Способы удаления нитратов

Нитраты - это соли азотной кислоты. В воде эти соли легко распадаются на ионы (заряженные частицы) и существуют в свободной форме: в виде нитрат-ионов

NO3-. Заряд у нитрат-ионов отрицательный, поэтому они называются анионы (ионы с отрицательным зарядом).

Поскольку у частицы есть заряд, то здесь её можно поймать, так как отрицательный заряд притягивается к положительному. Для этого разработаны специальные вещества - нитрат селективные (избирающие нитраты) анионообменные смолы, то есть смолы, которые производят обмен нитрат-анионами.

Анионообменная смола - это длинная органическая молекула, на которую подвешены активные центры с положительным зарядом, защищённым слабо держащимся ионом с отрицательным зарядом.

Итак, вода проходит через смолу, нитраты заменяют хлориды, задерживаются на смоле. Хлориды попадают в воду вместо нитратов.

Что происходит, когда заканчиваются свободные активные центры с хлоридами? Нитраты перестают задерживаться! Ведь им не к чему прилипать! Главное, это не происходитсразу - количество активных центров снижается постепенно, по мере блокировки активных центров.

Точно так же возрастает степень загрязнённости воды нитратами, которые не задерживаются, а проскакивают.

Что делать, чтобы этого не происходило?

Это зависит от того, как используется ионообменная смола. Если она используется в виде простого картриджа, то нужно чаще менять картридж. Если она используется в виде колонны - бака со смолой, то необходима частая регенерация смолы солью.

Как вычислить, насколько часто нужно менять картридж или регенерировать смолу? Нужно провести расчёты.

1. Расчёты должны основываться на анализе воды, который показывает, сколько нитратов есть в воде.
2. Далее определяется нужная производительность (скорость очистки воды).
3. Умножается количество нитратов на производительность, получается поток нитратов.
4. Далее, на картридже с анионообменной смолой или в паспорте к анионобменной колонне должна указываться ионообменная ёмкость смолы - сколько ионов может заменить данная смола. На картридже указывается обычно полная ёмкость - сколько может заменить весь картридж.
5. Для того, чтобы узнать полную обменную ёмкость колонны, нужно умножить ёмкость одного грамма анионообменной смолы на вес всей смолы.
6. И теперь всё очень просто - делим полную ионообменную ёмкость на поток нитратов в час.
7. Получаем часы - время, за которое полностью потратятся все активные центры смолы и нитраты перестанут задерживаться вообще. Поскольку этого нельзя допустить, замену или регенерацию необходимо проводить через половину найденного времени.

Пример:

В воде обнаружено 50 мг/л нитратов. Это количество больше, чем нужно. Поэтому их следует удалять.

Предположим, мы хотим расчитать время работы картриджа. Скорость очистки воды через питьевую систему воды с картриджами обычно составляет 3 литра в минуту, или 180 литров в час.

Для определения потока нитратов умножаем содержание нитратов в литре воды на часовую производительность фильтра:

50 мг/л * 180 л/час = 9000 мг/час.

Итак, поток нитратов составляет 9 грамм в час. Если строго, то 9 г-экв/час.

Ионообменная ёмкость картриджа (предположим), составляет 300 г-экв (300 грамм эквивалент; эквиваленты нас сейчас не интересуют, поскольку не играют роли в расчётах). Она написана на упаковке или ярлыке картриджа.

И теперь делим общую ёмкость на поток нитратов:

300 г: 9 г/час = 33 часа.

То есть, картридж полностью перестанет работать за 33 часа при скорости очистки воды 180 литров в час и содержанием нитратов 50 мг/л.

Для того, чтобы обезопасить себя от постепенного нарастания проскока нитратов, которое описывалось выше, картридж следует менять через половину этого времени - через 16,5 часов непрерывного использования.

За это время очистится 2970 литров (умножим 16,5 на производительность 180 л/час).

Поскольку картридж никто не использует непрерывно (обычно), то не всё так плохо. Предположим, в день используется 10 литров воды. Значит, картриджем можно пользоваться 297 дней (2970 литров делим на 10 литров в день). Обычно для профилактики рекомендуется менять картридж не реже чем раз в полгода.

Как видите, всё очень просто. За одинм исключением - как определить, сколько нитратов есть в воде?

Для определения существует два простыхспособа - экспресс-тесты на нитраты и измерение количества нитратов с помощью электродов иономера. Оба способа доступны через поиск в Интернете. Экспресс-тесты менее точны, но более дёшевы.

Иономер (нитратомер) более дорогой, но с высокой точностью измерения.

Чем осложняется определение содержания нитратов и расчёты времени работы картриджа или засыпки из анионообменной смолы? Тем, что содержание нитратов в воде может меняться.

Уменьшение количества не так опасно, как увеличение. Ведь, если вовремя не отследить увеличение количества нитратов, может происходить проскок этих веществ, быстрее вырабатывается ресурс смолы. Так, вы расчитали, что картридж нужно менять через год, а оказалось, что содержание нитратов выросло в 2 раза, и картридж перестал работать через полгода. И следующие полгода вы получали свою дозу нитратов.

Поэтому, если используется этот метод борьбы с нитратами, нужен постоянный регулярный контроль их содержания в воде и соответствующая коррекция ресурса.