Удаление нитратов из воды — сложный технологический процесс. Удаление из питьевой воды нитратов

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.

Смотрите также:

www.bwt.ru

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.

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.

Умягчитель для удаления нитратов 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.

Расчёты должны основываться на анализе воды, который показывает, сколько нитратов есть в воде.

Далее определяется нужная производительность (скорость очистки воды).
Умножается количество нитратов на производительность, получается поток нитратов.
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.
Для того, чтобы узнать полную обменную ёмкость колонны, нужно умножить ёмкость одного грамма анионообменной смолы на вес всей смолы.
И теперь всё очень просто - делим полную ионообменную ёмкость на поток нитратов в час.
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.

Пример:

Картридж с анионообменной смолой 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.

www.ekomarket.ru

Очистка воды от нитратов

Согласно СанПиН, концентрация нитратов в питьевой воде должна быть ниже 45 мг/л. К сожалению, при проведении химического анализа жидкости можно увидеть, что этот показатель превышен в 2-3 раза.

Очистка питьевой воды от нитратов обратным осмосом

Нитраты (химическая формула – NO3) представляют собой соли азотной кислоты, которые проникают в подземные воды из промышленных и хозяйственно-бытовых стоков. Известно, что многие нитраты применяются в сельском хозяйстве в составе различных удобрений, и это является еще одним источником засорения этими опасными для организма веществами.

Зачем нужна очистка воды от нитратов?

Нитраты имеют токсичное действие. Доказано, что эти вещества провоцируют появление так называемого метгемоглобина, который становится причиной кислородного голодания тканей организма. В результате у человека появляется вялость, апатия, плохое самочувствие. Впоследствии эти симптомы могут перерасти в одышку, вызвать сбои в работе сердца и других органов. Самое «коварное» качество нитратов состоит в том, что они действуют не сразу, а накапливаются в организме в течение многих лет. Кроме того, их очень сложно вывести. Вот почему так важно вовремя сделать химический анализ воды и при необходимости предпринять меры по удалению солей азотной кислоты. Нужно добавить, что самая большая концентрация нитратов наблюдается в воде из колодцев и неглубоких скважин.

Способы уничтожения нитратов

На сегодняшний день существует 2 эффективных способа очистки питьевой воды от NO3:

Обратный осмос
Ионный обмен

Технология обратного осмоса появилась почти полвека назад, и за это время зарекомендовала себя как один из самых эффективных способов водоочистки. В обратноосмотических установках главным конструктивным элементом является полупроницаемая перегородка (мембрана), через которую под большим давлением проходит вода. Поры перегородки имеют размер, который соответствует диаметру молекулы h3O. Большинство известных загрязнений, в том числе нитраты, не проходят через мембрану, так как размер их молекулы больше молекулы воды. Они остаются на перегородке и впоследствии сливаются в канализацию. На выходе получается фильтрат, очищенный на молекулярном уровне.

Пожалуй, главным недостатком обратного осмоса являются высокие эксплуатационные расходы. В частности, 3/4 жидкости, которая проходит через фильтр, сливается в дренаж, и только четвертая часть воды выходит из водопроводного крана.

Очистка воды от нитратов с помощью ионного обмена Технология ионного обмена работает иначе: жидкая среда заполняет колбу с нитрат-селективной смолой, которая поглощает соли азотной кислоты. Если говорить точнее, ионы NO3 заменяются на «безвредные» ионы хлорида.

Ионный обмен как способ водоочистки достаточно эффективен, однако он имеет существенный недостаток. Он заключается в том, что полимерная ионообменная смола имеет свой ресурс, то есть определенный показатель количества «вредных» анионов, которые она может в себя принять. Когда ресурс будет исчерпан, понадобится регенерация смолы. Восстановление ее фильтрующих свойств производится таблетированной солью. Исчерпание ресурса нитрат-селективной смолы чревато не только «проскоком» NO3 в питьевую воду, но и более серьезными последствиями: их вытеснением из смолы сульфатами. Проще говоря, задержанные ионы солей азотной кислоты могут проникнуть в питьевую воду в еще большей концентрации, чем она наблюдалась на входе в колбу.

