Současné technologie aplikace minerálních hnojiv jsou nedokonalé. Až 50 % dusičnanů používaných k obdělávání zemědělské půdy končí v povrchových a podzemních vodách. Existuje několik dalších zdrojů dusičnanových solí, které snižují kvalitu vody. V předchozím článku jsme podrobně zkoumali původ, vlastnosti dusičnanů a vliv překročení jejich MPC na lidský organismus. Nyní navrhujeme mluvit o účinných způsobech čištění vody od dusičnanů.

Jak odstranit dusičnany z vody

Při úpravě vody se k odstranění dusičnanů z vody používají dvě technologie: iontová výměna a reverzní osmóza. První technologie pro snížení dusičnanů ve vodě je založena na použití silných bazických aniontových (SBA) pryskyřic. Jsou standardní a selektivní na dusičnany. Technologie reverzní osmózy zahrnuje použití semipermeabilní membrány, která je vážnou bariérou pro většinu rozpuštěných solí, vč. pro zvýšený obsah dusičnanů v pitné vodě.

Jak čistit vodu od dusičnanů pomocí iontoměničových filtrů

Iontová výměna při úpravě vody je reakcí nahrazení iontů z roztoku (kontaminované vody) ionty z pevného iontoměniče. V případě vysokého obsahu dusičnanů je nutný silně zásaditý aniontoměnič. Ve většině případů je prezentován v Cl-formě. Iontoměničová pryskyřice váže nitrátový anion a uvolňuje chloridové ionty do roztoku. Použití takových filtrů na vodu s dusičnany neumožňuje získat chemicky čistou vodu: pokud na vstupu do filtru obsahuje dusičnan sodný, pak výstupem bude roztok chloridu sodného (kuchyňská sůl).

Pryskyřice v iontoměničových dusičnanových vodních filtrech jsou mikro- nebo makroporézní syntetické polymery organické povahy. Získávají se polymerací nebo polykondenzací z dienů, styrenu a akrylátů.

Jednou z hlavních charakteristik pryskyřice je její výměnná kapacita, to znamená počet iontů, které může vázat. Jeho důležitou výhodou je schopnost regenerace. Poté, co pryskyřice „dojdou“ ionty chlóru, promyje se roztokem kuchyňské soli. V tomto případě je kapacita výměny zcela obnovena.

Vlastnosti použití filtrů pro čištění vody od dusičnanů pomocí silných bazických anexů

Pokud je špatně nakonfigurován filtr s univerzální pryskyřicí na silné bázi, která umožňuje zbavit se dusičnanů ve vodě, dochází k tzv. „skluzu“ dusičnanů. Během procesu filtrace se v pryskyřici postupně hromadí dusičnanové ionty. Pokud zdrojová voda obsahuje kromě nich sírany, začnou nahrazovat vázané dusičnany a ty skončí ve vyčištěné vodě. Aby k tomu nedocházelo, je před selektivní nebo univerzální aniontový výměník instalován další filtr pro předzměkčení vody.

Poměr množství změkčovací pryskyřice a silného bazického anexu je vypočítán na základě složení zdrojové vody. Z tohoto důvodu je pro výběr iontoměničového filtračního systému vyžadována data analýzy vody na všech hlavních indikátorech. Aby se zabránilo „průlomu“ při poklesu dusičnanů ve vodě, musí regenerace začít dříve, než pryskyřice stihne ztratit všechny radikály chloru schopné výměny. Je nutné neustále sledovat složení vody a hodnotu pH.

ČTĚTE VÍCE
Je možné spát v místnosti, kde byly otráveny štěnice?

Pryskyřice selektivní na dusičnany jsou méně náchylné ke skluzu, ale frekvenci regenerace je také nutné upravit podle kapacity výměny a počátečního obsahu dusičnanů.

Dalším znakem silně bazických anexů je jejich vysoká citlivost na plynná oxidační činidla rozpuštěná ve vodě. Kvůli nim pryskyřice degraduje, to znamená, že se zkracují polymerní řetězce a ničí se zesítění. V některých případech je nutná předevakuace, což dále komplikuje systém úpravy vody, pokud máte ve vodě vysokou koncentraci dusičnanů.

