Аммиак и аммоний
1. Откуда в воде аммиак и аммоний?
Практически любой источник на планете заполнен какими-либо вредными примесями. Причин много, как природные, так и техногенные. Некоторые виды загрязнений особенно опасны и оказывают разрушительное воздействие на человека и экологию. Например, аммиак и соли аммония. Их содержание в воде должно строго соответствовать нормам.
Аммиак и аммоний являются азотными соединениями. Концентрация обоих веществ именуется общим аммонийным азотом. Появляется он в источниках воды из-за солей, растворенного аммиака, азотосодержащих элементов. Их появлению способствуют фекальные стоки, органические удобрения и пестициды, которые используют различные производства в процессе своей деятельности. Подвержены такому загрязнению поверхностные источники и неглубокие скважины. Согласно требованиям СанПин 2.1.4.1074-01 содержание аммиака (по азоту) не должно превышать 2мг/л.
Фильтрация воды является обязательным условием, как для бытового использования, так и на производстве. Повышенное содержание аммиака и аммония вкупе с кислородом приводит к возникновению коррозии. А это грозит появлением свищей и в дальнейшем полной их замены. А это затратно финансово. Так же меняется запах и вкус. Начинается бактериальное заражение, что делает такую воду неприемлемой к использованию.
В наземных источниках содержание аммиака колеблется от 10 до 200 мгк/дм3, зависит от региона. При концентрации аммония в воде 1 мг/дм3 и выше, у гемоглобина рыб снижается способность связывать кислород. Поэтому они выбрасываются на берег. В промышленных стоках содержится 1 мг/дм3 и более аммония, до 7 мг/дм3 в хозяйственных. Наибольший процент заражения воды аммиаком составляет использование азотосодержащих удобрений в сфере сельского хозяйства.
Так что проблема содержания в воде аммиака и его производных очень актуальна. Учитывая рост промышленных и сельскохозяйственных предприятий, вопрос загрязненной воды станет еще острее.
2. Проблемы, которые вызывает вода, насыщенная аммиаком и аммонием
Вред воды с аммиаком наносит не только здоровью, но и оборудованию. При частом использовании нарушается кислотно-щелочной баланс. Переизбыток аммиака влечет нарушение обмена глюкозы, снижает чувствительность к инсулину. Вдыхание паров ведет к токсическому отравлению и обжигаются дыхательные пути. При употреблении воды с содержанием солей аммония от 200 до 500 мг/на 1 кг массы тела, приведет к нарушениям нервной системы, проблемам с почками и отеку легких. При более маленьких концентрациях – повышение артериального давления. Снижается уровень кальция и вес тела. Если выявлены хронические заболевания печени или почек, то вода с примесями аммиака только усугубит симптомы, вызвав обострение.
Вред наносится и оборудованию, соли аммония вызывают коррозийные отложения. Что приводит к быстрому износу. Коррозия появляется не только на трубах, но и на любых приборах, которые соприкасаются с водой.
Экологии тоже наносится ущерб, а именно фауне. От высокого содержания аммиака страдают рыбы, микроорганизмы. Нарушается полностью вся экосистема. При высоком содержании аммиака в воде может даже произойти вымирание определенного типа водорослей.
Определить наличие аммония или аммиака в воде не всегда получается. Аммиак никак себя не выдает. А соли аммония меняют вкус и цвет воды. Поэтому самый эффективный способ определить наличие и концентрацию вещества- отправить воду на анализ.
3. Способы фильтрации
Есть несколько способов устранить аммиак и соли аммония из воды.
Условия применения:
- Аммоний более 2 мг/л;
- Наличие в воде аммиака.
3.1 Фильтрация безнапорной аэрацией и сорбентами.
Принцип работы системы: Вода в аэрационной колонне окисляется кислородом. Происходит выпадение осадка. После чего поток проходит пористый сорбент. Примеси остаются в фильтрующем материале, а вода поступает в накопительный бак или потребителю.
Промывка системы осуществляется проточной водой. Выбор сорбционного материала зависит от исходного анализа воды. Чаще всего используется угольный фильтр, который обладает высокой степенью впитывания. Это самый безопасный и простой способ фильтрации. Благодаря тому, что не применяются реагенты, можно очищать питьевую воду.