Впрочем, все современные системы ионного обмена могут запускать регенерацию в автоматическом режиме по таймеру или по датчику расхода – это повышает эксплуатационные свойства фильтра и сводит риск «проскока» нитратов к нулю.

Другим недостатком ионообменных установок можно назвать их высокую стоимость – обычно они стоят дороже систем обратного осмоса, это связано с высокой стоимостью нитратселективной смолы.

Таким образом, очистка воды от нитратов является необходимым условием практически для каждого из тех, кто берет воду из колодца, колонки или неглубокой скважины и проживает рядом с сельскохозяйственными и промышленными предприятиями. Оптимальным способом по удалению из воды солей азотной кислоты является обратный осмос – такие системы на порядок эффективнее ионного обмена и отличаются простотой в использовании.

filter-nn.ru

Как удалить нитраты из воды

01.12.2012

Содержание нитратов в питьевой воде регламентируется требованиями нормативных документов и для большинства стран, в том числе для Украины, не должно превышать 50 мг/л. Для воды, используемой в процессах приготовления напитков, требования к содержанию нитратов еще жестче, оно должно составлять 10 мг/л. Это обусловлено тем, что высокое содержание нитратов в питьевой воде представляет серьезную опасность для здоровья человека. Содержание нитратов в воде, используемой для центрального водоснабжения с поверхностным или артезианским водозабором, обычно не превышает 10 мг /л. Однако в воде мелководных артезианских скважин (колодцев) оно может достигать 300 мг/л и более. Источником загрязнения воды нитратами является проникновение в почвенные воды промышленных отходов: стоков животноводческих предприятий, удобрений, отходов военной промышленности и др. В такой ситуации источники водозабора необходимо обеспечивать установками для очистки воды от нитратов.

Для удаления нитратов из воды, как правило, применяют сорбционный метод, основанный на использовании высокоосновных анионитов. Высокоосновные аниониты способны поглощать из воды нитратионы в обмен на хлоридионы. Технология очистки воды при этом достаточно проста. Нитратсодержащую воду пропускают через слой высокоосновного анионита в Сl форме с последующей регенерацией его раствором натрия хлорида. Опыт практической эксплуатации установок очистки воды от нитратов с использованием высокоосновных анионитов позволил сформулировать правила, способствующие их успешной эксплуатации.

• Скорость пропускания воды через слой анионита должна составлять 30–50 об/об*ч либо линейная скорость – 20–30 м/ч. Высота слоя анионита должна быть не меньше 60 см.

• Уровень заполнения аппарата анионитом не должен превышать 60% общего объема фильтра

• Обратная промывка анионита при регенерации должна осуществляться при скорости подачи воды на 30–50% ниже, чем это принято при эксплуатации установок умягчения воды.

• Если жесткость поступающей на установку воды выше 2 мг экв/л, ее необходимо предварительно умягчать. В противном случае при регенерации анионита в его фазе будут образовываться труднорастворимые соединения, что, в свою очередь, будет способствовать снижению емкости анионита.

