Книга "Бассейн от "А" до "Я" Инструкция к действию

Feature image

18.7-Использование химреагентов для поддержания качества воды в бассейне


18.7 Использование химреагентов для поддержания качества воды в бассейне.

Первым делом необходимо поддерживать постоянными значениями уровень рН и содержания свободного хлора в воде. Зачем нужно держать уровень рН в норме?

Независимо от того из какого реагента в воде берется хлор, химия процесса дезинфекции воды остаётся одной и той же - той, при которой образуется хлорноватистая (гипохлористая) кислота. Эта кислота измеряется как свободный хлор с использованием DPD1 таблетки (DPD - Diethyl-p-phenylenediamine) и является дезинфицирующим агентом. Она вступает в реакцию с бактериями и другим органическими соединениями или же постепенно разлагается до получения иона гипохлорита, а затем и до полного разложения. Степень разложения хлорноватистой кислоты и, следовательно, эффективность её как дезинфицирующего средства зависит от значения pH в воде бассейна. В зависимости от того, какой донор хлора используется, при разложении хлорноватистой кислоты будут получаться некоторые дополнительные соединения, которые будут повышать или понижать уровень pH в воде бассейна. Следовательно, возникает необходимость коррекции уровня pH.

Значение рН влияет на то, какое количество хлорноватистой кислоты образуется, и, таким образом, влияет на эффективность этого дезинфицирующего средства.

При pH = [от 6,5 - 90% до 8,0 - 20%] хлор в воде будет находиться в виде хлорноватистой кислоты.

Если иметь в виду только хорошее обеззараживание воды в бассейне, то лучше всего было бы эксплуатировать бассейн, поддерживая значение pH в нём равным 6,5. Однако вода в таком случае будет кислой и, следовательно, будет способствовать образованию коррозии.

Следовательно, чтобы обеспечить идеальный баланс между эффективной дезинфекцией воды в бассейне и комфортом для купальщиков, следует поддерживать уровень pH в бассейне 7,2 - 7,6, а в идеале он должен равняться 7,4.

Хлор добавляется в воду плавательного бассейна для того, чтобы удалить из неё два основных вида органических загрязнений.

Для измерения общего хлора применяются таблетки DPD1. Соответственно, чтобы узнать количество связанного хлора, необходимо из общего хлора отнять свободный.

 

  1. Удаление бактериального загрязнения. Хлорирование.

Хлор - (греч. сhloros: зеленовато-желтый, бледно-зеленый) это желто-зеленый газ с резким удушливым запахом, очень ядовит, почти в 2,5 раза тяжелее воздуха. Умеренно растворим в воде: 3 объема хлора в 1 объеме воды. При этом происходит частичное химическое взаимодействие его с водой, однако большая часть растворенного хлора присутствует в виде молекул. Ядовитость газа, названного за свой цвет, объясняется его большой химической активностью. Он легко вступает в соединение почти со всеми химическими элементами, в том числе со многими металлами (натрием, калием, медью, оловом и др.). При химическом взаимодействии хлора с другими элементами выделяется большое количество тепла и света. Отнимая водород от воды, входящей в состав каждой клетки растительных и животных организмов, хлор тем самым разрушает структуру их, что влечет гибель всего живого - от едва различимых под микроскопом бактерий до крупнейших животных.

Только не надо пугаться. Для обработки воды в бассейнах используются вовсе не ядовитые свойства хлора, а свойства окислительные. Мало того, при растворении газообразного хлора в воде дезинфицирующий эффект проявляется совсем даже не благодаря ему. Дело в том, что при взаимодействии хлора с водой происходит реакция:

 

Н2О + Cl2 = НClO + НСl

 

Хлорноватистая кислота НClO, которая образуется наряду с соляной кислотой, полностью разлагается с выделением чрезвычайно реакционноспособного атомарного кислорода:

 

НClO = НСl + О

 

Ему, в конечном счёте, и следует приписать все заслуги в борьбе со всевозможной органикой.

