Нитраты и нитриты в воде
1. Как нитраты и нитриты попадают в воду?
Нитратами называют соли азотной кислоты. Азотосодержащие препараты применяются в сельском хозяйстве в составе удобрений. При выпадении атмосферных осадков и сливов стоков, они попадают в наземные водоемы, а там растворяются. Или впитываются в поверхностные грунтовые воды. Кроме этого, нитраты содержаться в стоковых водах промышленных предприятий, которые так же сливаются в землю или наземные водоемы. Водопроводная вода и глубокие скважины редко подвержены такому загрязнению. Разве что попадание нитратов через трубопровод. Или при некачественной очистке первичного источника. А вот наземные источники и неглубокие скважины зачастую имеют повышенную концентрацию вредных элементов. По нормативам допустимое количество нитратов в воде не должно превышать 45 мг/л. Регламент СанПиН 2.1.4.1074-01.
Кроме нитратов, в воде находятся и нитриты. Они образуются при разложении органических веществ. И могут преобразовываться. Обнаружить такие элементы в воде невозможно. Нитраты и нитриты не меняют вкуса или запаха, не вызывают внешних изменений. Но если рядом с источником воды находятся промышленные или сельскохозяйственные предприятия, обязательно стоит проверить воду на наличие вредных веществ. Более 90% вероятности, что их количество превышено.
Появление нитратов возможно, как на дачных участках, в коттеджах, так и на промышленных предприятиях. То есть там, где основным источником воды служат неглубокие скважины или наземные воды.
2. Проблемы со здоровьем, вызываемые нитратами
Нитраты очень вредные вещества, которые имеют особенность накапливаться в организме. Различают несколько видов токсичности. Элементы способны окислять железо в крови, таким образом сильно снижается функция транспортировки кислорода по организму. Нитраты вызывают метгемоглобинемию, вызывая кислородное голодание тканей. Начинается посинение кожи, одышка, головная боль, физическая утомляемость и психологические расстройства. Здоровье резко ухудшается в течении нескольких дней. Более 50% вероятна кома и летальный исход.
Нитраты также воздействуют на нервную, сердечно-сосудистую и ЖКТ системы. Разрушительно влияют на эмаль. Могут спровоцировать онкологические заболевания. Особенно опасны для маленьких детей и людей со сниженной кислотностью желудка.
Вывести из организма очень сложно. И чем больше накапливается вредных веществ, тем сложнее от них избавиться. Поэтому если в воде обнаружены нитраты, как можно скорее требуется установка системы фильтрации.
3. Способы очистки от нитратов
Раз нитраты так вредны, значит надо их удалять. Какие же фильтры применяются для обработки? Самыми эффективными вариантами для удаления нитратов считаются ионный обмен и обратный осмос.
3.1. Установки ионного обмена
Условия применения:
- нитраты более 45 мг/л.
- нитриты более 3 мг/л.
- общая жесткость воды ≤ 20 ммоль/л;
- цветность ≤ 30 градусов;
- перманганатная окисляемость не более 6,0 мг O/л;
- взвеси ≤ 5 мг/л;
- общее железо ≤ 0,5 мг/л;
- температура воды от 5 до 35°С.
Фильтрация проводится с помощью ионной смолы в фильтрах колонного типа. Используется макропористая смола Purolite A-520, Purolite A-400, Puresin PA 202 и другие. При повышенном содержании сульфатов допустима замена на аналоги. Фильтрующая загрузочная среда предназначена специально для устранения нитратов, что очень значительно важно для пищевой промышленности. Подходит даже в том случае, когда в воде обнаружено умеренное содержание сульфатов. Фильтрующая среда подбирается, основываясь на первичном анализе исходной воды. Ионные установки могут использоваться как дополнительная очистка в цепочке водоподготовки.
Принцип работы ионообменной установки: поток воды проходит через фильтр грубой очистки, для удаления крупных механических примесей. Далее поступает в колонну с ионнообменной смолой, где происходит процесс ионозамещения. Далее вода уходит потребителю. Возможно дополнение финишными фильтрами для улучшения вкусовых качеств воды.