• При необходимости одновременного умягчения воды и очистки ее от нитратов умягчение обязательно должно предшествовать очистке от нитратов. Недопустимо осуществлять умягчение воды и очистку ее от нитратов в одном фильтре, поскольку при этом в фазе катионита образуются труднорастворимые соединения на стадии регенерации, что обусловливает снижение его емкости. Концентрация нитратионов при использовании этого метода может быть снижена более чем на 90%. Однако при использовании указанного метода одновременно с нитратами поглощаются сульфаты, десорбируются хлориды. Сродство стандартных высокоосновных анионитов к нитратам всегда ниже, чем к сульфатам. Ряд селективности для названных анионов выглядит так: SO4 2 > NO3 > Cl > HCO3. При этом часть емкости смолы расходуется на сульфаты, а по мере заполнения функциональных групп нитраты вытесняются сульфатами, и их концентрация в воде повышается до уровня, превышающего исходный. В настоящее время существуют специальные нитратселективные аниониты, сродство которых к нитратам выше, чем к сульфатам. Такие аниониты содержат триэтиламмониевые функциональные группы, в отличие от стандартных анионитов, содержащих триметиламмониевые группы. Эти аниониты, так же, как стандартные, поглощают не только нитраты, но и сульфаты, гидрокарбонаты, хлориды, но для них ряд селективности выглядит так: NO3 > SO4 2 > Cl > HCO3. Типичные относительные выходные кривые, описывающие процесс сорбции нитратов и сульфатов подобными анионитами, свидетельствуют, что использование нитратселективных анионитов исключает возможность увеличения концентрации нитратов в очищенной воде выше исходной. Однако эти аниониты характеризуются более низ кой полной обменной емкостью (ПОЕ) и более высокой стоимостью, чем стандартные, что делает процессы, основанные на их использовании, более затратными. Приведены данные о емкостных характеристиках стандартного и нитратселективного анионитов при поглощении нитратов из вод с различным соотношением нитратов и сульфатов. Анализ данных показывает, что рабочая емкость нитратселективного анионита по нитратам (ЕNO3), как и доля функциональных групп, занятая нитратами (?NO3), мало зависит от соотношения нитратов и сульфатов в исходной воде, в то время как значения этих показателей для стандартного анионита увеличиваются с увеличением доли нитратов в воде и значения соотношения СNO3: СSO4 2. Так, при содержании сульфатов в исходной воде, вдвое превышающем содержание нитратов, рабочая емкость нитратселективного анионита по нитратам на 18% выше, чем стандартного, а при содержании сульфатов в исходной воде вдвое ниже содержания нитратов – на 17% ниже. При равном содержании сульфатов и нитратов в исходной воде сорбционные способности обоих типов анионитов практически совпадают. Таким образом, тип анионита для очистки воды от нитратов выбирают на основании информации о содержании в исходной воде нитратов и сульфатов:

• если содержание сульфатов не превышает содержание нитратов, целесообразно использовать стандартные высокоосновные аниониты;

• если концентрация сульфатов превышает концентрацию нитратов, более целесообразно применять нитратселективные аниониты.

При этом рабочая емкость нитратселективных анионитов по нитратам составляет не более 40% от ПОЕ и мало зависит как от концентрации нитратов в исходной воде, так и от концентрации иных анионов. Использование стандартных анионитов для очистки воды от нитратов чревато возможностью скачкообразного увеличения их содержания в очищенной воде. Во избежание возникновения такой ситуации необходимо правильно рассчитывать продолжительность фильтроцикла и неукоснительно придерживаться расчетных параметров при эксплуатации водоочистных установок. Для расчета продолжительности фильтроцикла необходима информация о величине рабочей емкости анионита. Определить точно эту величину без проведения специальных исследований практически невозможно. К сожалению, для случая очистки воды от нитратов отсутствуют и рекомендации фирмпроизводителей анионитов. С учетом этого мы попытались выявить основные закономерности процессов разделения анионов на стандартных высокоосновных анионитах при сорбции нитратов из воды разного состава и предложить методику расчета их рабочей емкости по нитратам. Для этого нами была проведена серия экспериментов с использованием четырех широко распространенных высокоосновных стандартных анионитов с однородным гранулометрическим составом, различным размером гранул, содержанием дивинилбензола, количеством и типом функциональных групп. Общими для всех исследованных анионитов были такие характеристики, как природа матрицы стиролдивинилбензол и ее структура – гелевая. Эксперименты проводили на лабораторной установке в условиях, моделирующих сформулированные выше требования эксплуатации стандартных установок очистки воды от нитратов. Результаты экспериментов показали, что, независимо от соотношения нитратов и сульфатов в исходном растворе, доля емкости анионита, занятая нитратами и сульфатами, в момент проскока по нитратам составляет около 80% от ПОЕ. Эта величина не зависит от суммарной концентрации нитратов и сульфатов в исходном растворе и концентрации в нем других анионов и является близкой для всех исследованных анионитов. Кроме того, установлено, что доля функциональных групп, занятых нитратами, в момент проскока по нитратам составляет 90% от доли нитратов в суммарном содержании сульфатов и нитратов в исходной воде. Изложенные соображения могут быть выражены следующим управлением: ЕNO3 + ESO4 = 0,8 ПОЕ (1), где ЕNO3 ЕSO4 – рабочие емкости анионита по нитратам и сульфатам в момент проскока по нитратам, мг_экв/мл, ЕNO3 / (ENO3 + ESO4)= 0,8 CNO3 исх./ (CNO3 исх. + CSO4 исх.), (2), где CNO3 исх., CSO4 исх. – концентрация нитратов и сульфатов в исходном растворе, мг экв/л. Совершив простые преобразования, получаем: ENO3 = 0,64 ПОЕ * CNO3 исх./ (CNO3 исх. + CSO4 исх.)