Да и применение для этих целей хлор-газа уходит в небытие по причине многих недостатков: сложность точного дозирования, опасность при транспортировке и хранении баллонов, раздражающее действие хлора на слизистые и кожу человека. Хотя и сейчас такой способ обработки применяется достаточно широко (особенно это касается старых бассейнов общественного сектора).

Следующий часто применяемый хлорсодержащий препарат гипохлорит натрия является солью той же хлорноватистой кислоты. Это жидкость с содержанием активного хлора до 15-17%. Кроме того, промышленный гипохлорит содержит в огромных количествах железо и щелочь, что просто противопоказано для бассейна. Иногда через пару суток заметны характерные рыжие разводы вокруг донных форсунок, которые, кстати, очистить достаточно сложно, а расход рН регуляторов возрастает в несколько раз. К тому же сам по себе гипохлорит натрия нестабилен, и в промышленном варианте потери активного хлора в его составе могут достигать 1% в сутки. Чтобы избежать этого, следует применять лишь качественные препараты, выпускаемые специально для применения в бассейнах. Они имеют в своём составе гораздо меньше железа, щёлочи, а главное - стабилизаторы, позволяющие избежать потерь активного хлора, и использовать его даже спустя год. Вырабатывать гипохлорит натрия можно и непосредственно на месте использования.

А вот в бассейнах домашних самыми популярными за последнее десятилетие стали хлорпрепараты органического происхождения. Во всём мире они в настоящее время считаются самыми популярными средствами. В первую очередь благодаря простоте использования, минимальным побочным эффектам, и высокому содержанию активного хлора (от 55% до 90%). Это препараты на основе трихлоризоциануровой кислоты и её солей. Выпускаются они в виде таблеток или гранулята. Содержат добавки, влияющие на растворимость (т. н. «быстрый» и «медленный» хлор) и стабилизаторы хлора. При взаимодействии с водой они высвобождают активный хлор, который при известных обстоятельствах в воде провоцирует появление опять же хлорноватистой кислоты. Дальше механизм тот же. Наибольшее преимущество этой группы препаратов – стабильность. Изоциануровая кислота, остающаяся в воде после выделения активного хлора удерживает его ионы, не давая им разлагаться под воздействием света, тепла и ионов тяжелых металлов. Самый существенный недостаток тоже связан с изоциануровой кислотой. Дело в том, что она не разлагается, в силу чего её концентрация постепенно растёт, а при достижении 40 мг/л и более существенно поднимается «плодовитость» бактерий и водорослей. Низкие же концентрации не дают хлору долго задерживаться на боевом посту. Хлоризоцианураты практически не влияют на жесткость воды, что тоже немаловажно. Выпускаются такие препараты в силу своей популярности многими производителями. Но выбирать тоже надо осмотрительно. Причин много: содержание активного хлора, наличие нерастворимых примесей, скорость растворения, степень стабилизации, да и мало ли что ещё…

Неорганические препараты на основе активного хлора тоже могут производиться в форме таблеток либо гранулята. Основное действующее вещество - гипохлорит кальция. Главное преимущество – это более высокое содержание активного хлора в быстродействующих препаратах (до 75% против 55-60%), быстрое насыщение хлором воды, отсутствие эффекта «подкармливания» органики продуктами разложения. Недостатки: более высокая цена, повышение жесткости воды из-за насыщения её кальцием, более низкая стабильность, чем у хлоциануратов.

 

2. Удаление хлораминов

Моча и другие загрязняющие вещества на основе соединений азота, внесённые в воду бассейна купающимися, разлагаются с образованием соединений аммиака. Хлор, в форме хлорноватистой кислоты (HOCl) или свободного хлора, реагирует с этими соединениями. При этом образуются хлорамины или «связанный хлор». При условии, что в воде имеется достаточное количество HOCl, эти хлорамины будут продолжать разлагаться до тех пор, пока они не преобразуются в безвредные вещества. Однако если допустить, чтобы уровень хлора слишком сильно снизился, то в результате химической реакции вместо неких безвредных веществ может образоваться трихлорид азота. Он улетучивается с поверхности воды в бассейне, и является причиной появления «запаха хлора в плавательном бассейне» и значительных неудобств для купающихся и является причиной воспаленных глаз.

