Бор – элемент, регулярно обнаруживаемый в подземных и поверхностных источниках воды. В незначительных концентрациях его присутствие допустимо, не представляет опасности для организма, однако, превышение чревато множеством неприятностей, вплоть до тяжелых отравлений.
Исключить негативные сценарии можно, используя соответствующее очистное оборудование. Какими классами оно представлено? Как выбрать решения, на 100% соответствующее ситуации?
Понятие
Бор – химический элемент, обозначенный литерой “B” в таблице Менделеева. В свободном состоянии он имеет несколько форм, от аморфного темного вещества до прозрачных кристаллов. Определяется форма в первую очередь внешней температурой.
Объемы бора в земной коре невелики. Среднее значение – 4 грамма на тонну. Обнаруживается он в основном в безводных и водных солях, осадочных породах вулканического происхождения, глинах. Основной путь загрязнения водных источников бором – антропогенный, связанный с работой промышленных предприятий, неконтролируемыми производственными и канализационными стоками.
Для подземных источников малой минерализации превышение ПДК по бору нехарактерно. Другое дело – щелочные минерализованные источники, где объемы исчисляются десятками миллиграммов на литр. Употребление такой воды в пищу категорически недопустимо, чревато серьезными проблемами со здоровьем.
Пути загрязнения
Основные причины загрязнения водных источников бором выглядят следующим образом:
- Попадание в грунт канализационных стоков, насыщенных бытовыми отходами, в первую очередь – моющими средствами, в составе которых присутствует вещество.
- Активный сброс стоков организациями, осуществляющими горнорудную деятельность, специализирующимися на выпуске химических средств, керамических изделий, текстиля.
- Применение больших объемов удобрений близрасположенными сельскохозяйственными предприятиями.
Помимо антропогенных, актуальны и природные факторы. Бор попадает в воду из осадочных пород, растений.
Санитарные нормы и вред
Согласно российским СанПиН предельное содержание бора в питьевой воде – 0.5 миллиграмма на литр. ВОЗ устанавливает не столь жесткие ограничения – миллиграмм. Если вода используется в технических, производственных целях, то нормы продиктованы нормативно-правовыми актами, действующими на предприятии, отраслевыми ГОСТ и ТУ.
Регулярное употребление в пищу воды, перенасыщенной бором, опасно и чревато следующими последствиями:
- Интоксикация. В первую очередь – печени, именно она является своеобразным “фильтром” организма, задерживающим опасные вещества.
- Патологии ЦНС, вплоть до тяжелых поражений.
- Раздражение слизистых желудка, пищевода, кишечника, вплоть до воспалительных процессов.
- Дефицит железа из-за нарушения его усвоения.
Одна из опасностей бора – незаметность. Даже при значительных концентрациях он не изменяет вкусовых и ароматических характеристик воды, не нарушает прозрачность. Единственный способ обнаружения – тщательный лабораторный анализ. Если он показывает превышение ПДК, выход один – использование соответствующих фильтров и очистного оборудования.
Очистное оборудование: особенности и классификация
Бор достаточно сложен для удаления. Причина – его присутствие в воде в виде ортоборной кислоты. Она почти не диссоциирует в жидкости, требует предварительной диссоциации, разложения на дигидроборат-ионы и гидроборат-ионы. Процесс эффективен в щелочной среде, формируемой добавлением гидроксида натрия.
Ионный обмен
Оборудование, работающее по принципу ионного обмена, позволяет эффективно справиться с избытком бора. Важный момент – использование не обычных смол, а специальных, с повышенной селективностью к бору. Их сорбционная способность выше в десятки раз. Для повышения эффективности вода должна соответствовать двум требованиям:
- Значение pH – от 6 до 10 единиц.
- Температура – не более 60 градусов.
Бороселективная ионообменная смола отличается большим ресурсом, но требует особой регенерации. Стандартный способ с применением поваренной соли, хлорида натрия, не даст нужного результата. Альтернатива – серная и соляная кислоты, добавляемые последовательно.
Минусы технологии – дороговизна и образование стоков, насыщенных кислотами и щелочами. Их прямой сброс в канализацию недопустим, что требует дополнительных мер по очистке.
Коагуляция
Метод предполагает добавление химического реагента, заставляющего бор интенсивно осаждаться в виде нерастворимого осадка. Он производителен, позволяет получить объемы воды, достаточные даже для крупного промышленного предприятия, однако, дорог и сложен. Расчеты и практика показывают, что его использование рационально в случае сильного загрязнения, превышающего миллиграмм на литр.
Обратноосмотические установки
Они являются наиболее совершенными и технологичными решениями для борьбы с превышениями ПДК по бору. Как сказано выше, для эффективной фильтрации требуется добавление щелочи, трансформация бора из кислотных соединений в гидратированные ионы.
Мембраны представлены двумя главными классами:
- Низконапорные. Диапазон минерализации – от 1 до 5 граммов на литр.
- Высоконапорные. От 5 до 80 граммов на литр.
Фильтры первого типа используются для подготовки воды, используемой в пищевых, производственных, хозяйственных или технических целях, второго – для опреснения морской воды.
Эффективность определяется щелочным показателем. Чем он выше – тем лучше работает мембрана. Связано это с размерами ионов. Гидратированные ионы бора крупнее молекул кислоты, а потому без проблем задерживаются порами фильтрующего элемента.
Очистные установки комплектуются не только стандартными мембранами, но и специальными, с повышенной селективностью к бору. Стандарт – задержка 90% химического вещества при показателе pH 10, селективность увеличивает его до 96 и более процентов.
Высокий спрос на обратный осмос объясняется не только эффективностью, но и универсальностью. Помимо бора, он справляется с другими органическими и неорганическими загрязняющими веществами, патогенными микроорганизмами. Очищенная вода по характеристикам максимально приближена к стерильной, не имеет ограничений по использованию.
Подведение итогов
Очистка воды от бора требуется в любой сфере, бытовой, хозяйственной, производственной. Превышение ПДК делает воду непригодной ни для употребления в пищу, ни для использования в различных процессах. Грамотный выбор технологии очистки – гарантия достижения всех отраслевых стандартов, нормативов безопасности и других требований.
