Аммиак в промышленной и питьевой воде. Аммоний в питьевой воде норма

Очистка воды от аммония, который является показателем бактериального загрязнения

В воде могут находиться азотные соединения в двух формах – аммиак и аммоний. А общая сумма концентраций аммония и аммиака называется общим аммонийным азотом. Источником аммония в воде являются соли и растворенный аммиак, также азотсодержащие вещества образующиеся в результате разложения белковых соединений. Очистка воды от аммония необходима и на производстве и в домашних условиях. Необходимость в проведении данной процедуры обусловлена тем, что при наличии избытка этого вещества в паре в присутствии кислорода усиливают коррозию медесодержащих сплавов конструкций теплообменников, что может отрицательно влиять на их исправное функционирование. Содержание аммония в питьевой воде строго регламентируется нормами. Повышенное же его содержание в воде свидетельствует о наличии бактериального заражения и придает питьевой воде неприятный запах и привкус. Постоянное употребление воды содержащей избыток аммония вызывает нарушение кислотно-щелочного баланса в организме.

Очистка воды от аммония обязательно требуется, когда в непосредственной близости находятся:

поверхностные стоки с сельхозугодий, использующих аммонийные удобрения;
стоки с животноводческих ферм;
хозяйственно-бытовые сточные воды;
сточные воды предприятий пищевой, лесохимической, химической, коксохимической промышленности.

Водоочистка от аммония имеет очень важное значение для экологии, потому что при повышенном его содержании снижается способность гемоглобина у рыб связывать кислород, что приводит к сокращению их численности. В такой воде рыбы мечутся и выпрыгивают на поверхность. Грунтовые воды с избыточным содержанием аммония абсолютно непригодны для питья.

Существует несколько методов очистки от аммония:

хлорирование;
обратный осмос воды;
биологический способ;
ионообменный на сильнокислотном катионите;
ионообменный на неорганическом ионите;

ионообменный на природном цеолите – клиноптилолите;
аэрация.

Выбор метода очистки воды от аммония зависит от разных факторов: производительности системы водоочистки, исходного содержания примеси, наличие других примесей, требуемая степень очистка, мощность фильтра, эксплуатационные затраты, финансовые возможности.

Использование окислителей, например активного хлора не всегда применимо, а другие окислители, такие как озон, хлорамин, перманганат калия для удаления аммония неэффективны.

Процесс окисления с помощью бактерий это аэрация. Метод аэрации применяется также для освобождения от марганца, метана, сероводорода и других газообразных веществ, растворенных в воде. Процесс осуществляется с применением фильтров загруженными гранулированными материалами, благоприятными для закрепления и развития бактерий. Поддерживать жизнедеятельность нужных бактерий на таких фильтрах могут только высококвалифицированные обученные специалисты, поэтому метод считается дорогим.

Очистка воды от аммония при помощи обратноосмотического метода легко автоматизируется. Одновременно с удалением ионов аммония происходит удаление и других примесей, а также частичное умягчение и обессоливание воды. Метод обратноосмотической очистки следует применять для вод, которые помимо аммония имеют повышенные концентрации лития, натрия, сульфатов, бора и другие. Фильтры обратного осмоса шестиступенчатой системы очистки воды с минерализатором, который добавляет оптимизированный набор минералов, необходимых для нормального функционирования организма, очень удобны для домашнего использования.

Эффективность ионообменного умягчения воды и очистка от аммония на сильнокислотных катионообменных смолах сильно зависит от состава исходной воды, концентрации в ней натрия и калия.

Более эффективным методом очистки воды от аммония считается сорбция на неорганических сорбентах, при этом происходит одновременно обезжелезивание воды, деманганация, умягчение воды вследствие ионного обмена.

Очистка воды от аммония на природном цеолите (клиноптилолите) получила широкое применение для небольших систем вследствие низких капитальных затрат и простой автоматизации процесса. Сорбционная емкость по аммонию в сравнении с синтетическими цеолитами невелика и зависит от месторождения клиноптилолита и проведения процессов регенерации.

Смотрите также:

www.bwt.ru

Аммоний в воде

В начало

Содержание ионов аммония в природных водах варьирует в интервале от 10 до 200 мкг/дм3 в пересчете на азот. Присутствие в незагрязненных поверхностных водах ионов аммония связано главным образом с процессами биохимической деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, разложения мочевины под действием уреазы. Основными источниками поступления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды, поверхностный сток с сельхозугодий в случае использования аммонийных удобрений, а также сточные воды предприятий пищевой, коксохимической, лесохимической и химической промышленности.

В стоках промышленных предприятий содержится до 1 мг/дм3 аммония, в бытовых стоках – 2-7 мг/дм3; с хозяйственно-бытовыми сточными водами в канализационные системы ежесуточно поступает до 10 г аммонийного азота (на одного жителя).