 Купающиеся постоянно вносят в воду плавательного бассейна дополнительные бактерии и азотистые соединения. Необходимо добавлять в воду хлор в достаточных количествах, чтобы разрушать эти соединения. В результате хлорамины будут удаляться из воды. Из практики известно, что следует стремиться к тому, чтобы на одну часть связанного хлора в воде бассейна приходилось две части свободного хлора.

Совершенно очевидно, что если купальщики будут тщательно мыться и посещать туалет до того как они войдут в воду плавательного бассейна, бактериальное и азотистое загрязнение этой воды сильно уменьшится, а значит, уменьшится и количество химикатов, попадающих в бассейн.

Не существует какого бы то ни было установившегося уровня содержания в воде хлорноватистой кислоты, при котором «связанный хлор» будет удаляться. Идеальным является такое состояние воды, когда не более одной трети общего содержания хлора в ней находится в форме «связанного хлора» при pH от 7,2 до 7,6.

Для того, чтобы удалить существующие в воде хлорамины, обычно используется процесс, называемый "предельное хлорирование". В этом процессе хлор добавляется до того предела, пока отношение свободного хлора (HClO) к хлораминам, связанному хлору, не станет достаточно высоким, чтобы превратить все хлорамины в газ азота (N2), HCl и H2O. Обычно требуется соотношение хлора к хлораминам 10:1. Поскольку превращение хлораминов газ азота (N2), HCl и H2O есть реакция свободного хлора и хлораминов, при предельном хлорировании наблюдается резкое падение уровня свободного и связанного хлора, после чего при дальнейшем добавлении хлора уровень свободного хлора пропорционально возрастает (процесс образования хлораминов и борьбы с ними подробней рассмотрим дальше).

Неорганические хлорамины довольно легко удаляются с помощью предельного хлорирования. Для бассейнов с содержанием неорганических хлораминов до 0,5 мг/л доза в 5 мг/л (в доступной форме хлора) должна быть вполне адекватной. Последующим эффектом в бассейне будет исчезновение "запаха хлора", проблем с дыханием и раздражением глаз.

Также хлорамины могут быть эффективно удалены с помощью ультрафиолета, пожалуй лучшего средства разрушающего хлорамины, или угольных фильтров, которые являются деозонаторами в системах озонирования. Однако следует отметить, что озонаторы будут удалять около 50% свободного хлора. Так что в бассейнах с системами озонирования воды, возможно, придётся использовать химикатов примерно на 50% больше, чем в бассейне, где не используются системы озонирования воды. Это, несомненно, повлияет как на общее солесодержание, так и на уровень pH.

Хлорноватистая кислота реагирует с аммиаком, в результате получаются неорганические хлорамины. Она также реагирует с другими азотсодержащими соединениями, такими как белки и аминокислоты. Различить эти два типа хлораминов при помощи тестирования с использованием DPD реагентов невозможно. Для того чтобы удалить органические хлорамины, используется метод хлорирования воды в момент проскока и / или метод введения ударной дозы хлора, что не всегда эффективно.

Удаление органических хлораминов - это нелёгкая задача. В настоящее время, по-видимому, есть всего несколько достаточно эффективных методов борьбы с загрязнением воды в бассейне органическими хлораминами. Это такие методы, как разбавление, а также использование активированного угля либо в форме фильтров, улавливающих хлорамины, либо в деозонирующих резервуарах.

Нагрузка на бассейн (количество купающихся в нём) может сильно меняться, к тому же невозможно точно оценить количество загрязнения. То количество хлора, которое добавляется в воду плавательного бассейна, должно быть достаточно тщательно выверено, чтобы, с одной стороны, обеспечивать хорошее качество воды, а с другой стороны - комфортные условия для купающихся. Когда проводится автоматический контроль состояния воды в плавательном бассейне, то осуществляется постоянный анализ воды из бассейна.