aquatex.com.ua

Удаление органических загрязнений воды, дехлорирование воды, удаление из воды нитратов.

Засыпные фильтры дехлорирования воды

Органические вещества присутствуют в воде в виде природных и техногенных соединений. К природным относятся гуминовые и фульвокислоты и их соединения, в том числе их комплексы с железом. Техногенные загрязнения воды образуются в результате действия человека. В их числе продукты, образующиеся при обработке воды активным хлором, включая наиболее токсичные и канцерогенные – диоксины.Органические загрязнения воды имеют различные размеры и молекулярную массу. Органические загрязнения могут быть удалены из воды двумя способами:

разрушением (окислением) до CO2 и h3O ;
извлечением.

Разрушение производится сильными окислителями, такими как хлор, кислород, озон, а также жестким ультрафиолетом.При дозировке в воду перманганата калия и ее фильтрации через каталитический материал Grееnsаnd эффективно удаляются многие органические соединения. Требуется подбор таких доз перманганата, при которых окисляются органические соединения, железо и марганец, но отсутствует проскок перманганата в очищенную воду.

Извлечение органических веществ из воды может быть осуществлено сорбцией, коагуляцией и мембранными методами.

При сорбционном извлечении молекулы органических веществ сорбируются на поверхности специально подготовленного сорбента, в качестве которого наибольшее распространение имеют активные угли различного типа, или поглощаются в объеме сорбента-органопоглотителя «скавенжера». В качестве последнего используются слабоосновные аниониты с пористой структурой или гелевого типа с акриловой матрицей.

Угольный фильтр, неграмотно называемый некоторыми карбоновым, может быть установлен после механического или катионитного. Использование прочного гранулированного активного угля, например, АГ-3, допускающего частые взрыхления, позволяет совместить удаление органических веществ с механической фильтрацией воды. При этом емкость угля может снизиться из-за забивания его пор частицами взвесей. Поскольку в любом случае уголь требует периодической замены при исчерпании сорбционной емкости, в ряде случаев выгоднее поставить один фильтр с углем и чаще его заменять, чем устанавливать дополнительный механический фильтр. Ресурс работы угля зависит от параметров воды и типа использованного угля и определяется при практических испытаниях.

Уголь требует периодической замены. Поэтому фильтры должны быть снабжены специальными штуцерами для загрузки и выгрузки угля.

Поскольку при коагуляции механизм извлечения органики из воды состоит в ее сорбции на образующихся хлопьях, имеющих огромную поверхность, этот метод также может быть отнесен к сорбционному извлечению.

При пропускании воды через полупроницаемую мембрану на ней задерживаются органические вещества, имеющие молекулярную массу:

при ультрафильтрации – более 10000;
при нанофильтрации – более 200;
при обратном осмосе – практически любую.

Как правило, очистку природной воды от органических загрязнений производят ее обработкой активированным углем. В тех случаях, когда вода имеет только сезонную, периодическую, повышенную концентрацию органики, обычно применяют «углевание», т. е. обработку пылевидным углем, вводимым при коагуляции или фильтрации. В других случаях очистку производят в напорных фильтрах со стационарным слоем угля. Применимость отечественных углей для этих процессов показана в таблице 2.21.

