چه روشهایی برای حذف یا کاهش نیترات آب وجود دارد؟
یون نیترات در آب بسیار پایدار است.
این یون تمایلی به جذب سطحی (در فیلترهای معمول همچون فیلترهای پیش تصفیه کربنی) یا ترکیب با مواد دیگر ندارد.
ضریب حلالیت آن (Ksp) بالا است.
از این رو حذف نیترات توسط روشهای متداول تصفیه اب همچون انعقاد Coagulation، فیلتراسیون Filtration و اکسیداسیون Oxidation ممکن نیست و نیاز به روشهای خاصی برای حذف نیترات است.
1- تقطیر (Distillation)
در این روش با استفاده از حرارت آب جوشانده و تقطیر می شود. سپس بخار آب حاصل در کندانسورهایی سرد شده (میعان) و دوباره به مایع (آب مقطر) تبدیل می شود.
آب حاصل از تقطیر شامل هیچ نوع املاحی همچون نیترات نمی باشد ولی آب باقی مانده در داخل دیگ شامل غلظت بالای از املاح است که به عنوان پساب از سیستم خارج می شود. بدین ترتیب مواد محلول آب و از جمله یون نیترات از آب حذف می شود.
این روش قادر به حذف 100% یون نیترات میباشد. توجه شود این روش اقتصادی و متداول نبوده و در موارد خاص کاربرد دارد.
2- اسمز معکوس (Reverse Osmosis)
در روش اسمز معکوس یا RO، آب با فشار بسیار زیاد از چند لایه غشاء نیمهتراوا با روزنه های نانومتری (Membrane) عبور داده میشود.
این فشار خارجی که بسیار بیشتر از فشار اتمسفریک است باعث میشود ملکولهای خالص آب از غشاء نیمه تراوا عبور کرده ولی ملکولهای درشتتر پشت منافذ باقی بمانند.
و به این ترتیب تمامی املاح محلول از آب جدا می شوند. قطر منافذ ممبرین جهت جداسازی ذرات در اسمز معکوس 0.0001 تا 0.003 میکرومتر (0.1 نانومتر تا 3 نانومتر بسته به نوع ممبرین و کاربرد آن) میباشد.
راندمان حذف جامدات محلول در این سیستم بیش از 99% میباشد. این روش به دلیل استفاده از پمپهای فشار قوی نیاز به مصرف انرژی بالایی دارد.
3- رقیقسازی (Dilution)
در این روش آب منابعی که دارای غلظت بیش از حد مجاز نیترات هستند (چاه های عمیق شهری) با آب منابعی که دارای غلظتهای پایینتری از نیترات هستند (سدها) مخلوط شده و به این ترتیب بدون انجام هیچگونه فرآیند تصفیهای میزان نیترات آب آشامیدنی شهروندان را تا حد مجاز پایین میآورند.
فقط توجه داشته باشید میزان حد مجاز بستگی به استاندارد مربوطه متفاوت است (WHO از 1961 50 میلیگرم در لیتر و استاندارد EPA 2012 حداکثر 10 میلیگرم در لیتر را خط قرمز می داند)
4- تبادل یون (Ion Exchange)در این روش از مبادله یونی (در مورد نیترات آنیونی) استفاده می شود.
این مبادلهکنندهها یا بصورت طبیعی بوده (زئولیت) یا بصورت مصنوعی (رزین) می باشند. این رزینها با اولویتبندی ذیل آنیونها را از آب حذف میکنند.
1-SO42- > I1- >NO31- > Br1- > Cl1- > OH
حذف سولفات از آب زودتر از نیترات انجام میشود، توجه شود میزان کل املاح محلول (TDS) آب مورد تصفیه میتواند بر میزان کارایی این روش بسیار موثر است.
5- بیولوژیکی (Biological Process)
در این روش با استفاده از باکتریهای شیمیواتوتروف هوازی و طی فرآیند نیتریفیکاسیون نیتروژن آلی تبدیل به یون نیترات شده.
سپس بوسیله باکتریهای شیمیوهتروتروف غیرهوازی و طی فرآیند دی نیتریفیکاسیون نیترات تبدیل به گاز ازت شده و از محلول جدا میشود.
این روش بطور گسترده در کشورهای اروپایی بکار گرفته می شود.
6- احیای شیمیایی (Chemical Reduction)
با استفاده از مواد شیمیایی احیا کننده همچون یون آهن دو ظرفیتی می توان نیترات احیا را کرده و تبدیل به گاز نیتروژن (N2) نمود که نهایتا این گاز از محلول خارج می شود.
7- الکترودیالیز (Electrodialysis Reversal)
می توان به کمک جریان الکتریسیته یونهای محلول در آب را توسط غشاهای نیمهتراوا (کاتیونی و آنیونی) که بطور متناوب در کنار هم قرار گرفتهاند از آب جدا نمود.
ضخامت غشاها در دستگاه الکترودیالیز 15/0 تا 6/0 میلیمتر میباشد.
در این روش آّب مورد تصفیه اب خانگی باید مراحل پیشتصفیه را گذرانده باشد.
چون سیستم به غلظتهای بیش از 2500 میلیگرم در لیتر جامدات محلول و همچنین مواد کلوئیدی و مواد آلی حساس است.