Определение неорганических хлораминов в воде осуществляется с помощью тестера и таблеток DPD2. Именно неорганические моно-, ди-, и три-хлорамины создают запах хлора в бассейне. При этом органические хлорамины запах не создают, но влияют на показания тестера.

Рассмотрим немного подробней химию хлорирования и борьбы с его соединениями.

Когда хлор добавляют в воду, образуется хлорноватистая (гипохлористая) кислота (свободный хлор). Она является мощным окислителем и очень эффективно разрушает загрязняющие вещества. Хлор быстро расходуется в присутствии бактерий, которые вносятся в воду купальщиками, поэтому его нужно добавлять по мере необходимости. Если рассматривать хлор в его самой простой форме, то можно увидеть, что происходит следующая обратимая реакция, которая уже рассматривалась ранее:

 

Сl220 <->НСlО+НСl

Хлор + вода = хлорноватистая кислота + хлористо-водородная (соляная) кислота.

 

В настоящее время в большинстве плавательных бассейнов в качестве доноров хлора используются гипохлориты (соли хлорноватистой кислоты) и вне зависимости от того, гипохлорит какого типа используется, образуется хлорноватистая кислота. Главное отличие между гипохлоритами заключается в том, какие другие химические вещества они добавляют в воду. В том случае, когда используется гипохлорит кальция, происходит следующая реакция:

 

Са(СlО)2 + Н20 <-> 2НСlО + Са++ + 2OН-

Гипохлорит кальция + вода = хлорноватистая кислота + ион кальция + гидроксильный ион.

А в случае гипохлорита натрия:

 

NaClO + Н20 <-> НСlО + Na+ + ОН-

гипохлорит натрия + вода = хлорноватистая кислота + натрия ион + гидроксильный ион.

 

Имеются еще два вида доноров хлора:

Трихлоризоциануровая кислота – Трихлор

Дихлоризоцианурат натрия - Дихлор

 

В этих двух дезинфицирующих средствах для очистки используется другой элемент -циануровая кислота. В той части инструкции, где рассказывается о тестировании воды, мы узнаем, какую роль она играет. Эти дезинфицирующие средства участвуют в следующих реакциях:

 

трихлор:

C3CI3N3O3+ ЗН20 <-> C3H3N3O3+ ЗНСlО

Трихлор + вода = циануровая кислота + хлорноватистая кислота.

 

дихлор:

 

C3H4Cl2N305Na + 20 <-> C3H2N3O3Na + 2Н20 + 2НСlО

Дихлор + вода = циануровая кислота + вода + хлорноватистая кислота.

 

Так как хлорноватистая кислота является слабой кислотой, то она продолжает разлагаться:

 

НОСl <-> Н+ + ОСl-

Хлорноватистая кислота ион водорода + ион гипохлорита

 

Скорость, с которой хлорноватистая кислота разрушается, зависит от рН фактора. Так как ни ион водорода, ни ион гипохлорита не являются эффективными дезинфицирующими средствами, то необходимо, чтобы уровень рН поддерживался в пределах жестко заданных параметров.

Уровень содержания хлора в воде должен быть достаточным для защиты от перекрестной инфекции еще до того, как пловцы войдут в бассейн. Загрязнение от пловцов приходит в воду бассейна в виде мочи, пота, слизи и т.п. Может происходить до трех реакций между хлором и загрязнителями на основе аммиака, которые называются хлораминами. Ниже изложены процедуры их получения и разрушения.

Первая реакция, которая происходит - это формирование монохлораминов.  Они стабильны при нормальных уровнях рН в бассейне, не раздражают кожу и глаза, но не очень эффективны как дезинфицирующее средство. Реакция следующая:

 

НСlO+ NH3 -> NH2Cl + Н20

Хлорноватистая кислота + аммиак  = монохлорамин +вода

 

Если мы будем продолжать добавлять хлор, то реакция продолжится:

 

НСlО + NH2Cl -> NHCl2 + Н20

Хлорноватистая кислота + монохлорамин = дихлорамин +вода.