Наиболее современным способом удаления органики из воды является ультрафильтрационный. Метод ультрафильтрации позволяет одновременно дезинфицировать воду, удалить все взвеси и многие органические вещества (дезодорировать и обесцветить воду). Разработаны соответствующие типы ультрафильтрационных мембран и мембранных установок ультрафильтрации воды производительностью сотни кубометров в час.

Дехлорирование воды

Использование хлорированной водопроводной воды вызывает неприятные ощущения у многих людей и совершенно недопустимо для многих технологических процессов. Так, в пищевой промышленности возможно изменение цвета и резкое ухудшение вкуса продуктов, в производстве электронных компонентов возможно полное нарушение технологического процесса. В процессах водоподготовки там, где применяются установки обратного осмоса с современными обратноосмотическими мембранами, содержание активного хлора ограничено 0,1 мг/л.

Однако во многих таких производствах для дезинфекции воды ее обрабатывают большими дозами хлора, который затем необходимо извлечь.

Процесс удаления избыточного активного хлора называется дехлорированием и обязателен во всех рассмотренных выше случаях.

Дехлорирование воды обычно осуществляется при пропускании воды через активированный уголь. На загрузке происходит восстановление активного (растворенного) хлора до аниона Cl – . Ресурс работы угля значительно выше, чем при сорбции органики, и может составлять несколько лет. Продолжительность работы зависит от концентрации хлора в воде и скорости фильтрования. На рисунке показана зависимость количества воды, в м3, которое м ожно пропустить через 1 литр угля в зависимости от условий работы.

Количество воды в м3 , которое можно пропустить через 1 литр угля АС-20, в зависимости от содержания свободного хлора и объемной скорости фильтрации V в м3 воды на м3 сорбента

При очистке природной воды на активном угле происходит, кроме того, окисление Fe2+ до Fe3+, а также задерживаются взвеси и коллоидные частицы Fe3+. При загрязнении фильтров они регенерируются путем обратной промывки исходной водой. На фильтрах устанавливаются блоки управления регенерацией по времени.

Дехлорирование воды производится либо в отдельном аппарате, либо совмещается с другими операциями (механической фильтрации воды, удаления органики).

Удаление из воды нитратов

В воде поверхностных источников, реже в подземных, присутствуют соединения азота в виде нитратов и нитритов. В настоящее время происходит постоянный рост их концентрации, связанный прежде всего с широким использованием нитратных удобрений, избыток которых с грунтовыми водами поступает в реки и озера. Установленные нормы на содержание нитратов составляют NO3– < 45 мг/л, нитритов – NO2– < 3 мг/л .

Существуют два пути удаления нитратов и нитритов – это обратный осмос и ионный обмен . В первом случае должно производиться обессоливание воды до такой степени, при которой концентрация нитратов будет соответствовать норме. Однако при обратном осмосе удаляются все соли с малой селективностью и в результате получается обессоленная вода. Вопрос об полезности такой воды для организма и вкусовых качествах является дискуссионным. Стоимость такой обработки воды достаточно высока. При высоком содержании нитратов вполне возможно использовать малогабаритные установки обратного осмоса для приготовления воды только для питьевых нужд. Все остальные потребители (стирка, мытье и т. п.) вполне могут использовать водопроводную воду.

Сильноосновный анионит в Cl -форме может, согласно ряду селективности, сорбировать ионы NO3– и обменивать их на ионы Cl–. На анионите в Cl -форме сорбируются также и анионы SO42– и HCO3–. Поэтому такой процесс может быть реализован, если суммарное содержание анионов сильных кислот Cl–, SO42–, NO3– и HCO3– не превышает ПДК по ионам Cl–.

Поскольку в ряду селективности стандартных сильноосновных анионитов типа АВ-17-8 анион NO3– стоит левее SO42–, т. е. сродство анионита к последнему выше, то он может вытеснять анион NO3– из анионита. Поэтому при наличии в воде значительного количества сульфатов возможен случай, показанный на рисунке ниже. Видно, что после насыщения смолы по нитрат-ионам, сульфат-ионы, имеющие большее сродство к аниониту, вытесняют нитрат-ионы в фильтрат в количестве большем, чем их исходное содержание. Соответственно необходим очень жесткий контроль работы фильтров. Кроме того, поскольку сорбируются и нитрат-, и сульфат-ионы, емкость такого анионита по нитратам оказывается незначительной.

