Фильтры для удаления аммония и аммиака

Водоподготовка - удаление аммонийного азота - аммония и аммиака

Проблема удаления аммонийного азота в процессах водоподготовки прежде всего актуальная для подземных природных источников водоснабжения. Наличие в водах подземных источников значительных концентраций аммония может косвенно указывать на наличие следов фекальных отходов, органических удобрений, пестицидов или контакта воды с продуктами органического разложения. Содержание аммонийного азота (аммиак + аммоний) в питьевой воде согласно требований ДСАНПІН 2.2.4.-171-10 не должно превышать 0,5 мг/л, при этом производители бутилированной воды сталкиваются с более жесткой нормой - 0,1 мг/л. Распространенные методы очистки аммонийного азота охватывают процессы сорбции, ионного обмена, окисления и обратного осмоса.

Метод удаления аммонийного азота на сильнокислотных катионитах позволяет получить достаточно высокие производительности очистки при концентрациях аммонийного азота до 1 мг/л. Побочным эффектом очистки аммония является одновременная коррекция воды по содержанию солей жесткости. Метод в условиях производства требует значительных эксплуатационных расходов на таблетированную соль. Скорость потока и понижение концентрации аммония в обрабатываемой воде значительно зависит от состава и ограничивается значениями общей жесткости, концентрациями натрия и калия. Это связано с определенным расположением иона аммония в лиотропном ряду селективности для сильнокислотных катионитов -L+ <Na+ < К+ ≈ NH4+ < Mg2+ < Zn2+ < Ca2+ <<Sr2+ < Ba2+. Общий подход в удалении аммония с применением сильнокислотного катионита (система умягчения) - создание двухступенчатой системы на основе двух умягчителей с последовательным подключением. Первый умягчитель выполняет функцию удаления солей жесткости, второй - удаляет из умягченной воды аммоний. Это связано с тем, что умягчитель первостепенно удаляет аммоний, но впоследствии кальция и магний вытесняют аммоний обратно в воду. Эффективность двухступенчатой системы поддерживается отсутствием проскока солей жесткости после первичного умягчителя. 

Метод сорбции аммония на природном цеолите (клиноптилолите) позволяет получить достаточно высокую производительность сорбции аммонийного азота с концентрациями до 10 мг/л. Несмотря на низкую обменную емкость сорбента и высокие эксплуатационные расходы метод может быть достаточно привлекательмым для небольших локальных систем очистки воды. При этом удаление аммония на клиноптилолите не влечет за собой значительное изменение химического состава воды. Низкая емкость и высокие расходы на регенерацию материала таблетированной солью делают метод экономически невыгодным в условиях промышленной водоподготовки.

Метод очистки воды от аммония с использованием активного хлора достаточно эффективен и позволяет удалять высокие концентрации аммонийного азота с последующей фильтрацией окисленной хлорорганики активированным углем. В условиях небольших производств применение метода ограничено необходимостью в постоянном контроле за составом воды и содержанием в ней хлорорганических соединений ( при этом нужно учитывать то, что вода предназначенная для розлива не должна обрабатываться активным хлором априори). Также нужно учесть, что применение для окисления аммония других окислителей - кислорода, озона, перманганата калия, хлорамина – менее эффективно в сравнении с хлором и в зависимости от непосредственно применяемого окислителя способно удалять значительно меньшие концентрации аммония. Окисление аммония активным хлором до монохлорамина в условиях нейтральной среды и при его недостатке происходит по реакции: NH₄⁺ + HOCl → NH₂Cl + H₃O⁺, при увеличении содержания активного хлора образуются дихлорамины и трихлорамины, которые легко фильтруются активированными углями. Дополнительным положительным эффектом от окисления аммония активным хлором можно считать параллельное обеззараживание воды, оксиление железа, марганца, сульфидов и сероводорода до серы и сульфатов, ядовитых нитритов до менее опасных нитратов. Метод обладает наиболее низкими эксплуатационными расходами на применяемые реагенты. Его недостаток в том, чо вместо аммония вода будет содержать столь же трудноудаляемые хлорамины.