 

Дихлорамин раздражает как глаза, так и нос. Он неустойчив при нормальных уровнях рН и легко разлагается, при условии что имеется в наличии достаточное количество хлора. Если в воду добавлено достаточное количество хлора, то следующий шаг реакции приводит химические соединения в такое состояние, когда они относительно безвредны:

 

NH2Cl + NHCl2 -> ЗНСl + N2

монохлорамин + дихлорамин -> хлористоводородная кислота + азот.

Если же хлора введено недостаточно, то в результате следующей реакции образуется высокий уровень содержания хлора в смеси с другими веществами (комбинированного хлора):

 

НСlО + NHCl2 -> NCl3+ H2O

Хлорноватистая кислота + дихлорамин = трихлорид азота + вода.

 

Хлорамины, которые не удалось «обуздать» являются сильными раздражителями, и именно они дают этот знакомый всем «запах хлора», который так часто чувствуется в помещениях бассейнов. Если образуется трихлорид азота, то он пахнет почти также, но гораздо резче и вызывает сильное раздражение глаз у купальщиков и обслуживающего персонала бассейна.

До недавнего времени тех сведений о химии хлорирования, которые изложены выше, было достаточно, чтобы нормально управлять бассейном. Сейчас нужно еще уметь различать органические и неорганические виды хлораминов, которые присутствуют в воде бассейна. Хотя эти два вида хлораминов давно известны и хорошо изучены, Джордж Уайт в своей книге «Руководство по хлорированию», изданной в 1972г., подробно их описывает. Те люди, кто работает с водой в плавательных бассейнах, обратили внимание на различие между этими двумя видами хлораминов только в последние годы. Выше представлены реакции хлора с загрязнителями на основе аммиака и показано, как образуются неорганические хлорамины.

Органические хлорамины - это другое дело. Эти соединения - результат азотистого загрязнения, которое оставляют в бассейне купальщики. Одно из самых часто встречающихся соединений - это креатинин, который есть в моче и поте. Попытки избавиться от этих соединений при помощи хлорирования только ухудшают ситуацию. С ними нужно обращаться по-другому. Известно, что разбавление, озонирование или использование ультрафиолетового света может иметь большое значение для решения данной проблемы.

Еще немного о хлораминах в плавательных бассейнах

Ранее было рассмотрено, что, когда хлор добавляют в воду, то образуется хлорноватистая кислота (НОСl). Эта кислота впоследствии действует как дезинфицирующее средство (убивает бактерии, водоросли, возбудителей грибковых инфекций и т.п.) и как окислитель (удаляет органические и неорганические загрязнения). Здесь возникает нежелательный побочный эффект, которого, однако, можно избежать. Это реакция хлорноватистой кислоты с азот-содержащими соединениями, которые поступают в воду бассейна от купальщиков и из окружающей среды (например, листья с деревьев). При этом образуется неспецифический класс соединений, которые называются хлораминами или «комбинированным хлором». С целью обсуждения и для того чтобы прояснить ситуацию, принято считать, что «комбинированный хлор» подразделяется на неорганические и органические хлорамины, хотя такой подход, является, безусловно, слишком упрощённым.

 

Неорганические хлорамины

Неорганические хлорамины образуются в результате реакции НОСl с аммиаком (NH3). В бассейнах чаще всего встречаются монохлорамин (NH2CI), дихлорамин (NHCI2) и трихлорамин (NCI3). Сама же реакция может быть представлена в следующем виде:

3NH3 + 6НСlО — NH2CI + NHCI2 + NCI3+ 6Н20

 

Органические хлорамины

Органические хлорамины формируются в результате реакции НОСl с азот-содержащими органическими соединениями, такими как протеины и аминокислоты. Реакция может быть представлена следующим образом:

 

R-NH2 + НСlО — R-NHCl + Н20

где R - это какой-нибудь органический радикал.