Специально для процессов извлечения нитратов всеми ведущими производителями ионитов разработаны специальные аниониты, селективность которых к нитратам выше, чем к сульфатам. Например, анионит А-520Е фирмы Purolite , IMAK HP 555 фирмы Rohm & Haas . Ряд селективности для таких анионитов выглядит следующим образом:

HCO3 < Cl < SO4< NO3.

Выходные кривые сорбции для обычных (а) и селективныхк нитрат-ионам (б) анионитов

Выходные кривые сорбции для обычных и селективных анионитов показаны на рисунке. Видно, что обменная емкость селективных анионитов по нитратам в присутствии сульфатов существенно выше. К сожалению, стоимость этих смол также в несколько раз больше. В работах автора книги было показано, что при содержании нитратов до 200 мг/л и сульфатов 50–100 мг/л, анионит АВ-17-8 не уступал по качеству очистки воды, эффективности регенерации и обменной емкости специальному аниониту А-520Е фирмы Purolite .

При регенерации анионита солью NaCl возможно вторичное использование соли в виде регенерата, содержащего смесь NaCl + NaNO3 + Na2SO4, для регенерации катионита. В этом случае удаление нитратов из воды сочетается с умягчением и снижением щелочности воды.

www.mediana-filter.ru

что делать, способы очистка воды

Вода – довольно интересное вещество и жидкость. Она может лечить, а может и погубить. Если о ней знать больше, то можно сделать вывод, что она уникальна и, если так можно выразиться, волшебна.

Но если в древние времена вода считалась символом чистоты, то сегодня она больше убивает теми нитратами и другими вредными загрязнениями. Проживая в квартире, люди пользуются фильтрами и другими очистительными приборами. Также вода подается централизовано и ее дополнительно обрабатывают работники водоканала.

Вода из скважины требует постоянной очистки

Совсем иная ситуация складывается с жителями частного сектора, где в большинстве вода поступает из колодцев скважин. В таком случае требуется приобретать очистительные установки, применяемые в быту и на производстве. Какую же опасность представляет вода? В ней могут находиться нитраты. Что делать? Как очистить свою воду? На эти вопросы мы постараемся ответить в нашей статье.

Нитраты и их влияние на организм человека

Давайте сначала разберемся с обозначением слова нитрат. Это ион азотной кислоты с одним зарядом. В сельском хозяйстве широко известно такое удобрение, как селитра. Оно также сходно по составу с нитратом, но очень эффективное удобрение, которое используют по сей день. Оно опасно для человека, но помогает расти овощам. Работники сельского хозяйства применяют их строго по схеме и нормативам. Что же может повлиять на повышение концентрации.

В производстве любой из областей применения возможна интенсификация.
Есть возможность снизить общий контроль.
Расходы уменьшаются, что увеличивает материальную базу.

Соответственно, поливая поля нитратами, никто не думает о том, что дождь их смывает, они, впитываясь в землю, попадают в подземные води и разносятся по всей округе. Вот только некоторые факты, как нитраты в воде из скважины влияют на организм человека:

в питьевой воде могут вызывать раздражения, зуд, покраснения, аллергию;
нарушают работу щитовидки и угнетают организм;
нарушение работы нервных клеток и системы;
нитраты помогают болезнетворным бактериям развиваться с большей интенсивностью в организме человека: особенно страдают дети, у которых защитная реакция не очень хорошо функционирует в отличие от взрослых — это приводит к болезням и иногда к летальному исходу;
нарушение обмена веществ.

Химическая формула нитратов, оказывающих пагубное действие на здоровье человека

Печальнее всего тот факт, что при накапливании нитратов в организме долгое время, они сработают как ядерная бомба. Механизм, которой сработает незаметно, если не принять нужных мер безопасности.

Откуда появляются в воде нитраты

Как уже говорилось, большая часть от сельхоз-промышленности, но и сами жители деревень и сел прилаживают руку к факту загрязнения нитратами своих водных систем.