При переходе от олиготрофных к мезо- и эвтрофным водоемам возрастают как абсолютная концентрация ионов аммония, так и их доля в общем балансе связанного азота.

Концентрация аммония в питьевой воде не должна превышать 2 мг/дм3 по азоту. ПДКвр солевого аммония составляет 0,5 мг/дм3 по азоту (лимитирующий показатель вредности – токсикологический).

Присутствие аммония в концентрациях порядка 1 мг/дм3 снижает способность гемоглобина рыб связывать кислород. Признаки интоксикации – возбуждение, судороги, рыба мечется по воде и выпрыгивает на поверхность. Механизм токсического действия – возбуждение центральной нервной системы, поражение жаберного эпителия, гемолиз (разрыв) эритроцитов. Токсичность аммония возрастает с повышением pH среды. Содержание аммония в водоемах с различной степенью загрязненности приведено в таблице ниже.

Таблица. Содержание аммония в водоемах с различной степенью загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	Аммонийный азот, мг/дм3
Очень чистые	0,05
Чистые	0,1
Умеренно загрязненные	0,2-0,3
Загрязненные	0,4-1,0
Грязные	1,1-3,0
Очень грязные	>3,0

Повышенная концентрация ионов аммония может быть использована в качестве индикаторного показателя, отражающего ухудшение санитарного состояния водного объекта, процесса загрязнения поверхностных и подземных вод, в первую очередь, бытовыми и сельскохозяйственными стоками.

Соединения аммония содержат атом азота в минимальной степени окисления «-3». Катионы аммония являются продуктом микробиологического разложения белков животного и растительного происхождения. Образовавшийся таким образом аммоний вновь вовлекается в процесс синтеза белков, участвуя тем самым в биологическом круговороте веществ (цикле азота). По этой причине аммоний и его соединения в небольших концентрациях обычно присутствуют в природных водах.

Существуют два основных источника загрязнения окружающей среды аммонийными соединениями. Аммонийные соединения в больших количествах входят в состав минеральных и органических удобрений, избыточное и неправильное применение которых приводит к загрязнению водоемов. Кроме того, аммонийные соединения в значительных количествах присутствуют в нечистотах (фекалиях). Не утилизированные должным образом нечистоты могут проникать в грунтовые воды или смываться поверхностными стоками в водоемы. Стоки с пастбищ и мест скопления скота, сточные воды от животноводческих комплексов, а также бытовые и хозяйственно-фекальные стоки всегда содержат большие количества аммонийных соединений. Опасное загрязнение грунтовых вод хозяйственно-фекальными и бытовыми сточными водами происходит при разгерметизации системы канализации. По этим причинам повышенное содержание аммонийного азота в поверхностных водах обычно является признаком хозяйственно-фекальных загрязнений.

ПДК аммиака и ионов аммония в воде водоемов составляет 2,6 мг/л (или 2,0 мг/л по аммонийному азоту). Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.

icolog.ru

Очистка воды от аммиака

Аммиак является органическим соединением, которое имеет специфический запах. Это загрязнитель природных, а также промышленных вод. Присутствует он в стоках животноводческих и садоводческих предприятий и ряда производств. Также он попадает в воду из-за нарушений в процессах предварительной водообработки, когда аммиак попадает за пару секунд до хлорирования в воду с целью обеспечения длительного обеззараживания. ПДК (предельно допустимая концентрация) аммиака в жидкости составляет 2 мг/дм3.

Сегодняшние технологии очищения воды от аммиачных соединений подразумевают под собой предварительное изучение уровня кислотности, типа и жесткости жидкости. Кроме ионов аммония в воде могут, а зачастую и присутствуют также и иные загрязнители, как, например, фториды, сероводород, хлориды, сульфаты и иные вещества. Прежде чем выбрать метод и способ очистки воды от аммиака, следует провести химический анализ состава воды. Это поможет в результате подобрать оптимальный вариант очистки воды от загрязнителей.

Формула аммиака

В воде обычно содержатся две формы: аммоний и аммиак. Аммиак сам по себе не опасен, но в воде с другими элементами он может создавать очень токсичные соединения, которые могут нанести вред здоровью человека. Сумма аммиака и аммоний составляет общий аммонийный азот. Содержание аммиака, аммония, а также их производной в воде зависит напрямую от показателя жесткости воды. Как правило, при рН меньше 8 в воде обнаруживаются ионы аммония. Если рН больше 11, то в воде присутствуют ионы аммиака. В промежутке между 8-11 содержатся оба вещества.