 

Система органических хлораминов

Органические хлорамины представляют собой проблему только в больших плавательных бассейнах, которые находятся в помещении и интенсивно используются. В бассейнах, находящихся на открытом воздухе, они не являются проблемой, вероятно из-за ультрафиолетового света. Ультрафиолетовый свет оказывает каталитическое воздействие, в результате чего органические хлорамины либо вообще не образуются, либо, если они все-таки сформировались, то под воздействием этого света быстро разрушаются. Признаки, указывающие на присутствие органических хлораминов в бассейне, следующие:

1)      Комбинированный хлор сохраняется в воде даже после повторной ударной обработки бассейна;

2)      Есть данные о «запахе хлора», проблемы с дыханием у купальщиков и персонала бассейна, а также раздражения глаз и кожи.

 

Воздействие на качество воды

Неорганические хлорамины обычно являются причиной того, что в плавательных бассейнах появляется «запах хлора», проблемы с дыханием и раздражения глаз у людей. Все это может случиться уже при такой низкой концентрации неорганических хлораминов как 0,3 мг на литр. С другой стороны, органические хлорамины могут присутствовать в воде в намного более высокой концентрации (например, 3 мг на литр). При этом они хотя и могут вызывать проблемы, связанные со вкусом и запахом, но все-таки не оказывают заметного ухудшения на качество воды. Так как их часто принимают за вредные неорганические хлорамины, то их часто называют «неудобными остаточными продуктами».

 

Тестирование на содержание в воде комбинированного хлора

Стандартный тест на содержание в воде «свободного хлора» (free available chlorine - FAC) измеряет концентрацию НОСl в воде. Тест выполняется с использованием DPD1 таблетки (DPD - Diethyl-p-phenylenediamine), при помощи специального набора оборудования для тестирования. Тест на «комбинированный хлор» (combined chlorine - СС) - это попытка измерить количество неорганических хлораминов, которые упоминались выше, т.е. NH2CI, NHCI2 и NCI3. При этом используется DPD3 таблетка, и делается попытка измерить то, что называется «общее содержание хлора» (total chlorine - ТС) т.е. НОСl + NH2CI, NHCl2 и NCI3. Чтобы узнать, какое количество комбинированного хлора присутствует, нужно из «общего содержания хлора» вычесть «свободный хлор», т.е.

 

СС =TC-FAC

 

Однако, возникает трудность, когда в воде присутствуют органические хлорамины, как те, которые упомянуты выше. Они часто вступают в реакции с DPD2 реагентами, и интерпретируются, как неорганические хлорамины, что ведет к ошибочному мнению о том, что в воде есть высокий уровень содержания моно-, ди-, и трихлорамина.

 

Предельное хлорирование

Для того, чтобы удалить существующие в воде хлорамины, обычно используется процесс, называемый "предельное хлорирование". В этом процессе хлор добавляется до того предела, пока отношение свободного хлора (НСlО) к хлораминам, связанному хлору, не станет достаточно высоким, чтобы превратить все хлорамины в газ азота (N2), НСl и Н20. Обычно требуется соотношение хлора к хлораминам 10:1. Поскольку превращение хлораминов газ азота (N2), НСl и Н20 есть реакция свободного хлора и хлораминов, при предельном хлорировании наблюдается резкое падение уровня свободного и связанного хлора, после чего при дальнейшем добавлении хлора уровень свободного хлора пропорционально возрастает.

 

Удаление органических хлораминов

Удаление органических хлораминов - это не очень легкое дело, так как большинство из них высоко устойчивы к окислению хлором, как уже упоминалось выше. Поэтому ударная обработка воды хлором не помогает избавиться от них.

Наилучшим методом удаления органических хлораминов, по-видимому, является метод разбавления, хотя его используют неохотно, так как он неэкономичный и требует использования дополнительных материально-технических средств. Довольно эффективен метод, при котором используются фильтры из активированного угля. Такие фильтры устанавливаются автономно и постоянно обрабатывают небольшие количества воды в боковых водотоках бассейна. Активированный уголь необходимо периодически удалять из фильтров для регенерации.

