حذف نیترات آب آشامیدنی :

حذف نیترات آب آشامیدنی از مهم ترین چالش های تصفیه آب است. نيترات از متداول ترين آلاينده هاي شيميايي آب هاي زيرزميني مي باشد افزايش آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني توسط نيترات، انگيزه مهمي براي يافتن راه حلهاي با حداقل اثرات زيست محيطي براي حذف آنها مي باشد. با بررسي هاي انجام شده در خصوص مقايسه روش هاي حذف نيترات از محيط هاي آبي، روش جذب سطحي به دليل هزينه عملياتي نسبتا كم و عدم نياز به تصفيه نهايي در اغلب اوقات، به عنوان يكي از مؤثرترين و كارامدترين روش ها در حذف نيترات از محيط هاي آبي مطرح است.
در فرايند جذب سطحي حذف نیترات آب آشامیدنی ، قيمت جاذب مصرفي از مهمترين عوامل در اقتصادي بودن فرايند مي باشد، بنابراين اكثر پژوهشگران سعي در ساخت و انتخاب يك جاذب ارزان در اين فرايند دارند. بنابراين استفاده از جاذب هاي طبيعي، ارزان قيمت و سازگار با محيط زيست يك روش رو به گسترش مي باشد. همچنين استفاده از نانوجاذب ها، با توجه به توانمندي هاي فراوان نانو فناوري در حذف و كنترل آلودگي هاي محيطي و تصفيه و جلوگيري از انتشار آنها به عنوان يك تكنولوژي سبز و ابزار موثري براي دستيابي به توسعه پايدار در نظر گرفته مي شود.

روش هاي حذف نیترات آب آشامیدنی :

–رقيق سازي

زماني كه براي تامين آب جهت توزيع در يك سامانه آبرساني امكان استفاده از چند منبع آب خام با كيفيت هاي متفاوت وجود داشته باشد، بحث رقيق سازي قابل طرح خواهد بود. به طورمعمول غلظت هاي با لاتر ازحد مجاز نيتراتدر منا بع آب زيرزميني مشاهده مي شود ودر مقا بل آب هاي سطحي اغلب داراي غلظت نيترات كمتري هستند. از اين رو در يك سامانه آبرساني مي توان ازاختلاط آب هاي سطحي با آب هاي زيرزميني كه داراي غلظت هاي متفاوتي از نيترات ميباشند، براي تعديل اين آلاينده استفاده نمود.

روش تبادل يوني:

تبادل يون يك واكنش برگشت پذير است كه نياز به احياءدارد. دراين عمل با استفاده از يك محلول كه داراي يون هاي ازدست رفته رزين به مقدار كافي مي باشد، رزين دوباره به فرم فعال اوليه تبديل مي شود اما مقداري از ظرفيت تبادل خود را از دست مي دهد. به طور كلي هرچه ظرفيت يون بيشتر باشد با تمايل بيشتري جذب رزين مي گردد. ترتيب گزينش يون ها در هنگام استفاده از رزين هاي آنيوني رايج به ترتيب HCO₃<Cl<NO₃<₄SOمي باشد. در نتيجه وقتي كه نيترات يون مورد نظر براي حذف باشد، قبل از آن به طور اجتناب نا پذير، فسفات وسولفات مبادله شده وزماني نيترات مبادله مي گردد كه ديگر يون هاي مذ كور به صورت آزاد وجود نداشته باشند. درسا ل هاي اخير رزين
هايي ساخته شده اند كه نسبت به رزين هاي متداول قا بليت جذب بيشتري دارند وبه آن ها رزين هاي انتخابي مي گويند. رزين ها قادر به  حذف نیترات آب آشامیدنی، ميكروازگانسيم ها وسايرآلاينده ها ي نمي باشد و هزينه بهره برداري آن در دراز مدت زياد است.

–روش اسمزمعكوس:

درفرآينداسمز معكوس آب با فشار زياد ازيك سري غشاء نيمه تراوا1عبور داده مي شود. اين فشار خارجي از فشار اسمزي طبيعي بيشتر است در نتيجه مولكول هاي كوچكتر از منافذ غشاء عبور مي كنند، در حالي كه مولكول هاي بزرگتر، قادر به عبور از غشاء نيستند و در جرياني جانبي از كنار غشاء عبور داده شده ودفع مي گردند. دراين فرآيند ميكروارگانيسم ها نيز از آب حذف مي شوند. به طور كلي اين فرآيند براي شيرين كردن آب هاي شور به كار مي رود ولي درسال هاي اخير براي حذف آلاينده هاي خاص نظير نيترات مورد توجه قرار گرفته است. اسمز معكوس يك روش تصفيه فيزيكي و نوعي فيلتر اسيون است كه نياز به مواد شيميائي ندارد. در اين روش علاوه برنيترات، كل جامدات محلول  (TDS)آب نيزكاهش مي يابد.

فرآيند بيولوژيكي:

در اين روش حذف نیترات آب آشامیدنی ابتدا با استفاده از باكتريهاي شيميواتوتروف هوازي و طي فرآيند نيتريفيكاسيون نيتروژن آلي تبديل به يون نيترات شده و سپس بوسيله باكتريهاي شيميوهتروتروف غيرهوازي و طي فرآيند دي نيتريفيكاسيون نيترات تبديل به گاز ازت شده و از محلول جدا ميشود. اين روش بطور گسترده در كشورهاي اروپايي بكار گرفته شده است. قابل ذكر است بر اساس نتايج طرح تحقيقاتي كه با مشاركت وزارت نيروي كشورمان و وزارت تحقيقات و آموزش كشور آلمان بر روي منابع آب شهر مشهد در سال 88در خصوص كاهش غلظت نيترات صورت گرفت، كيفيت آب در روش حذف بيولوژيكي نيترات در مقايسه با سه روش اسمز معكوس، الكترودياليز و تبادل يون بالاتر بوده و حفظ كيفيت آب در اين روش بهتر صورت ميگيرد.

–روش الكترودياليز

در اين روش به كمك جريان الكتريسيته يونهاي محلول در آب توسط غشاهاي نيمهتراوا كاتيوني و آنيوني ك بطور متناوب در كنار هم قرار گرفتهاند از آب جدا ميشوند. ضخامت غشاها در دستگاه الكترودياليز 0.15تا 0.6ميليمتر ميباشد. در اين روش آّب مورد تصفيه بايد مراحل پيشتصفيه را گذرانده باشد. چون سيستم به غلظتهاي بيش از 2500ميليگرم در ليتر جامدات محلول و همچنين مواد كلوئيدي و مواد آلي حساس است.

احياي شيميايي:

در اين روش حذف نیترات آب آشامیدنی از مواد شيميايي احياكننده مثل يون آهن دوظرفيتي (آهن فرو) استفاده ميشود. به اين ترتيب نيترات احيا شده و تبديل به گاز نيتروژن (N2)ميشود و از محلول خارج ميگردد.

روش جذب سطحي:

جذب سطحي یکی از روش های حذف نیترات آب آشامیدنی که  يك فرآيند جداسازي است كه در آن برخي از اجزاء فاز سيال به سطح يك جاذب سطحي جامد منتقل مي شوند. در جذب سطحي از جامد متخلخل استفاده مي شود كه اين منافذ سطح بسيار زيادي را ايجاد مي كنند. يعني فقط سطح خارجي نداريم تخلخل نيز داريم و هرچقدر سطح جاذب افزايش يابد، مقدار ظرفيت جذب نيز افزايش مي يابد.

مزايا و معايب روش هاي مختلف حذف نیترات آب آشامیدنی :