующих заряд каркаса, и молекулы воды.

Общая химическая формула цеолитов:

где Me – катион щелочного металла; n – его валентность.

В качестве катионов природные цеолиты чаще всего включают натрий, калий, кальций, реже – магний, барий, стронций. Кристаллическая структура цеолитов образована тетраэдрами Si04 и Аl04.

Поскольку цеолит обладает способностью поглощать или пропускать через кристаллический каркас молекулы других химических соединений, он играет роль своего рода молекулярного сита. Также цеолиты относят к ионообменникам катионного типа, то есть они могут очищать воду от тяжелых металлов. И если сравнивать с синтетическими смолами, то этот способ лучше избавляет жидкость от ионов цезия, свинца, кадмия, стронция.

При очистке воды от нитратов, например, из скважины, природные цеолиты используются в виде порошков и фильтрующих материалов для очистки воды от ПАВ, тяжелых металлов, ароматических органических соединений, красителей, пестицидов, коллоидных и бактериальных загрязнений. Отработавший цеолит подвергают неоднократной регенерации при помощи исходный воды либо солевого раствора – выбор зависит от целевого использования.

В таблице вы видите степень эффективности водоочистки цеолитом от органических, неорганических загрязнителей.

Эффективность водоочистки цеолитом по органическим и неорганическим загрязнителям:

Удаление нитратов из воды — сложный технологический процесс

Удаление нитратов из воды — это один из вариантов водоочистки. Их содержание в питьевой воде, по действующим санитарно-гигиеническим нормам, не должно быть более 45 мг/л. Если вода предназначается для приготовления напитков, то здесь требования еще более жесткие — уровень нитратов не выше 10 мг/л. Это связано с тем, высокий уровень нитратов в такой воде представляет для здоровья людей серьезную опасность.

Количество нитратов в питьевой воде, подаваемой системой центрального водоснабжения с артезианским или поверхностным водозабором, не превышает 10 мг/л. Однако если залегание артезианской воды проходит не слишком глубоко, то количество нитратов в них иногда достигает 300 мг, а то и более. Нитраты попадают в артезианскую воду вследствие проникновения в почву отходов промышленных производств, животноводческих хозяйств, военной промышленности и т.д. Поэтому следует большое внимание уделять удалению избыточных нитратов, используя специальное оборудование.

Для удаления нитратов в процессе водоочистки, в основном пользуются сорбционным способом, который основывается на применении высокоосновных анионов. Они поглощают нитратионы, и заменяют их хлоридионами. Удаление нитратов из воды происходит по довольно простой технологии — загрязненную воду пропускают сквозь слой высокоосновного анионита. В результате удаления нитратов происходит истощение анионита, поэтому время от времени требуется его регенерация, которая выполняется раствором хлорида натрия. В результате практического использования установок для удаления из воды нитратов с применением высокоосновных анионитов, удалось сформулировать основные правила, необходимые для успешной эксплуатации оборудования.

Скорость прохождения воды сквозь слой анионита должна быть на уровне 30-50 об/ч, а линейная скорость — 20-30 м/час. Сам слой анионита должен быть не менее 60 см. Количество анионита в устройстве должно быть не более 60% от общего объема фильтрующего элемента. При обратной промывке фильтра в процессе регенерации скорость движения воды должна быть на 30-50% меньше, чем в установках, предназначенных для умягчения воды.

Если жесткость воды, в которой содержится большое количество нитратов, больше допустимой нормы, то прежде, чем заняться их удалением, нужно произвести умягчение воды. Если же этого не делать, то в процессе удаления и последующей регенерации раствора возможно образование труднорастворимых соединений, что повлечет за собой снижение емкости анионита и уменьшение производительности установки.

Кстати, использование одного и того же фильтра для умягчения и удаления нитратов недопустимо, потому что очень сильно снижается концентрация нитратионов (более, чем на 90%). Если в воде нитратов содержится больше, чем сульфатов, то для их удаления целесообразнее воспользоваться высокоосновными анионитами. В противном случае лучше всего использовать нитратселективные аниониты.

Применение стандартных элементов для удаления из воды нитратов очень часто приводит к тому, что увеличивается их количество в очищенной воде, что также недопустимо. Чтобы избежать возникновения данной ситуации, необходимо тщательно рассчитать продолжительность цикла прохождения воды сквозь фильтрующий элемент, и впоследствии неукоснительно соблюдать расчетные параметры во время эксплуатации систем водоочистки и водоподготовки. Для того, чтобы правильно рассчитать продолжительность цикла, нужно обладать информацией о величине рабочего объема анионита. Определить с высокой точностью данную величину возможно только с применением специальных измерительных устройств и после проведения специальных исследований.

К сожалению, удаление нитратов из воды связано с еще одной сложностью — это отсутствие рекомендаций от компаний, производящих анионы, необходимые для качественной работы оборудования. Поэтому в процессе удаления нужно выявлять основные закономерности в работе с водой разного состава и использовать собственные способы расчета рабочей емкости, в зависимости от количества нитратов. Для этого требуется провести серию предварительных экспериментов.

Оцените статью
Добавить комментарий