Действующие технологии внесения минеральных удобрений несовершенны. До 50 % нитратов, которыми обрабатывают земли сельскохозяйственного назначения попадают в поверхностные и подземные водоемы. Существует еще несколько источников азотнокислых солей, из-за которых снижается качество воды. В предыдущей статье мы подробно разбирали происхождение, свойства нитратов и влияние превышения их ПДК на организм человека. Теперь предлагаем поговорить об эффективных способах очистки воды от нитратов.

Как из воды убрать нитраты

В водоподготовке применяют две технологии удаления нитратов в воде: ионный обмен и обратный осмос. Первая технология по снижению нитратов в воде основана на применении сильноосновных анионообменных смол (strong base anion, SBA). Они бывают стандартными и селективными к нитратам. Технология обратного осмоса предполагает использование полупроницаемой мембраны, которая является серьезным барьером для большинства растворенных солей, в т.ч. для повышенного содержания нитратов в питьевой воде.

Как очищают воду от нитратов на ионообменных фильтрах

Ионный обмен в водоподготовке - это реакция замещения ионов из раствора (загрязненной воды) ионами из твердого ионита. В случае с повышенным содержанием нитратов требуется сильноосновной анионит. В большинстве случаев он представлен в Cl-форме. Ионообменная смола связывает азотнокислый анион и выделяет в раствор хлорид-ион. Использование такой фильтров для воды с нитратами не позволяет получить химически чистую воду: если на входе в фильтр она содержит нитрат натрия, то на выходе будет раствор хлорида натрия (поваренной соли).

Смолы в ионообменных фильтрах для воды от нитратов представляют собой микро- или макропористые синтетические полимеры органической природы. Их получают путем полимеризации или поликонденсации из диенов, стирола и акрилатов.

Одна из основных характеристик смолы - обменная емкость, то есть количество ионов, которое она может связать. Важным ее преимуществом считается способность к регенерации. После того, как в смоле "заканчиваются" ионы хлора, ее промывают раствором поваренной соли. При этом происходит полное восстановление обменной емкости.

Особенности применения фильтров для очистки воды от нитратов с применением сильноосновных анионитов

При неправильной настройке фильтра с универсальной сильноосновной смолой, который позволяет избавиться от нитратов в воде, происходит так называемый "проскок" нитратов. В процессе фильтрации азотнокислые ионы постепенно накапливаются в смоле. Если в исходной воде помимо них содержатся сульфаты, то они начнут замещать связанные нитраты, и последние попадут в очищенную воду. Чтобы этого не произошло, перед селективным или универсальным анионитом устанавливают еще один фильтр для предварительного умягчения воды.

Соотношение количества умягчающей смолы и сильноосновного анионита рассчитывается исходя из состава исходной воды. Именно по этой причине для выбора системы ионообменной фильтрации необходимы данные анализа воды по всем основным показателям. Чтобы предотвратить «проскок» при снижении нитратов в воде, регенерацию нужно начинать раньше, чем смола успеет потерять все радикалы хлора, способные к обмену. Нужно вести постоянный контроль состава воды и водородного показателя.

Селективные к нитратам смолы менее склонны к проскокам, но периодичность регенерации также нужно настраивать в соответствии с обменной емкостью и исходным содержанием нитратов.

Еще одна особенность сильноосновных анионитов состоит в высокой чувствительности к растворенным в воде газообразным окислителям. Из-за них смола деградирует, то есть полимерные цепочки укорачиваются, а сшивка разрушается. В некоторых случаях требуется предварительное вакуумирование, что еще больше усложняет систему водоочистки, если у вас повышенная концентрация нитратов в воде.

Обратный осмос - основной способ очистки питьевой воды от нитратов

Обратный осмос представляет собой процесс прохождения растворителя через полупроницаемую мембрану из более концентрированного раствора в менее концентрированный. В водоподготовке используются селективные пленочные материалы, которые свободно пропускают молекулы воды и задерживают растворенные частицы. Чтобы растворитель проходил в направлении, противоположном прямому осмосу, со стороны более концентрированного раствора нужно создать давление, которое будет превышать осмотическое. Обратный осмос используется для очистки воды от нитратов, нитритов и других примесей.