Метод очистки воды от аммония методом обратного осмоса легко автоматизируется, позволяет удалять концентрации аммония в пределах от 1 до 2 мг/л с остаточным содержанием аммония в пределах 0,1 мг/л. Удаления более высоких концентраций аммония вплоть до 5 мг/л достигается подбором аммоний-селективности обратноосмотических мембран. Побочный эффект применения обратноосмотического метода очистки - значительное обессоливание и умягчение воды, высокие капитальные расходы при необходимости получения высоких производительностей очистки, значительные объемы сброса концентрата, эксплуатационные расходы на предподготовку воды и искусственная минерализация пермеата, характерная для высокого содержания аммония в обрабатываемой воде и невозможности подмеса исходной воды к пермеату. Однако, нужно учесть, что в заивисмости от рН вода может содежать аммиак ( при рН больше 7). Газообразный аммиак для мембран обратного осмоса - трудноудаляемая примесь.

Метод сорбции аммония на неорганических синтетических цеолитах основан на применении синтетических и природных сорбентов - цеолитов, обладающих различной степенью селективности по отношению к аммонию. Для удаления аммонийных соединений широко применяется специальный ионообменный синтетический цеолит на основе алюмосиликата натрия Crystal-Right CR-100 производства компании Mineral-Right (США). Фильтрующий материал Crystal-Right CR-100 способен также удалять небольшие количества сероводорода. Учитывая то, что сероводород является сильным восстановителем и препятствует процессу окисления, снижение его концентрации также облегчает процесс окисления и фильтрации. Область применения сорбента Crystal-Right CR-100 - одновременное удаление железа, марганца, солей жесткости, аммония и коррекция водородного показателя рН из кислой в сторону щелочной среды. Сорбент Crystal-Right CR-100 способен бороться с концентрациями аммиака и солей аммония в воде до 10 мг/л, эффективно удаляет трудноокисляемые ионы марганца, снижает жесткость, концентрации железа, требует низких значений скорости обратной промывки при регенерации, которая ниже чем скорость обработки воды, устойчив к активному хлору в обрабатываемой воде. Регенерация фильтрующих установок с Crystal-Right CR-100 осуществляется рассолом хлорида натрия аналогично стандартным фильрам-умягчителям. Особенность применения сорбента Crystal-Right CR-100 для приоритетного удаления аммония в обеспечении более низких в сравнении с умягчением  линейных скоростях потока через фильтр (8-10 м/ч).

Метод сорбции аммония на смешанных ионообменно-сорбционных материалах-"миксах" (Ecomix, Multisorb, Jurbimix, др) основан на ионообменном действии входящих в состав "миксов" сильнокислотных катионитов. Параллельно со снижением концентраций аммония (например, по заявлению производителя сорбент Multisorb способен удалить из воды аммоний с концентрацией до 3,5 мг/л) происходит умягчение воды, удаление железа и марганца, снижение цветности, мутности и окисляемости обрабатываемой воды. Особенность применения - значительно сокращенный фильтроцикл, препятствующий вытеснению аммония обратно в воду.

В любом случае выбор метода очистки воды от аммонийного азота должен базироваться на совокупности критериев и взаимоисключении предъявляемых требований, на оценке состава сырой воды и требований к ее качеству и постоянству параметров со стороны заказчика. Оптимальное решение как с технической так и с экономической точек зрения может быть выбрано после моделирования всей системы водоподготовки с учетом индивидуальных особенностей. 

Частотні перетворювачі

Обладнання для водопідготовки

Насоси Pedrollo

Насоси промислові ви-ва Україна, СНГ(К, КМ, Д, ЭЦВ...)

Насоси Speroni

Силова електроника Schneider Electric