حذف نیترات از آب آشامیدنی
در بسياري از اجتماعات جهاني، آبهاي زيرزميني به عنوان تنها منبع آب آشاميدني استفاده مي‌شود. بهره برداری از آب های زیرزمینی دارای مزایا و معایبی است . یکی ازمهمترین معایب استفاده از آب زیرزمینی برای مصارف شرب وجود پتانسیل آلودگی به یون نیترات می‌باشد. شرکت تحقیقات پیشرفته با اتکا به تجربیات و دانش کارشناسان خود پروژه های مطالعاتی و کاربردی بسیاری در زمینه حذف نیترات از آب آشامیدنی را به انجام رسانیده است.
(کرنوتریکس و گلیونلا) یون فرو را بعنوان منبع انرژی مصرف اسید هیدروکسیدفریک را ایجاد می کند. درآبهای آهن دار، رشد باکتریهای آهن ممکن است باعث گرفتگی لوله ها شود.
در آبهای طبیعی، منگنز نیز به همراه آهن ظاهر می شود. ترکیبات معمول منگنز در آبهای طبیعی، بی کربنات منگنز(2(HCO3)Mn)، کلرید منگنز(Mn Cl2) و سولفات منگنز(Mn So4) هستند. وجود منگنز در آب در غلظت های بالاتر، باعث ایجاد کدورت، طعم بد و رشد میکروارگانیزها می شود. سمیت منگنز ممکن است با اختلاف و تغییرات رفتارهای عصبی در انسان همراه باشد.
روش های حذف آهن و منگنز از آب آشامیدنی:
الف) هوادهی
حذف آهن و منگز معمولاً با اکسید کردن این یونها به اکسیدهای نامحلول صورت می گیرد. کاربرد هوادهی در این فرایند با هدف تامین اکسیژن کافی برای انجام واکنش اکسیداسیون است. این فرآیند اغلب برای آبهای زیرزمینی که اکسیژن محلول در آنها کم است بکار می رود، بنابراین هوادهی آبهای زیرزمینی باعث اکسید شدن آهن و منگنز و رسوب دادن آنها و همچنین افزایش اکسیژن محلول آب می شود. اکسیداسیون آهن بطور موثری با هوادهی امکان پذیر می باشد ولی برای دستیابی به راندمان بالا در حذف منگنز، می بایست از اکسیداسیون شیمیایی نیز بهره جست. واکنش های اکسایش آن به شرح زیر می باشد.
ب) اکسیداسیون شیمیایی
در این فرایند از یک اکسید کننده قوی مانند ازن، پرمنگنات پتاسیم، پراکسید هیدروژن، کلر و یا دی اکسید کلر استفاده می شود. در pH خنثی آهن بطور موثری توسط هر یک از این اکسیدان ها حذف می گردد. تزریق گاز ازن بعنوان یک اکسید کننده بسیار قوی دارای کارایی مناسبی در حذف منگنز از آب می باشد.
نيترات يكي از منابع عمده آلودگي آب آشاميدني می باشد. آلودگي نيترات كه براي ادامه حيات گياهان يك منبع اوليه محسوب مي شود، زماني رخ مي دهد كه اين تركيب بيشتر از مقدار جذب شده به وسيله گياهان در خاك وجود داشته باشد. اين مازاد نيترات مي تواند براحتي بوسيله آبياري، بارش باران يا ذوب شدن برف و يخ از خاكها و صخره ها عبور كرده و در نهايت به آبهاي زيرزميني برسد.
اگرچه نوشيدن آب حاوي نيترات به خودي خود ايجاد مشكل نمي‌كند، برخي باكتري‌هاي كاهنده نيترات موجود در بزاق دهان و يا باكتري‌هاي معده‌اي-روده‌اي نيترات را به نيتريت تبديل مي‌كنند. نيتريت مي‌تواند باعث مسموميت حاد و يا آثار مزمن شود. نيتريت مي‌تواند سبب بيماري متهموگلوبين و يا سندروم «كودك كبود» شود. همچنين نيتريت يك پيش‌درآمد براي ايجاد عوامل سرطان‌زا و سقط جنين‌هاي خود به خود مي‌باشد.
نیترات یونی است با حلالیت وپایداری زیاد، پتانسیل جذب و ترسیب کم. این خواص نیترات باعث گردیده است که نتوان آن را به آسانی و با استفاده از سیستمهای حذف متعارف از آب حذف نمود.
روش متداول در حذف نیترات استفاده از مکانیزم های فیزیکی و شیمیایی می باشد. این روش ها دارای راندمان مناسبی در جدا سازی نیترات از آب می باشند ولی به دلیل تولید پساب غلیظ حاوی نیترات بسیار بالا، دچار نقطه ضعف عمده ایی می باشند. بعلاوه هزینه های بالای سرمایه گذاری و بهره برداری از این تاسیسات موجب گردیده تا کاربرد این روش ها محدود به مناطقی خاص گردد. فرآیند جایگزین روشهای فوق، دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی است. این روش در مقایسه با فرآیندهای فوق دارای مزایایی است، در ادامه به پرداخته خواهد شد.
در این فرآیند حذف کامل نیترات بدون تولید یک پساب جانبی غلیظ ممکن می‌گردد. برای تحقق این منظور با ایجاد شرایط کم اکسیژن، نیترات توسط میکروارگانیزم های نیترات زدا در چرخه تنفس سلولی استفاده شده و در نهایت به صورت گاز ازت به جو زمین بازگردانده می شود.
در 50 سال گذشته، این فرآیند در تصفیه خانه های فاضلاب جهت کاهش نیترات خروجی به سرعت گسترش یافته است. ولی تجربیات اخیر نشان می دهد، دنیتریفیکاسیون بیولوژیک می‌تواند به طور مفید و موثری در حذف نیترات از آب شرب نیز مورد استفاده قرار گیرد و لذا ساختارهای متنوعی از آن جهت دنیتریفیکاسیون آب شرب مورد آزمایش قرار گرفته اند و روش های نوینی توسط شرکت تحقیقات پیشرفته در این مهم بکار گرفته شده است.