Удаление нитратов из воды — это один из вариантов водоочистки. Их содержание в питьевой воде, по действующим санитарно-гигиеническим нормам, не должно быть более 45 мг/л. Если вода предназначается для приготовления напитков, то здесь требования еще более жесткие — уровень нитратов не выше 10 мг/л. Это связано с тем, высокий уровень нитратов в такой воде представляет для здоровья людей серьезную опасность.
Количество нитратов в питьевой воде, подаваемой системой центрального водоснабжения с артезианским или поверхностным водозабором, не превышает 10 мг/л. Однако если залегание артезианской воды проходит не слишком глубоко, то количество нитратов в них иногда достигает 300 мг, а то и более. Нитраты попадают в артезианскую воду вследствие проникновения в почву отходов промышленных производств, животноводческих хозяйств, военной промышленности и т.д. Поэтому следует большое внимание уделять удалению избыточных нитратов, используя специальное оборудование.
Для удаления нитратов в процессе водоочистки, в основном пользуются сорбционным способом, который основывается на применении высокоосновных анионов. Они поглощают нитратионы, и заменяют их хлоридионами. Удаление нитратов из воды происходит по довольно простой технологии — загрязненную воду пропускают сквозь слой высокоосновного анионита. В результате удаления нитратов происходит истощение анионита, поэтому время от времени требуется его регенерация, которая выполняется раствором хлорида натрия. В результате практического использования установок для удаления из воды нитратов с применением высокоосновных анионитов, удалось сформулировать основные правила, необходимые для успешной эксплуатации оборудования.
Скорость прохождения воды сквозь слой анионита должна быть на уровне 30-50 об/ч, а линейная скорость — 20-30 м/час. Сам слой анионита должен быть не менее 60 см. Количество анионита в устройстве должно быть не более 60% от общего объема фильтрующего элемента. При обратной промывке фильтра в процессе регенерации скорость движения воды должна быть на 30-50% меньше, чем в установках, предназначенных для умягчения воды.
Если жесткость воды, в которой содержится большое количество нитратов, больше допустимой нормы, то прежде, чем заняться их удалением, нужно произвести умягчение воды. Если же этого не делать, то в процессе удаления и последующей регенерации раствора возможно образование труднорастворимых соединений, что повлечет за собой снижение емкости анионита и уменьшение производительности установки.
Кстати, использование одного и того же фильтра для умягчения и удаления нитратов недопустимо, потому что очень сильно снижается концентрация нитратионов (более, чем на 90%). Если в воде нитратов содержится больше, чем сульфатов, то для их удаления целесообразнее воспользоваться высокоосновными анионитами. В противном случае лучше всего использовать нитратселективные аниониты.
Применение стандартных элементов для удаления из воды нитратов очень часто приводит к тому, что увеличивается их количество в очищенной воде, что также недопустимо. Чтобы избежать возникновения данной ситуации, необходимо тщательно рассчитать продолжительность цикла прохождения воды сквозь фильтрующий элемент, и впоследствии неукоснительно соблюдать расчетные параметры во время эксплуатации систем водоочистки и водоподготовки. Для того, чтобы правильно рассчитать продолжительность цикла, нужно обладать информацией о величине рабочего объема анионита. Определить с высокой точностью данную величину возможно только с применением специальных измерительных устройств и после проведения специальных исследований.
К сожалению, удаление нитратов из воды связано с еще одной сложностью — это отсутствие рекомендаций от компаний, производящих анионы, необходимые для качественной работы оборудования. Поэтому в процессе удаления нужно выявлять основные закономерности в работе с водой разного состава и использовать собственные способы расчета рабочей емкости, в зависимости от количества нитратов. Для этого требуется провести серию предварительных экспериментов.