Эффективное очищение воды от аммиака

Существует несколько методов очистки воды от аммиака и аммония:

Самым популярным в России остается хлорирование.
Биологический метод
Ионообменный метод (ИОМ) на сильно кислотном катионите
ИОМ на неорганическом ионите
ИОМ на природном цеолите
Аэрация
Обратноосмотический метод
Низкотемпературная дистилляция

Метод выбирают, исходя из ряда факторов: состава воды и элементов, содержание которых нужно снизить в воде, от производительности установки, от затрат по эксплуатации, степени очистки, требуемой селективности очистки и, конечно, финансовых вложений. Фильтрация стала самым эффективным методом очистки воды от примесей и газов.

Фильтрация

Фильтрация воды

Одним из самых эффективных способов очистки воды считается именно фильтрация с применением импрегнированного угля. Когда убирают аммиак и иные загрязнители из воды, в первую очередь уделяют особое внимание удалению неприятного запаха и вкуса. Потому стоит ознакомиться с применяемыми при фильтрации материалами, их характеристиками и свойствами.

Приобретая тот или иной фильтр, предварительно уточните, может ли он удалять неприятные запахи из воды. Особенно это касается установок, которые фильтруют сточные воды.Методы очистки стоков применяют на сегодняшний день комплексно, что позволяет провести процесс не только быстро, но и максимально качественно. Используются чаще всего в процессе химические элементы, которые производят на основе каменного угля, который может очистить буквально любую жидкость даже при фильтрации природным способом.

Самым эффективным наполнителем фильтра при очищении воды от аммиака считается активированный уголь. Его применяют на больших площадях водной поверхности.

Примечательно, что насыпная плотность этого материала считается оптимальной для такого простого вида очистки, а адсорбция варьируется примерно на уровне 60%, что считается достаточно неплохим показателем.

Для собственных скважин и большого количества воды лучше устанавливать специальные фильтры, которые подходят под очищаемый тип воды. Для их установки лучше вызвать мастеров, которые знают все нюансы своей работы. Небольшое количество воды можно очистить с помощью фильтра-кувшина, который имеет в основе уголь, помогающий нейтрализовать аммиачные соединения. В крайнем случае, например, для аквариумов используют специальные средства и реагенты. Купить такие реагенты можно в магазинах, которые представляют фильтры разных типов и назначений, а также специальное оборудование, предназначенное для очистки аквариумов.

Еще один способ – низкотемпературная дистилляция, во время которой обрабатываемая жидкость контактирует со специальным газом-носителем, чья температура обычно находится в пределах 80 градусов по Цельсию. Но такой метод больше подходит для промышленного применения, так как дистиллированную воду в качестве питья применять вредно.

Также в качестве реагента может быть добавлена щелочь, которая при контакте с водой быстро разогревается до достаточно высокой температуры. Таким образом повышается парциальное давление находящегося в воде загрязнителя. Так как ионы аммония не растворяются в жидкости, при таком изменении давления вывести их из воды довольно просто. Но и этот метод больше подходит для больших производств, так как требует постоянного контроля со стороны специалистов, а также определенных знаний в этой области. Кроме того большая часть перечисленных выше методов в большей мере дорогая и требует определенных финансовых затрат. Поэтому для домов, квартир и загородных коттеджей зачастую выбирают именно фильтрацию, которая окупается быстрее и рассчитана для домашнего пользования.

Установка водоочистки

Система водоочистки

Качественные установки водоочистки включают в себя специальные установки и фильтры. По сути дела вода проходит несколько этапов очистки, которые помогают избавить жидкость от неприятного запаха.

Но в первую очередь проводится, естественно, химический анализ воды. Так определяется уровень содержания в ней аммиака и иных загрязнителей. Это очень важно, так как некоторые фильтрующие элементы могут просто «не работать» в тех условия, которые есть у заказчика (например, если вода содержит кроме аммиака еще и нефтепродукты). Присутствие аммиака в скважине может потребовать первоначально сделать данный источник воды безопасным в применении.

Токсичность аммиачной воды зависит от уровня содержания аммиака и его производных. Небольшие количества опасности человеческому здоровью не несут. Неприятный запах может сигнализировать о том, что в воде повышено содержание ионов аммония. Поступают такие загрязнения обычно из грунта, а потому лучше пользоваться глубокими артезианскими скважинами. В установках, в которых проводится очистка воды от аммиака, используется метод обратного осмоса. В таком агрегате используется сорбционное и сетчатое фильтрующее оборудование, а также колбово-картриджная система.

Биологический метод

Ранее упоминаемый биологический метод подразумевает очистку воды от аммиака с помощью микроорганизмов. Обычно это простейшие бактерии, водоросли, грибы, беспозвоночные. Очистка воды от аммиаков микроорганизмами происходит естественным образом. Но такой способ очистки достаточно непростой, так как требует:

Применения микроорганизмов
Последующей очистки
Обеззараживания воды

Потому он остается весьма затратным. Также он требует наблюдения специалистов и определенного контроля за происходящими процессами с помощью специального оборудования. Да и дальнейшая очистка воды от микроорганизмов проводится только при наличии обеззараживающих фильтров.