Reverzní osmóza je hlavní metodou čištění pitné vody od dusičnanů

Reverzní osmóza je proces průchodu rozpouštědla přes semipermeabilní membránu z koncentrovanějšího roztoku do méně koncentrovaného. Při úpravě vody se používají selektivní filmové materiály, které volně propouštějí molekuly vody a zadržují rozpuštěné částice. Aby rozpouštědlo prošlo opačným směrem, než je dopředná osmóza, musí se na straně koncentrovanějšího roztoku vytvořit tlak, který převýší osmotický. Reverzní osmóza se používá k čištění vody od dusičnanů, dusitanů a dalších nečistot.

Jak filtrovat dusičnany z vody pomocí osmózy

Snížit zvýšený obsah dusičnanů ve vodě je možné pomocí průmyslových a domácích zařízení na reverzní osmózu. Účinnost systému závisí na:

  1. Oblast membrány. Čím vyšší je, tím vyšší je výkon filtru s reverzní osmózou. Polopropustná membrána je svinutá do role, která je umístěna ve válcovém tělese kartuše. Právě na tom se zadržuje velké množství dusičnanů ve vodě.
  2. Pracovní tlak. Náboje od většiny známých výrobců pracují v rozsahu od 3 do 60 atmosfér. V klasifikaci membrán existuje rozdělení na vysokotlaké a nízkotlaké. Dusičnany lze čistit z vody pomocí standardních tlakových jednotek.
  3. Koncentrace roztoku. V procesu získávání čisté vody (permeátu) se zvyšuje koncentrace solí v roztoku před membránou a podle toho se zvyšuje osmotický tlak. To je doprovázeno poklesem výkonu systému. Po vyrovnání osmotického a provozního tlaku se proces přenosu vody přes membránu zastaví.

Pro regeneraci filtru reverzní osmózy se koncentrát smyje do odpadu trochou vody. Provoz filtru se tedy skládá ze dvou stupňů: filtrace a praní. Do odpadu je tedy následně vypouštěna voda s vysokým obsahem dusičnanů (koncentrát).

Jednou z důležitých charakteristik systému reverzní osmózy je poměr čisté vody a koncentrátu. U vysokotlakých membrán je vyšší než u nízkotlakých membrán.

Selektivita reverzní osmózy

Někteří lidé věří, že vodní filtr s reverzní osmózou odstraňuje dusičnany z vody, která se složením neliší od destilátu. Ve skutečnosti se membrány liší svou selektivitou k různým typům kontaminantů. Naprostá většina reverzních osmózových filtrů 100% čistí vodu od bakterií, virů, organických látek, iontů těžkých kovů, suspendovaných látek a koloidních částic.

U solných roztoků je situace jiná: vždy dochází k „prokluzu“ dusičnanových iontů a dalších látek, ale zpravidla je malý. Většina výrobců membrán standardizuje svou selektivitu pro chlorid sodný. Jedná se o historicky zavedenou tradici: zpočátku byly filtry s reverzní osmózou navrženy pro odsolování mořské vody. Selektivita většiny membrán pro NaCl je 97 – 99 %. V tvrdé vodě však klesá na 93 %.

ČTĚTE VÍCE
Jak správně zasadit túje západní Smaragd?

Dusičnanová selektivita konvenčních (nespecializovaných) membrán je asi 90% a může být také snížena vlivem jiných rozpuštěných solí na proces filtrace. Pro většinu vodárenských zdrojů s vysokým obsahem sloučenin kyseliny dusičné jsou to dostatečné ukazatele, aby jejich koncentrace byla výrazně nižší, než je maximální přípustná koncentrace. Existují specializované nitrátově selektivní membrány s mírou čištění až 99 %. Jejich použití je opodstatněné pouze v případech s extrémně vysokým obsahem solí kyseliny dusičné.

Průmyslové a domácí filtry reverzní osmózy pro odstraňování dusičnanů

Existují domácí a průmyslové filtry reverzní osmózy. Oba odvedou skvělou práci, pokud je ve vodě hodně dusičnanů. První z nich se vyznačují vysokou produktivitou a rozměry. Používají vysokotlaké membrány a čerpadla, které vytvářejí vysoké provozní tlaky. Průmyslová instalace reverzní osmózy poskytne čistou pitnou vodu velkému počtu odběratelů, například obyvatelům bytového domu. Je velmi důležité dodávat čistou vodu do domácností, protože vysoký obsah dusičnanů v pitné vodě vede k různým onemocněním.