Резюме

Органические хлорамины - это продукты реакции между хлором и органическими аминами, например, аминокислотами. Их присутствие физически незаметно (т.е. нет запаха и раздражения глаз у людей), но их часто обнаруживают в воде при помощи специальных приборов для тестирования воды в бассейне (DPD). Путем хлорирования в момент проскока будут удаляться неорганические хлорамины, которые ответственны за «запах хлора» и раздражение глаз и кожи, но не будут удаляться органические хлорамины. Наилучшим способом удаления органических хлораминов является разбавление.

Водный баланс

Анализ сбалансированности воды проводится для того, чтобы определить, существует ли в воде коррозионная среда, а также такая среда, которая способствует образованию твёрдого осадка. Если коррозионная среда существует, то последствия этого вполне очевидны и устранение их требует больших затрат. И наоборот, можно при помощи специальных контролируемых действий поддерживать воду в таком состоянии, что в ней будет образовываться некоторое количество твёрдого осадка. Тогда в воде будут существовать такие условия, что на всех деталях оборудования будет откладываться тонкий и прочный слой кальция, который будет защищать это оборудование от коррозии.

В прошлом было возможно поддерживать общее солесодержание в воде на низком уровне за счёт использования более чистых химических веществ и других факторов. В настоящее время увеличивается использование гипохлоритов, кислот и тому подобных химических веществ. Поэтому очень важно включать в формулу, по которой оценивается качество воды, действительный показатель общего солесодержания. В результате, стандартным общепринятым анализом, при помощи которого определяется качество воды, в настоящее время является анализ, в котором определяется индекс насыщения Ланжелье.

Индекс насыщения ланжелье

В анализе воды, который применяется для определения индекса насыщения Ланжелье, используются результаты некоторых других анализов воды, уже описанных в данной книге. Эти результаты преобразуются в коэффициенты, в результате сложения и вычитания которых по некоей формуле получается Индекс Насыщения (И.Н.). Если индекс отрицательный, то это указывает на агрессивное или коррозионное состояние воды. Если индекс положительный, то это показывает на то, что в воде есть условия для образования твёрдого осадка.

 

 

Численные показатели для формулы ланжелье

температура

общая щёлочность

жёсткость воды по
кальцию

общее

солесодержание

°C

ТК

мг/литр

КЩ

мг/литр

КЖ

мг/литр

КС

0,0

0

25

1,4

50

1,3

0

12,0

2,8

0,1

50

1,7

75

1,5

1000

12,1

7,8

0,2

75

1,9

100

1,6

2000

12,2

11,7

0,3

100

2,0

150

1,8

3000

12,25

15,6

0,4

150

2,2

200

1,9

4000

12,3

18,9

0,5

200

2,3

300

2,1

5000

12,35

28,9

0,7

400

2,6

600

2,35

 

 

34,4

0,8

800

2,9

800

2,5

 

 

40,6

0,9

1000

3,0

1000

2,6

 

 

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ                                   = ТК

КОЭФФИЦИЕНТ ЩЁЛОЧНОСТИ                                          = КЩ

КОЭФФИЦИЕНТ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ ПО КАЛЬЦИЮ    = КЖ

КОЭФФИЦИЕНТ ОБЩЕГО СОЛЕСОДЕРЖАНИЯ             = КС

1 мг-экв/л ~ 50 мг/л CaCO3

 Индекс Ланжелье считается по следующей формуле:

pH + Температурный Коэффициент + Коэффициент Щёлочности + Коэффициент Жёсткости Воды по Кальцию - Коэффициент Солесодержания = Индекс Насыщения (И.Н.)

Хотя формула и кажется несколько громоздкой и сложной, ею довольно легко пользоваться. Выше приведена таблица численных показателей для формулы Ланжелье, которую следует использовать для проведения расчётов.