Флорация и кавитация

Еще один метод очистки воды – флотация, кавитация. Это современные технологии, которые предусматривают тщательный выбор реагента. Применяя подобную методику, не только удаляется аммиак, но и происходит обеззараживание воды. Кроме того, находящиеся в воде взвешенные частицы, отработанные субстанции можно таким способом раздробить и измельчить, прежде чем перейти к другим этапам очистки воды. Примечательно, что кавитацию осуществляют с помощью биосырья. Данный метод нашел свое применение как в быту, так и в промышленных условиях.

Аэрация воды

Схема аэрации воды

Аэрация воды считается одним из самых популярных способов очищения воды. Она избавляет не только от аммиака, но также и от железа, метана и иных соединений. По сути, идет процесс дегазации и окисления растворенных в жидкости веществ. Данный способ применяют в быту – для домов и коттеджей.

Для очистки воды от аммиака используют обычно специальные насосы дозаторы. Это специальные аппараты, которые воздух нагнетают в окислительный бак (либо аэрационную колонну) с помощью компрессора. Одними из самых важных частей этой установки считаются датчики потока, газоотделительный клапан (через него выводится избыток воздуха вместе с выделяемыми газами), система управления и небольшие компрессоры.

Этапы очистки воды

Под этапами очистки воды понимается водоподготовка. Зависит их количество от исходного качества воды. Современные фильтры позволяют удалять многие примеси в воде, растворенные газы, микроорганизмы и иные загрязнители в несколько этапов:

Предварительная очистка подразумевает под собой удаление механических примесей, как, например, песок, волокнистые включения, яйца гельминтов и другое. Используются в данном случае чаще всего сетчатые и патронные фильтры. Примерами могут стать фильтры фирмы Honywell или Pentek.
Демангация и обезжелезивание – процесс удаления из воды метана, марганца, сероводорода, железа и других примесей и газов. В их числе обычно и аммиак. Но стоит уточнять у компании, которая занимается распространением фильтров. Применяемое оборудование: аэрационная колонна, воздушный компрессор, воздухоотделительный клапан, датчик потока, фильтрующая среда, корпус фильтра, управляющий многоходовой клапан. В установке нагнетается воздух, который вместе с водой поступает в аэрационную колонну, где происходит окисление и дегазация. Проходя через фильтрующий материал, окисленные вещества остаются на нем, а излишек газов и воздуха выходит через клапан. Стоит отметить, что фильтрующий элемент меняется всего раз в 4 года.
Следующий этап – умягчение. Вода, проходя через фильтрующий элемент, теряет соли жесткости. Говоря о жесткости воды, имеется в виду уровень рН. Обычно применяется метод ионного обмена. Фильтрующим элементом является насыщенная ионами натрия смола. Замену производят раз в 4-5 лет.
Тонкая очистка воды подразумевает очистку воды от механических примесей, которые остались от предыдущих этапов очистки – мелкого фильтрующего элемента, а также проводится процесс кондиционирования. Под последним подразумевается запах, привкус, цветность, мутность. Для такого типа очистки используют обычно патронные фильтры. Примером может стать американская фирма Pentek, которая производит картриджи такого типа. Замену картриджей осуществляют по-разному – от одного месяца и до года. Сроки колебаться могут в зависимости от интенсивности пользования фильтрующим элементом.
Обеззараживание воды. На этом этапе удаляются микроорганизмы, которые несут вред здоровью человека. Используются для этой цели либо химические методы, либо физические. Химические идут с применением реагентов, а физические – с помощью кипячения, УФ-лучей или ультразвука. Примечательно, что установки для обеззараживания могут стоить дорого, но их применение более безопасно для здоровья человека, чем реагентов.
Питьевое водоснабжение, при котором подготавливается вода с качеством очистки в 99%. Но это далеко не дистиллированная вода, так как подобные установки имеют специальный элемент, который насыщает уже очищенную воду необходимыми элементами. Яркий представитель такой установки – Atoll. Чаще всего установку монтируют под раковиной. Принцип действия – обратный осмос.

Качество воды напрямую влияет на здоровье человека. Это уже доказано учеными. По их данным, около 80% заболеваний на земле связано именно с некачественной, а временами и вовсе отравляющей организм водой. Именно поэтому стоит потреблять только фильтрованную воду. Но заниматься самостоятельной установкой подобных агрегатов лучше не стоит, так как фильтрация может в результате быть практически нулевой. Исключение составляет фильтр-кувшин, в котором замена фильтрующего элемента сведена к простой смене картриджа.