Na trhu zařízení existuje široká škála domácích jednotek reverzní osmózy, které pokrývají potřebu pitné vody pro jednoho až sedm lidí. Takové instalace umožňují odstranit dusičnany ve vodě na jeden kohoutek na pití. Pracují při relativně nízkých tlacích 2 – 3 atmosfér. Existují kartuše, které filtrují vodu i při 11 atmosférách. Na rozdíl od průmyslových systémů pracujících v průtokovém režimu jsou domácí filtry vybaveny akumulačními nádržemi.

Pomůžeme vám filtrovat vodu od dusičnanů

Použití iontoměničové pryskyřice k odstranění dusičnanů se doporučuje, když je nutné získat velké objemy čištěné vody. Filtry pro čištění vody s dusičnany se používají jako součást vícestupňových instalací, zejména při úpravě průmyslových vod. Takové systémy musí být schopny řídit kvalitu vody na vstupu a výstupu a automaticky upravit dobu regenerace, aby se zabránilo průniku dusičnanových iontů.

Systémy reverzní osmózy mají jednodušší konstrukci. Zadržují většinu rozpuštěných solí, pracují se zdrojovou vodou různého složení a frekvence mytí membrány je snadno nastavitelná. Filtry s reverzní osmózou se používají v průmyslovém i domácím sektoru. Filtry pro čištění studniční vody od dusičnanů jsou stále oblíbenější. Také domácí osmóza pomůže při čištění studniční vody od dusičnanů. Existují kompaktní systémy s nízkou produktivitou, které lze instalovat v těsné blízkosti spotřebitelů vody. To vám umožní vyhnout se opakovanému přebytku dusičnanů v pitné vodě během přepravy potrubím.

Máte ještě otázky? Stále nevíte, jak snížit dusičnany ve vodě? Naši specialisté jsou vždy v kontaktu. Vodní filtr na dusičnany u nás zakoupíte. Stačí zanechat požadavek na našem webu nebo nám zavolat na číslo 8-499-391-39-59.

ČTĚTE VÍCE
Jakou konzistenci by měla mít sušená rajčata?

Aplikace pro výběr zařízení

Z předchozího článku je zřejmé, odkud se dusičnany ve vodě berou a jak působí na lidský organismus. Je zřejmé, že boj s dusičnany je nejen žádoucí, ale také nezbytný. Kontaktujte specialisty společnosti Waterman — víme, jak se s tímto úkolem úspěšně vypořádat, a nainstalujeme příslušné zařízení.

Jaké metody tedy existují k čištění vody od dusičnanů?

Pojďme nejprve zjistit, jaké jsou tyto dusičnany, které znečišťují naši vodu. Dusičnany jsou soli kyseliny dusičné, které se ve vodě rozpadají na nabité částice (ionty) a poté existují v tzv. „volné“ formě – ve formě dusičnanových iontů NO3-.

Ze základů chemie: ionty se záporným nábojem se nazývají anionty, takže dusičnanové ionty se záporným nábojem budeme nazývat dusičnanové anionty.

Metoda č. 1. Použití anexových pryskyřic.

Přítomnost náboje na částici umožňuje její „zachycení“ díky skutečnosti, že mezi zápornými a kladnými náboji existuje přitažlivost. Touto „lapačkou“ jsou speciálně vyvinuté látky – nitrátově selektivní (dusičnanově selektivní) aniontoměničové pryskyřice (např. Purolite A520), které vyměňují dusičnanové anionty.

Aniontová iontoměničová pryskyřice je dlouhá organická molekula s aktivními centry s kladným nábojem „zavěšeným“, která je chráněna slabě drženým iontem se záporným nábojem. V článku „Změkčování vody“ jsme se již seznámili s katexovou pryskyřicí (Dowex HCR-S/S, Lewatit S1567) používanou k odstranění solí tvrdosti. Princip fungování je zde stejný.