При этом удаления аммиака из аэрационной емкости необходимо проводить на свежих воздух по схеме, представленной на рис. 1.
Рисунок 1 – Схема удаления аммиака из аэрационной емкости
3.2 Фильтрация на ионообменных установках
Принцип работы системы: Вода поступает в колонну с ионообменной загрузкой. Проходя через нее, соли аммония соединяется с гранулами смолы. В воду поступает натрий. Далее поток проходит потребителю.
В этом случае важен правильный выбор смолы. Целесообразно использовать сильнокислый катионит. При этом ионы аммония удалятся до 95 %. А также позволяют умягчить воду. Ионная смола требует регенерации. Для этого её промывают раствором соли.
Рис. 2 Схема фильтрации ионным обменом
3.3 Фильтрация установками обратного осмоса
Принцип работы системы: Вода проходит очистку с помощью полупроницаемой мембраны. Диаметр её ячеек позволяет пропускать только молекулы воды. Остальные примеси задерживаются. Степень очищения 99%. Эффективна при содержании не только аммония, но и лития, бора и т д. Подходит для домашнего использования.
Очистка мембраны осуществляется путем подачи воды в обратном направлении. Замена элемента производится раз в год. Зависит от исходных характеристик воды и производительности системы.
Рис. 3 Схема фильтрации обратным осмосом
3.4 Хлорирование
Принцип работы системы: Вода окисляется с помощью хлора, в результате образуются хлорамины. Чтобы снизить их значение, происходит повторная обработка избытком хлора в определенном соотношении хлор/аммиак = 8-10/1.При этом pH не должен быть выше или ниже 7. Если создаются такие условия, то нитраты и трихлориды почти не образуются.
Дополняются такие установки дозаторами и блоками управления. Для правильной подачи реагента в воду.
3.5 Фильтрация с помощью биологического метода
Используется для очистки наземных водоемов.
Принцип работы: Фильтрация распределяется на три этапа – добавление микроорганизмов, очистка от осадка, обеззараживание. На первом этапе происходит добавление в воду специальных бактерий, которые устраняют аммиак, при этом выпадает осадок. Его удаляют с помощью фильтрации. И после обеззараживают воду. Но такой процесс слишком длительный и обязательно контролируется специалистами.
3.6 Фильтрация методом флотации
Активным веществом является реагент, который подбирается исходя из концентрации аммиака и его производных.
Принцип работы: Вода смешивается с окисляющим реагентом. Происходит химическая реакция, после чего взвешенные частицы, аммиак и другие примеси устраняются механическим фильтром.
Флотация больше применима для очистки сточных вод, перед их утилизацией. Или при фильтрации технической воды. Для бытового использования не подходит, так как применяются реагенты.
4. Рекомендации
Содержание аммиака и аммония элементов в воде строго контролируется. Зараженную воду нельзя использовать ни на производстве, ни в быту. Последствия применения такой воды очень неблагоприятны как для здоровья человека, так и для оборудования.
При выборе метода очистки оптимально подобрать комплексную схему. Фильтрация будет проходить в два и более этапа. Таким образом удастся устранить не только аммиак, но и соли аммония при любой концентрации. Кроме данных вредных веществ, в воде могут содержаться примеси железа, соли жесткости, взвеси и другие. Все это учитывается при выборе системы фильтрации.
Сроки службы фильтрующих элементов зависят от концентрации вредных веществ, их количества, типа и производительности. Например, мембрана, в среднем, рассчитана на эксплуатацию от 1 до 2 лет. Сорбционная загрузка меняется каждые полгода. При поздней замене возникает риск попадания вредных веществ в чистую воду. Фильтрующий материал, не сможет качественно очищать. Рекомендуется проводить периодические проверки на исправность системы и вовремя менять элементы очистки.
Фильтрация воды является очень важной частью любой системы водоподготовки. И неважно для чего будет использоваться впоследствии. Поэтому к выбору систем фильтрации следует подходить ответственно. Определить технические характеристики воды, производительность, степень очистки, среда применения. Что касается обслуживания системы, то проводить её лучше в том месте, где она была приобретена.
