Reliable and Accessible Point-of-use Water Denitrification System

ENG: This paper describes the design and operation of a reliable and accessible point-of-use water denitrification system. The system includes a U-shaped submersible denitrifying biofilter and a bubble-film extractor. The biofilter utilizes the combined actions of denitrifying, sulfate-reducing, and sulfur bacteria. Denitrifying bacteria convert nitrates into nitrogen gas and reduce the calcium hardness of water in proportion to the nitrate concentration. When the water is contaminated with both nitrates and sulfates and the bacterial community receives excess nutrients (ethanol), some sulfates are converted into hydrogen sulfide. This process facilitates the removal of heavy metal ions from the water in the form of hydrosulfides. When the sulfate-reducing bacteria produce excess hydrogen sulfide, the sulfur bacteria convert it into colloidal sulfur at the biofilter outlet. The bubble-film extractor removes colloidal sulfur, heavy metal hydrosulfides, calcium carbonate dispersions, and hydrogen sulfide from the filtrate. The system is user-friendly, requiring no special skills or knowledge for installation and maintenance. The proposed system demonstrates cost-effective denitrification and water polishing over long-term use.

UKR:В статті описано конструкцію і роботу надійної та доступної системи денітрифікації води в точці споживання. Система включає U-подібний занурювальний денітрифікуючий біофільтр та бульбашково-плівковий екстрактор. Біофільтр використовує комбіновану дію денітрифікуючих, сульфатредукуючих і сірчаних бактерій. Денітрифікуючі бактерії перетворюють нітрати в газоподібний азот і знижують кальцієву жорсткість води пропорційна концентрації нітратів. Коли вода забруднена як нітратами, так і сульфатами, а бактеріальна спільнота отримує надлишкове живлення (етанол), частина сульфатів перетворюється на сірководень. Це перетворення дозволяє видалити іони важких металів з води у вигляді гідросульфідів. За умов надлишку сірководню, сірчані бактерії перетворюють його на колоїдну сірку на виході з біофільтра. Бульбашково-плівковий екстрактор видаляє з фільтрату колоїдну сірку, гідросульфіди важких металів, дисперсії карбонату кальцію та сірководень. Користувачі не потребують спеціальних навичок або знань для встановлення та обслуговування біофільтра для отримання очищеної води. Запропонований біофільтр демонструє економічну ефективність денітрифікації та доочищення води притривалому використанні.