Бор и бром
1. Причины появления бора и брома в воде
Бор и бром накапливаются в воде по естественным природным причинам. Нормативы этого вещества по регламенту СанПин 2.1.4.1074-01 не должны превышать 0,5 мг/л бора и 0,2 мг/л брома. Чаще всего элемент живет в грунтовых водах. Это обусловлено породами, которые находятся в пластах земли: колеманит, ашарит, борацит и другие. Кроме того, бор и бром содержатся в солевых отложениях, вулканических породах. Что касается загрязнений от человеческой деятельности, то здесь возможно заражение примесями из-за удобрений, в которые входит бром, используемый в сельском хозяйстве.
Так что в этом случае наполнение воды примесями больше обусловлено природными процессами. Бром является важным элементом как для здоровья человека, так и в промышленном производстве. Но его повышенная концентрация делает использование воды неприемлемой. Это касается как бытового сегмента, где вода применяется в гигиенических целях, для питья, для готовки. Так и в промышленности. Где вода используется в процессе производства, технической обработки.
2. Влияние брома на здоровье человека
Любой элемент, который имеет повышенное содержание в воде несет вред организму. То же самое касается и бора с бромом. Его превышенная концентрация нарушает работу печени, влияет на почки. При длительном употреблении такой воды начинаются проблемы с сердечно-сосудистой системой, выпадают волосы. Особенно опасно употреблять воду с повышенным содержанием брома беременным женщинам, так как возникает угроза мутации плода и нарушение развития. Люди, которые работают на химических предприятиях особенно подвержены такой опасности, так как бром попадает в организм через дыхательные пути. Так же бор провоцирует рост сахара в крови, что особенно должно насторожить людей, страдающих диабетом. Происходит снижение кислотности желудочного сока, и он не может досконально расщеплять пищу, что приводит к проблемам с желудочно-кишечным трактом. Негативных последствий, для организма человека в целом, от повышенной концентрации брома и бора, очень много. Именно поэтому так важно контролировать его концентрацию.
Низкое содержания брома в организме тоже нежелательно. Человек должен получать до 2-х мг в сутки минерала. Если возникает недостаток, то происходит снижение мозговой деятельности, проблемы в развитии. Возможно появление мочекаменной болезни.
Поэтому наличие брома и бора в воде крайне нежелательно. Чем чаще употреблять такую жидкость, тем больше вероятности ухудшения здоровья. Как и любой элемент бром накапливается в организме, обостряя хронические заболевания. Сразу понять причину плохого самочувствия не получится. Поэтому если возникают проблемы со здоровьем необходимо брать в расчет качество используемой воды. При этом, если показатели бора и брома завышены, обязательно устанавливается система фильтрации.
3. Способы фильтрации
Концентрация брома и бора должна обязательно контролироваться с помощью проведения регулярного анализа воды. Самостоятельно определить показатели не получится. Экспресс тесты покажут только наличие вещества, а не концентрацию. А именно это является ключевым моментом для подбора системы фильтрации. Поэтому необходимо обращаться в лаборатории или специальные организации, которые занимаются забором воды и выявление концентрации в ней примесей бора и брома. Мы рекомендуем обращаться только в аккредитованные лаборатории.
В современных условиях удаление бора и брома из воды происходит двумя основными способами.
3.1 Удаление брома ионным обменом
Ионная смола является эффективным средством для устранения различным примесей.
Принцип работы: Вода подается в резервуар, который заполнен ионной смолой до определенного уровня. В случае устранения брома и бора используются аниониты в сульфатной либо хлоридной форме. Происходит обмен ионами.
Со временем ионообменная смола теряет свою способность к ионозамещению, по причине накопления ионов брома. После «насыщения» смолы требуется ее регенерация. Длительность регенерации составляет в среднем 110-120 минут. Показатели могут меняться в зависимости от истощения смолы и концентрации примесей. Солевой концентрат позже утилизируется.
Рис. 1 Схема фильтрации ионным обменом
Что касается преимуществ такой обработки, то ионообменный метод является относительно недорогим методом удаления бора и брома. Возможность регенерации позволяет использовать аниониты повторно определенное количество раз, без полной замены загрузки. При этом наблюдается высокая скорость фильтрации.
Что касается недостатков, выделяют обязательную очистку воды, которая использовалась для регенерации. Дело в том, что она очень соленая, а по нормативам ее нельзя сливать в сток. При удалении брома, частота регенерации анионитов возрастает, так как наблюдается быстрое исчерпывание смолы.
3.2 Удаление бора и брома обратным осмосом
Еще один более универсальный метод очистки воды от бора и брома – обратный осмос.
Принцип работы: Вода подается в колонну с мембраной. Данный элемент имеет пористую структуру и не пропускает ионы брома и бора. При пониженном pH воды добавляется щелочь. Для увеличения кислотности и улучшения селективности мембраны. Однако, на фильтрующем элементе может появиться осадок. Мембрана нуждается в очистке от собранных примесей. Поэтому подается обратный поток воды. Следует отметить очень важный момент: очистка воды от бора и брома проводится только на специальных борселективных, высокоселективных и мембранах для морской воды с добавлением щелочи для повышения ровня pH выше 9. Оптимальным считается уровень pH от 9 до 11 ед.
Рис. 2 Схема фильтрации обратным осмосом
Преимущества использования данного метода в его безопасности и эффективного удаления загрязнений. Может использоваться одноступенчатый или двухступенчатый обратный осмос. В первом случае для фильтрации применяется одна ступень с высокоселективными или борселективными мембранами и добавляется щелочной раствор. Во втором случае используется две ступени обратного осмоса для очистки воды. Фильтрат первой ступени повторно подается на мембраны обратного осмоса второй ступени, где происходит практически полное обессоливание воды. В том числе удаляется бор и бром.
Важно контролировать кислотно-щелочной баланс воды. От этого зависит селективность мембран.
Следует отметить, что для обратного осмоса обязательна предварительная очистка воды от крупных примесей. Этим занимаются фильтры грубой очистки или механические. Устраняя основные загрязнения большого диаметра, позволяют «работать» мембране в основном по обессоливанию воды. К тому же наличие механических веществ значительно сократит срок службы мембраны и может её повредить.
Из недостатков выделяют высокий процент утилизации воды в дренаж, который происходит в процессе фильтрации. Изменить этот показатель может двухступенчатый осмос, когда вода отправляется на дополнительную очистку. Некоторые считают недостатком степень очистки мембранной технологией питьевой воды. Ведь многие элементы человек получает именно из воды, и они легче усваиваются. А мембрана проводит почти полное очищение от всего. Но данное утверждение не является общепринятым. И если фильтруемая вода применяется для питья, то всегда можно установить финишную обработку минерализатором. Который наполнит жидкость определенным количеством минералов.
4. Выводы
Бром и бор являются элементами, которые при превышении концентрации в воде подлежат удалению. Чаще всего наблюдается повышенное содержание в грунтовых водах, откуда берется вода для скважин.
Перед выбором оборудования необходимо сделать химический анализ воды для выявления концентрации бора, брома и других загрязняющих веществ. При применении метода ионного обмена особенно важно подобрать подходящий тип смолы, который справится с примесями. Эффективность мембранной очистки зависит от выбора полупроницаемой мембраны. Для такого типа примесей используются специальные высокоселективные мембраны, которые позволяют очищать до 99% загрязнений.
Что касается качества очищаемой воды, то использование любого описанного метода дает высокую степень обработки. И полученная вода может использоваться в качестве питьевой или технической.