Как отфильтровать воду от нитратов с помощью осмоса

Снизить повышенное содержание нитратов воде можно на промышленных и бытовых обратноосмотических установках. Эффективность системы зависит от:

  1. Площадь мембраны. Чем она выше, тем больше производительность фильтра обратного осмоса. Полупроницаемую мембрану сворачивают в рулон, который помещают в цилиндрический корпус картриджа. Именно на ней задерживается большое количество нитратов в воде.
  2. Рабочее давление. Картриджи большинства известных производителей работают в диапазоне от 3 до 60 атмосфер. В классификации мембран существует разделение на высоконапорные и низконапорные. Очищать воду от нитратов можно на установках со стандартным давлением.
  3. Концентрация раствора. В процессе получения чистой воды (пермеата) в растворе перед мембраной растет концентрация солей, соответственно, повышается осмотическое давление. Это сопровождается снижением производительности системы. Когда осмотическое и рабочее давления выравниваются, процесс переноса воды через мембрану прекращается.

Для регенерации фильтра обратного осмоса концентрат смывают в дренаж некоторым количеством воды. Таким образом, работа фильтра состоит из двух стадий: фильтрации и промывки. Таким образом, вода с высоким содержанием нитратов (концентрат) впоследствии сбрасывается в дренаж.

Одна из важных характеристик обратноосмотической системы - соотношение чистой воды и концентрата. У высоконапорных мембран оно выше, чем у низконапорных.

Селективность обратного осмоса

Некоторые люди полагают, что из обратноосмотического фильтра для воды от нитратов выходит вода, не отличающаяся по составу от дистиллята. На самом деле, мембраны различаются селективностью к разного рода загрязнениям. Абсолютное большинство обратноосмотических фильтров на 100 % очищает воду от бактерий, вирусов, органических веществ, ионов тяжелых металлов, взвесей и коллоидных частиц.

С растворами солей дело обстоит иначе: "проскок" ионов нитратов и других веществ есть всегда, но, как правило, он небольшой. Большинство производителей мембран нормирует их селективность по хлориду натрия. Это исторически сложившаяся традиция: изначально обратноосмотические фильтры проектировались для обессоливания морской воды. Селективность большинства мембран по NaCl составляет 97 - 99 %. Однако в жесткой воде она снижается до 93 %.

Селективность по нитратам у обычных (неспециализированных) мембран составляет около 90 %, и она также может снизиться за счет влияния других растворенных солей на процесс фильтрации. Для большинства источников водоснабжения с повышенным содержанием азотнокислых соединений это достаточные показатели, позволяющие сделать их концентрацию значительно ниже ПДК. Существуют специализированные нитрат-селективные мембраны со степенью очистки до 99 %. Их применение оправдано только в случаях с экстремально высоким содержанием солей азотной кислоты.

Промышленные и бытовые фильтры обратного осмоса для очистки от нитратов

Существуют бытовые и промышленные фильтры обратного осмоса. И те и другие прекрасно справляются, если в воде много нитратов. Первые отличаются высокой производительностью и габаритами. В них используются высоконапорные мембраны и насосы, создающие высокие рабочие давления. Промышленная установка обратного осмоса обеспечит чистой питьевой водой большое количество абонентов, например, жильцов многоквартирного дома. Очень важно подавать в дома чистую воду, ведь повышенное содержание нитратов в питьевой воде приводит к различным заболеваниям.

На рынке оборудования широко представлены бытовые обратноосмотические установки, которые покрывают потребности в питьевой воде для одной семь. Такие установки позволяют удалить нитраты в воде для одного питьевого крана. Они работают при сравнительно низких давлениях 2 - 3 атмосферы. Существуют картриджи, которые фильтруют воду уже при 11 атмосфере. В отличие от промышленных систем, работающих в проточном режиме, бытовые фильтры комплектуются накопительными емкостями.

Мы поможем отфильтровать воду от нитратов

Использование ионообменной смолы для удаления нитратов целесообразно при необходимости получения больших объемов очищенной воды. Фильтры для очистки воды с нитратами применяются в составе многоступенчатых установок преимущественно в промышленной водоподготовке. Такие системы должны уметь контролировать качество воды на входе и выходе и автоматически настраивать время регенерации, чтобы избежать проскока нитрат-ионов.

Системы обратного осмоса имеют более простую конструкцию. Они задерживают большинство растворенных солей, работают с разной по составу исходной водой, а периодичность промывки мембран легко настраивается. Обратноосмотические фильтры применяют и в промышленном, и в бытовом секторах. Актуальность приобретают фильтры для очистки воды из скважины от нитратов. Также бытовой осмос поможет в очистке колодезной воды от нитратов. Существуют компактные системы с малой производительностью, которые можно установить в непосредственной близости от потребителей воды. Это позволяет избежать повторного превышения по нитратам в питьевой воде при транспортировке по трубам.

Остались вопросы? Все еще не знаете, как понизить нитраты в воде? Наши специалисты всегда на связи. Купить фильтр для воды от нитратов вы можете у нас. Просто оставьте заявку на нашем сайте или позвоните нам по телефону 8-499-391-39-59.

Заявка на подбор оборудования