Рис. 1 Схема фильтрации ионным обменом от нитритов и нитратов
Весь процесс контролирует блок управления, который может быть автоматизированным или ручным. Так же он отвечает за регенерацию ионнообменной смолы. Промывка системы происходит с помощью солевого раствора, который подается дозатором по сигналу блока управления. Вода, которая использовалась для очистки уходит в дренаж.
Период, между регенерациями фильтра рассчитывается по формуле:
V x OC
Vрег. = -------------------- x 103 (литров)
L – I n
где Vрег. – объем воды, который может быть эффективно очищен до проведения регенерации, л;
V – объем смолы в литрах;
ОС – рабочая емкость в г-эквивалентах/л смолы;
L – нагрузка по нитратам в мг-эквивалентах/л;
In – проскок нитратов в фильтрат
Для промышленных предприятий устанавливаются колонны twin для увеличения производительности или непрерывной работы системы. Сначала фильтрует одна колонна, потом уходит на регенерацию и включается вторая. Либо обе колонны работают одновременно и также уходят на промывку. Длительность регенерации и частота зависят от концентрации удаляемых примесей. Чем их больше, тем чаще очищение смолы. Программа по регенерации заранее записывается в блок управления.
3.2. Установки обратного осмоса
Условия применения:
- Нитраты более 45 мг/л.
- Нитриты более 3 мг/л.
- Сульфаты более 500 мг/л.
Принцип работы установки обратного осмоса: Вода потоком проходит сначала через первичную обработку фильтром грубой очистки, далее поступает для обработки от хлора и органических веществ. Это может быть угольный или любой другой фильтр. Потом, находясь под давлением вода проходит через полупроницаемую мембрану, которая задерживает основные элементы загрязнения. В том числе нитраты и нитриты. Очищенная вода – фильтрат (пермеат) поступает в емкость чистой воды и оттуда насосом 2-го подъема подается потребителю. Концентрат, в котором остаются загрязнения, в том числе нитраты и нитриты поступает в дренаж и сливается в канализацию. Могут быть установлены несколько мембран для снижения нагрузки на систему и увеличения производительности. После установки обратного осмоса получается обессоленная вода, которая пригодна как для технологических целей, так и для хозяйственно-питьевых нужд.
Рис. 2 Схема очистки воды с системой обратного осмоса
Установки обратного осмоса работают как самостоятельная система фильтрации, так и в составе общей водоподготовки. Может комбинироваться с другими методами очистки. Промывка мембраны осуществляется путем подачи потока, который вымывает все загрязнения. После этого вода уходит в дренаж. При фильтрации воды, примерно четверть утилизируется. Это необходимо учитывать для просчета расхода. Обратноосмотические системы работают только при определенном давлении. Если давление низкое, к общей комплектации системы устанавливается дополнительный насос.
От того эффективности технологии зависит качество всей очистки. Поэтому важно соблюдать все требования. Отталкиваться от начального состава воды. Кроме нитратов в ней могут быть и другие примеси.
4. Выводы
Итак, нитраты вредны и приносят много вреда для организма. Имеют способность накапливаться в трубах. Удаляются тяжело. Чем больше концентрация нитратов, тем длительнее удаление.
Установка систем фильтрации поможет справится с удалением нитратов. Но только при правильном выборе оборудования. Перед покупкой следует провести анализ воды, выявив концентрацию нитратов и других веществ. Далее подобрать систему по производительности и комплектации.
Важно не забывать про правила эксплуатации. Это касается своевременной промывки фильтрующего материала. Процесс можно сделать автоматическим если уставить клапан управления. Правильная и своевременная техническая проверка элементов поможет продлить сроки эксплуатации. Поэтому через определенное время необходимо проводить проверку на герметичность соединений и целостность элементов. При выявлении неисправностей обязательно требуется замена.
Оба варианта удаления нитратов эффективны. Подбор оборудования происходит, отталкиваясь от изначальных данных и технических характеристик систем. Если возникают вопросы или затруднения с выбором оборудования, рекомендуется обращаться к специалистам.