K výměně některých aniontů za jiné dochází v aktivních centrech aniontoměničové pryskyřice. V tomto případě jsou chloridové ionty (Cl-), které slabě ulpívají na pryskyřici, vyměněny za dusičnanové ionty, které je snadno nahradí. Jak voda prochází pryskyřicí, dusičnany nahrazující chloridy jsou zadržovány pryskyřicí a chloridy místo dusičnanů končí ve vodě.

Přichází doba, kdy dojdou volná aktivní centra s chloridy, pak se dusičnany nemají na co „lepit“ a jejich retence v pryskyřici se zastaví! K poklesu počtu aktivních center samozřejmě nedochází okamžitě, ale postupně, jak jsou blokována. Zároveň se zvyšuje znečištění vody „prokluzujícími“ dusičnany.

Jaké bude řešení v tomto případě?

Řešení problému závisí na zařízení, ve kterém se iontoměnič používá. Pokud je v jednoduché kazetě, měníme ji častěji. Pokud je filtr balónového typu s pryskyřicí, pak pryskyřici regenerujeme tabletovanou solí v určité frekvenci.

Pro stanovení frekvence výměny patrony a regenerace pryskyřice se provádějí výpočty.

1. Použijeme koncentraci dusičnanů na litr vody. Tuto hodnotu bereme z výsledků analýzy.

2. Požadovaný výkon čistícího systému určíme na základě počtu současně otevřených vodních bodů. Jedním odběrným místem vody může projít až 600-800 litrů vody za hodinu (v závislosti na tlaku a průměru přívodního potrubí). Pokud je potřeba čistit vodu z vodovodního řadu, na kterém lze současně otevřít dva plnohodnotné body, pak bereme špičkovou produktivitu 1,2 m3/hod.

ČTĚTE VÍCE
Jak dlouho lze zmrazené medové houby skladovat?

3. Iontová výměnná kapacita pryskyřice, tzn. Počet iontů, které může daná pryskyřice nahradit, je uveden na samotné patroně anexové pryskyřice nebo ve specifikaci pro anexovou pryskyřici. Kazeta obvykle udává plnou kapacitu (kolik iontů dokáže nahradit celou kazetu).

4. Pro výpočet celkové výměnné kapacity kolony se hmotnost pryskyřice vynásobí kapacitou jednoho gramu aniontoměničové pryskyřice.

5. Vydělením celkové kapacity iontové výměny průtokem dusičnanů za hodinu získáme dobu, po kterou budou zablokována všechna aktivní centra pryskyřice, a retence dusičnanů pryskyřicí se zcela zastaví.

Pravidlo je toto: výměna kazety nebo regenerace pryskyřice musí být provedena před vypočítaným časem (tj. snížíme zdroj o 30 procent). Děje se tak proto, aby se v procesu vyčerpání kapacity pryskyřice nedostalo do situace, kdy koncentrace dusičnanů překročí maximální přípustnou koncentraci.

Pro jasnost zvažte následující příklad:

Rozborem vody byl zjištěn obsah dusičnanů 50 mg/l, což nevyhovuje normě a potvrzuje nutnost čištění vody od dusičnanů.

Stanovme si úkol: určete velikost filtračního cyklu balónkového filtru s 28,3 litry aniontoměničové pryskyřice.

Při mírném překročení maximální přípustné koncentrace dusičnanů a pomineme-li např. vliv dalších ukazatelů na proces čištění, bereme rychlost filtrace rovnou 600 litrům za hodinu, což odpovídá 1 otevřenému kohoutku.

Vypočítejme výměnnou kapacitu celého nákladu: 28,3 litrů * 900 mEq/l = 25470 mEq.

Tedy při obsahu dusičnanů 50 mg/l převedeme na mEq = 50/62,00 = 0,8 mEq. Tito. filtr bude schopen vyčistit 25470 / 0,8 = 31 800 litrů vody. Snížíme zdroj o 30 % a získáme 22260 litrů.

Po průchodu tohoto množství vody je nutné regenerovat aniontovou výměnnou náplň.

Otázka – jak zjistit, kolik dusičnanů je ve vodě?

