Usuwanie azotanów

metodami

fizyczno-chemicznymi

Podstawowe informacje

Podstawowym źródłem azotanów są łatwo

rozpuszczalne azotowe nawozy mineralne
oraz pestycydy w uprawach rolnych. Do wód
podziemnych przenikają w wyniku:

 infiltracji opadów atmosferycznych,
 spływów

powierzchniowych

z

przenawożonych pól uprawnych,

 odcieków z wysypisk odpadów oraz ścieków

miejskich i przemysłowych.

Podstawowe informacje

Dopuszczalna zawartość azotanów w

wodzie przeznaczonej do spożycia, określona
w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia
20 kwietnia 2010 r., wynosi 50mg NO3

-

/l.

Wartość ta jest zgodna z przepisami

obowiązującymi w innych krajach, w tym
Unii Europejskiej, a także zalecana przez
Światową Organizację Zdrowia.

Metody usuwania azotanów z wody

Do metod fizyko-chemicznych usuwania

azotanów z wody zaliczamy:

 odwróconą osmozę,

 elektrodializę,

 redukcję katalityczną,



redukcję

z

zastosowaniem

żelaza

metalicznego,

 wymianę jonową.

Wymiana jonowa

Usuwanie azotanów za pomocą tej metody jest stosunkowo

prostym procesem. Ponadto, nie wymaga skomplikowanej
obsługi. Proces ten zachodzi w wymiennikach jonowych w
trakcie przepływania uzdatnionej wody przez specjalną żywicę
jonowymienną.
W zależności od zawartości w wodzie azotanów, siarczanów i
chlorków oraz ich wzajemnego stosunku, stosujemy odpowiednie
złoże. Regenerację przeprowadza się roztworem NaCl w układzie
przeciwprądowym. Ilość zużytej soli uzależniona jest od złoża
i założonych warunków regeneracji.

Szczątkowa zawartość azotanów w wodzie uzdatnionej zależy

od:

 rodzaju stosowanej żywicy,
 dawki reagenta,
 sposobu regeneracji.

Schemat urządzeń do wymiany
jonowej metodą CARIX

Wymieniacze jonowe

Rodzaj jonitu

Typ jonitu

Producent

Selektywne

Imac HP 555

Amberlite IRA 996

Purolite A 520E

IONAC SR-7

Rohm & Haas

j.w

Purolite

Bayer

Nieselektywne

Imac Hp 441

Duolite A 161

Duolite A 162

Duolite A 165

Bayer-Lewatit MP 500

Bayer-Lewatit MP 600

Rohm & Haas

Zawartość poszczególnych jonów
w wodzie po wymieniaczach
selektywnych

Zawartość poszczególnych jonów w
wodzie po wymieniaczach
nieselektywnych

Wpływ siarczanów (VI) na zmiany
pojemności jonitów

Zmiany jakości wody w trakcie
cyklu jonowymiennego

Zmiana zawartości azotanów w wodzie
podczas wymiany jonowej na
selektywnych żywicach
anionowymiennych IONAC

Wpływ początkowego stężenia azotanów
na przebieg ich usuwania z roztworu
zawierających siarczany w ilości 140g/m

3

Zalety stosowania
metody wymiany jonowej

 łatwość i prostota obsługi instalacji

oraz możliwość jej automatyzacji,

 proces może być okresowo włączany i

wyłączany w zależności od potrzeb,

 nie ma konieczności dodawania węgla

organicznego,

 proces

nie

zanieczyszcza

biologicznie

uzdatnianej wody,

 oprócz azotanów (V) usuwane są częściowo

inne jony, np. siarczany (VI).

Wady stosowania
metody wymiany jonowej

 regeneracja jonitów powoduje powstawanie

kłopotliwego

roztworu

poregeneracyjnego

zawierającego

duże

stężenia

chlorków,

azotanów(V) i siarczanów(VI),

 w

procesie

wymiany

jonowej

zachodzi

konieczność uśredniania wody,

 wymiana jonowa podwyższa korozyjność wody

poprzez zmianę stosunku Cl

-

: zasadowość,

 przy

wysokiej

zawartości

siarczanów(VI)

stopniowo obniża się pojemność jonowymienna
jonitu,

 syntetyczne

żywice

jonowymienne

mogą

utleniać

do

wody

niepożądane

związki

organiczne.

Odwrócona osmoza

Metoda fizyczna, dla której oczyszczana

woda musi spełniać kryteria:

 niska zawartość zawiesin,
 ograniczenie możliwości wytrącania się
wodorotlenków metali,
 niska zawartość substancji organicznych i
mikroorganizmów,
 niska zawartość utleniaczy.

Odwrócona osmoza

Odwrócona osmoza

Proces odwróconej osmozy cechuje dobre

efekty

oczyszczania-jedynie

10-15%

pierwotnej

ilości

azotanów

zawiera

uzdatniona woda. Ponadto, urządzenia do
odwróconej osmozy są zwarte.

Niestety, koszt ich jest bardo wysoki.

Przy

dobrej

pracy

urządzeń,

okres

sprawności wynosi 3-5 lat.

Redukcja z użyciem żelaza

Proces polegający na chemicznej redukcji

azotanów w roztworach wodnych z użyciem
metalicznego żelaza.

W warunkach laboratoryjnych uzyskano ok. 80%

obniżenie wartości początkowych azotanów w
wodzie.

Dobre efekty otrzymuje się przy pH=4,0, lecz

przy pH>5,0 proces ustaje.

Oczyszczana woda jest zażelaziona oraz zawiera

dużo azotu amonowego. Wymagane są dalsze
procesy

oczyszczania,

np.

odżelazianie

lub

napowietrzanie.

Literatura – Ochrona
środowiska

 Stanisław A. Rybicki – Możliwości

usuwania azotanów z wody do picia –
wybrane zagadnienia,

 Marek Apolinarski – Nowe kierunki w

technologii usuwania azotanów z wód
poziemnych,

 Jolanta Maćkiewicz, Andrzej Dziubek –

Usuwanie azotanów z wód podziemnych na
selektywnych żywicach anionowymiennych
IONAC,

 Anna Sieroń, Maria Świderska – Bróż –

Usuwanie azotanów z wody w procesie
wymiany jonowej.

Dziękuję