Бытовая химия, которую используют и сливают в почву рядом с водоемами, колодцами и скважинами.
При удобрении огородных культур не по схеме с переизбытком.
Захоронения домашних животных, кладбищ приводит к сильнейшему загрязнению водных ресурсов. Особенно если они находятся рядом друг с другом.

Вследствие вышеперечисленного, нитраты попадают в почву, попадают в водные струи, а затем попадают в колодцы и скважины близь домов.

Способы очистки воды от нитратов

Очистить почву не в силах человека (по крайней мере в округе своего жилища), но можно помочь себе и своей семье в очистке систем водоснабжения. Чтобы в рацион человека стало меньше попадать нитратов или вообще перестало попадать, используют соответствующие тестеры. По своему обыкновению они химические.

Нитромометр — специальное устройство для измерения уровня нитратов

Но все же, часто используют нитромометры, т.е. специальные приборы для подсчета нитратов в используемой воде. Это проще, выгоднее и современнее.

Такие модели обычно небольших размеров и по весу не будут обременять своего владельца. Даже в дамской сумочке нитромометры будут помещаться и не мешать. Для мужчин – помещаются в обычном кармане рубашки или брюк.

Разобраться в нем сможет самый простой обыватель не зависимо от возраста и пола. Они очень простые в применении и приспособлении. На нем отображаются только цифры, а в инструкции подается простое объяснение к использованию. Ошибки если могут быть, то незначительные.

В большинстве случаев, все же через водные ресурсы в организм человека поступают все вредные вещества. Даже бурение скважин оставляет след нитратный в используемой воде, особенно это касается тех мест, где не используются городские очистительные сооружения. Нитраты попадают в колодцы и скважины после паводков, наводнений, разлива рек. После таких природных явлений происходят сложные химические реакции. Начинают более интенсивно влиять на воду и организм человека именно такие соединения.

Специализированное оборудование в помощь

Чтобы этого избежать требуется хорошее очистительное оборудование. Нитраты сами по себе незаметны, так как это просто ионы, и чтобы их задержать, нужна непросто марля и сеточка, а конкретное устройство с особой гранулированной засыпкой. Ее используют от вида загрязнения. Для каждого вида своя особенная.

Например, смола способна впитывать анионы и одновременно насыщать проходящую воду натрием. При достижении предела норм насыщенности, промывают гранулы, и проводят операцию по заполнению ионов без вреда. При несвоевременном действии, возможен выброс загрязнений, что приведет к опасности для организма человека.

Такие ошибки желательно или даже настоятельно рекомендуется исключить. В этом поможет хорошее и качественное оборудование в комплекте, которого есть блоки. Главное, настройка и программирование этого оборудования, а главное правильным образом. Выставить время с нужным интервалом и последовательностью действий: регенерация, промывка, обработка, наполнение.

Для беспрерывного процесса очистки воды лучше ставить одновременно два бака с хорошей производительностью и объемами. Такое действие привнесет комфорт для своего хозяина и снизит нагрузка для основного очистителя. К сожалению, не все могут себе это позволить. Ведь все-таки хорошие очистительные приборы стоят дорого и способны очищать только питьевую воду, а значит и воду для стирки и мытья. Смола способна задерживать опасные и ядовитые вещества.

Первый способ не может справляться с большими объемами очистки, да и стоит немало. Поэтому существует еще один способ – фильтр с принципом осмоса. Такой вариант более продуктивен и по цене дешевле. Такой фильтр будет состоять из нескольких картриджей. В них попадает вода под давлением, проходит через мембрану, где и очищается предварительно от сложных примесей и соединений. Дальше вода продолжает свой путь и ее дочищает второй фильтр – угольный.

На конечном этапе происходит третья очистительная процедура осмотическую мембрану или одномикронный фильтр. Только после такого прохождения по всем трем фильтрам вода подается непосредственно в кран. Что же касается всего того, что вычистили, выходит через специальный коллектор. Такая функция говорит о том, что больше ничего не грозит здоровью человека, так как все процедуры выполняются отдельно друг от друга и соединения различного рода избегаются.