Nejsme zastánci expresních testů na stanovení koncentrace dusičnanů ve vodě a použití ionometrů je často z řady důvodů nedostupné. Proto je nejjednodušší to udělat rozbory vody v Centrálním centru hygieny a epidemiologie v Čeljabinsku podle tohoto ukazatele.

Stanovení obsahu dusičnanů a v souladu s tím výpočet provozní doby patrony nebo zásypu aniontoměničové pryskyřice je komplikované skutečností, že obsah dusičnanů ve vodě je nestabilní. Je jasné, že nejhorší možností je tuto hodnotu zvýšit. Zvýšení množství dusičnanů, které není včas detekováno, může vést k průniku těchto látek a rychlejšímu vyčerpání zdrojů pryskyřice. Spočítali jste například, že zátěž je třeba regenerovat každých 15 000 litrů, ale nevěděli jste, že se obsah dusičnanů zdvojnásobil. Výsledkem je, že od druhé poloviny filtračního cyklu začnou dusičnany „prokluzovat“ filtrem a dostanou se ke spotřebiteli.

ČTĚTE VÍCE
Jaká barva se nejlépe hodí k fuchsiové?

Odstranění dusičnanů z vody pomocí balónkového filtru je metoda s vyššími počátečními náklady ve srovnání s metodou odstraňování pomocí kartušových filtrů. Provozní náklady této metody jsou však mnohem nižší díky tomu, že není potřeba kupovat nové kartuše – na regenerace vám stačí tabletovaná sůl. Použití filtrů plnících válců umožňuje získat prakticky jakoukoli produktivitu (v závislosti na velikosti válce – množství zatížení). Tato metoda se často používá ke snížení koncentrací dusičnanů při výrobě potravin.

Metoda má však své náklady: je-li typem akumulační nádrže kanalizace biologická čistírna, ve které se vyskytují bakterie, pak časté vypouštění solného koncentrátu při regeneracích filtrů může snížit kvalitu jejího provozu. Zde hodně záleží na obecných provozních vlastnostech jak kanalizační akumulační nádrže, tak na délce filtračního cyklu aniontoměničové pryskyřice (v závislosti na režimu spotřeby).

Použití anexových pryskyřic k boji proti dusičnanům by mělo být doprovázeno pravidelným sledováním jejich obsahu ve vodě a vhodnou úpravou zdroje.

Existuje však způsob, jak zapomenout na dusičnany a obávat se změn v jejich hladinách:

Metoda č. 2. Použití systému reverzní osmózy.

V rámci venkovského soukromého domácího systému se boj proti dusičnanům ve vodě často provádí pomocí domácích systémů reverzní osmózy – malých systémů „pod dřezem“.

Vzhledem k tomu, že dusičnany nemají ve vodě vnější projevy a pokud je tento ukazatel mírně překročen ve srovnání s normami SanPin „Pitná voda“, použití takové vody pro domácí potřeby nepředstavuje ohrožení zdraví, úkolem je často pouze získat malé množství pitné vody. Malý domácí systém reverzní osmózy nainstalovaný pod dřezem dělá svou práci docela dobře.

K odstranění dusičnanů v takovém systému dochází prostřednictvím fyzické retence iontů NO3- na membránovém filtračním prvku.

Ke snížení množství dusičnanů ve vodě se také používají poloprůmyslové a průmyslové systémy reverzní osmózy. V situaci, kdy je nutné získat značné množství vody, která splňuje normy SanPin „Pitná voda“, nebo vody první nebo nejvyšší kategorie kvality (například při výrobě balené vody), zejména pokud je to nutné pro úpravu dalších ukazatelů složení solí vody je často nejpraktičtějším řešením použití průmyslové reverzní osmózy.

Na základě zadaných údajů zdarma vybereme optimální ekonomické schéma čištění vody a co nejdříve Vám zašleme nabídku s cenou systému čištění vody. V případě dotazů k vyplňování dotazníků volejte +7 (351) 200-44-45.

Výhody práce s Watermanem:

Záruka kvality vyčištěné vody – na dobu neurčitou (při dodržení provozního řádu a harmonogramu běžného provozu);
Záruka na provedené práce – 12 měsíců;
Smlouva servisní údržba.