Очистка воды от азота должна выполняться в обязательном порядке, поскольку его соединения, находящиеся в воде, очень токсичны. И для эффективного удаления азота из воды используются специальные ионообменные смолы или цеолиты. Очень часто для более качественной очистки используются установки обратного осмоса воды.
Сегодня разработаны специализированные биотехнологии для полной водоочистки и удаления из городских бытовых сточных вод соединений фосфора и азота, помимо органических веществ. Делается это для того, чтобы привести показатели воды к требованиям, допускающим сброс ее в природные водоемы.
При использовании традиционных установок биологической очистки (аэротенков), добиться максимальной степени удаления азота не удается, максимальная степень очистки не превышает тридцати процентов, что недопустимо по требованиям стандартов. И для качественной глубокой очистки от соединений фосфора и азота используются биотехнологии дефосфотации и нитриденитрификации.
В устройствах нитриденитрификации соединения аммонийного азота преобразуются в нитратные, после чего в молекулярный азот, выдуваемый в атмосферу. В процессе денитрификации (биологического восстановления нитратов и преобразования их в молекулярный азот) биологическое окисление органических соединений происходит не под воздействием кислорода, а осуществляется нитратами, вследствие чего появляется хорошая возможность сократить расход воздуха на аэрацию и материальные затраты.
Нужно отметить, что очистка воды от азота с помощью методов озонирования воды, хлорирования, ультрафиолетового облучения, электролиза и ионного обмена малоэффективна, и более того, для выполнения такой очистки требуется дорогостоящее оборудование и химические реагенты. Также она достаточно сложна в эксплуатации. Куда более эффективным является использование биологических способов (аэротенков).
Для удаления соединений азота используются взвешенные культуры ила, активного ила с прикрепленными микроорганизмами или же комбинацией из этих способов. При выполнении данных методов происходят процессы денитрификации и нитрификации — то есть, превращения аммиака в азотную кислоту (путем окисления), что сопровождается нитрификацией (ассимиляцией углекислоты) нитрита и преобразования его в газообразный азот.
Бактерии-верификаторы, находящиеся в активном иле, объединяются с гетеротрофной микрофлорой. И данная микрофлора начинает усиленно поглощать кислород, окисляя органические вещества, что создает весьма неблагоприятные условия для нитрифицирующих микроорганизмов. А окисление аммониевого азота в воде происходит после того, когда органические вещества почти все используются, функционирование гетеротрофной микрофлоры выходит на стабильный режим, а в аэрируемой смеси находится кислород в растворенном виде.
Самая эффективная очистка воды от азота — с использованием метода сорбации. Данная глубокая очистка позволяет удалить из воды почти 99 процентов фосфора и азота. Также сегодня были разработаны несколько мероприятий, с помощью которых можно эффективно бороться с загрязнениями непосредственно в водоемах — например, специально увеличивать содержание в воде кислорода посредством использования аэрационных установок. Данные установки сегодня применяются во многих развитых странах Европы, немало их и в нашей стране. Для того, чтобы снизить рост в водоемах водорослей, применяют всевозможные гербициды.
Однако довольно часто бывает такое, что стоимость осуществления глубокой очистки воды от азота намного меньше, чем стоимость гербицидов, которые нужно использовать для уменьшения количества водорослей. Поэтому актуальной является проблема снижения в воде концентрации нитратов, которые также представляют для людей опасность. По стандартам Всемирной Организации Здравоохранения допустимое количество нитратов в воде 45 мг/литр, а если пересчитать на азот, то всего 10 мг/литр. Данная величина является стандартом и для питьевой воды, и для той, что находится в водоемах. характер и количество соединений азота влияют на общее состояние водоемов, следовательно, их включили в число основных показателей при оценке качества воды.