Сроки службы такого устройства нельзя назвать, так как все будет зависеть только от количества воды и степени ее загрязнения. Сделать шаг навстречу своему здоровью просто, выгодно и удобно.

vodospec.ru

Очистка воды от нитритов осуществляется двумя способами

Очистка воды от нитритов может осуществляться несколькими способами, которые отличаются степенью очистки, стоимостью, принципом работы и техническими средствами, используемыми при этом. Нитриты — это соли азотистой кислоты. Они считаются очень вредными элементами, воздействующими на гемоглобин человека и попадают в организм двумя путями — посредством употребления продуктов, в которых они содержатся или же нитратами, которые впоследствии превращаются в организме в нитриты.

Осуществлять водоподготовку и водоочистку от этих вредных элементов желательно после проведения лабораторного анализа исходной воды и в полном соответствии с индивидуальными потребностями и техническими особенностями объекта. Монтаж систем очистки в этих случаях следует доверять специалистам, они определят какое именно оборудование требуется в каждом конкретном случае.

На сегодня самым популярным и распространенным способом очистки воды от нитритов является использование установок, принцип работы которых основывается на ионном обмене. При их работе происходит последовательное фильтрование жидкости, проходящей через водород-катионитный, а затем анионитный фильтры.

Стоит отметить, что при этом осуществляется дополнительная очистка воды от сульфатов. Данный метод очистки очень востребован в энергетической и промышленной отраслях, поскольку показывает высокую степень водоочистки. В зависимости от задач, которые ставятся при выполнении очистки, и требований к полученной воде, процессы очистки выполняются с разными уровнями сложности.

На первом этапе очистка воды от нитритов осуществляется следующим образом. Проходя сквозь водород-катионитный фильтр, катионы, находящиеся в исходной жидкости, заменяются на водород-катионы. После этого в профильтрованной жидкости остается такое же количество анионной кислоты, с которыми ранее были связаны катионы. При такой очистке, в процессе разложения гидрокарбонатов, в воде образуется углекислый газ, который впоследствии удаляется в устройствах — декарбонизаторах.

Второй этап очистки методом ионного обмена осуществляется с применением анионитных фильтров. Стоит отметить, что данные фильтры применяются также в том случае, когда требуется удалить из воды тяжелые металлы. Проходя сквозь анионитные фильтры, образовавшиеся анионы кислоты заменяются ионами ОН, то есть остаются в фильтре. После второго этапа процесс очистки можно считать законченным.

В зависимости от требуемой степени очистки и от количества содержащихся нитритов в воде, возможно применение установок, которые осуществляют одну, две или три ступени очистки. Но в любом случае обязательным является использование водород-катионитов с большим содержанием кислоты. Таким образом, очистка воды от нитритов в промышленных масштабах осуществляется по одноступенчатой, двухступенчатой и трехступенчатой схемах.

Также существует еще один очень эффективный и продуктивный способ очистки от вредных веществ с использованием установок обратного осмоса воды. Очистка воды от нитритов с помощью данных установок имеет много преимуществ перед другими методами. Прежде всего, это простота конструкции самих установок и удобство выполнения очистки, небольшие энергозатраты, легкость эксплуатации системы и небольшие габаритные размеры устройств. Причем такой метод очистки очень удобно применять для обезжелезивания воды.

Установки обратного осмоса используются тогда, когда уровень нитритов в воде находится в пределах 40 г/литр. Сущность данного метода заключается в применении полупроницаемых мембранных перегородок. Во время процесса очистки раствор и растворитель разделяются, поскольку растворитель проходит сквозь мембрану, а раствор нет. Растворитель просачивается сквозь перегородку до тех пор, покуда степень концентрации растворов не уравняется по обе стороны.

Очистка от нитритов посредством применения установок обратного осмоса — это такой процесс, при выполнении которого вещества самопроизвольно перетекают сквозь полупроницаемую мембранную перегородку. В итоге получаем два водных раствора, в которых различная степень концентрации.

Смотрите также:

www.bwt.ru