  1. «pH» в формуле относится к действительному значению фактора pH для воды данного бассейна.
  2. Температурный коэффициент (ТК) - это число, которое записано в таблице численных показателей рядом с числом, обозначающим реальную температуру воды в бассейне. Запишите это число под значением pH.
  3. Для того чтобы определить коэффициент жёсткости воды по кальцию (КЖ), нужно измерить содержание кальция в воде в мг/литр, затем, используя полученную цифру, найти в таблице соответствующий ей коэффициент. Этот коэффициент записывается под первыми двумя числами - значением pH и коэффициентом ТК. Затем находим коэффициент щёлочности (КЩ) и коэффициент общего солесодержания (КС), используя тот же самый способ, что и с коэффициентом жёсткости. Полученные коэффициенты записываем один под другим.

4.      Теперь нужно произвести вычисления по формуле. В результате вычислений может получиться положительное или отрицательное число - Индекс Насыщения (И.Н.). Отрицательный Индекс указывает на то, что вода находится в агрессивном или коррозионном состоянии. Положительный Индекс указывает на то, что в воде существуют условия для формирования твёрдого осадка. Идеальной будет такая вода в бассейне, в которой всегда есть среда, способствующая образованию небольшого количества твёрдого осадка.

 

 

Вот два типичных примера:

бассейн а.

значения

коэффициентов

коэффициент
ланжелье

бассейн б.

значения

коэффициентов

коэффициент
ланжелье

pH    7,4

7,4

pH    7,4

7,4

КЩ  100

2,0

КЩ  100

2,0

КЖ   100

1,6

КЖ   600

2,35

t°  84°F (29°C)

0,7

t°  84°F (29°C)

0,7

Сумма =

11,7

Сумма =

12,45

КС 2950

-12,1

КС 1350

-12,15

И.Н. (индекс насыщения) =

-0,4

И.Н. (индекс насыщения) =

+ 0,3

 

В бассейне А, где высокое солесодержание и низкая жёсткость воды по кальцию, вода находится в коррозионном состоянии. А в бассейне Б, где общее солесодержание низкое, а жёсткость воды по кальцию - высокая, в воде имеются условия для формирования твёрдого осадка. Высокая общая щёлочность не компенсирует низкую жёсткость воды по кальцию.

 

Далее рассмотрим основные дезинфицирующие реагенты, применяемые в бассейнах.

Хлор-изоцианураты

(Дихлор- и трихлоризоциануровая кислоты):

  • Выпускаются в виде гранул, которые быстро растворяются в воде. В таком виде содержат 55 % активного хлора (быстрый хлор).
  • Выпускаются также в виде таблеток или агрегатов, которые медленно растворяются в воде. Содержат 90% активного хлора (трихлоризоциануровая кислота) (хлор 85, хлор 90).
  • Поставляются в упаковках разного размера.
  • Срок хранения - не менее 12 месяцев.
  • Могут быть добавлены в воду вручную или при помощи дозатора.
  • Повышают кислотность воды в бассейне (понижают pH). pH-фактор дихлоризоциануровой кислоты практически нейтрален а у трихлоризоциануровой кислоты равен 3. Поэтому требуется проводить коррекцию уровня pH. Обычно pH корректируют, добавляя карбонат натрия (кальцинированную соду).
  • Вместе с хлор-изоциануратами в воду поступает циануровая кислота, которая делает эти дезинфицирующие средства устойчивыми к воздействию ультрафиолетового света. Что в свою очередь делает их дезинфицирующими средствами, удобными для использования в бассейнах, расположенных на открытом воздухе.
  • Уровень циануровой кислоты в воде следует регулировать путём разбавления. Максимальный уровень - 200 мг кислоты на литр воды.
  • Если уровень циануровой кислоты будет больше, то может сильно ухудшиться качество воды. А это, в свою очередь, приведёт к тому, что необходимо будет использовать больше хлора для того, чтобы продезинфицировать воду в бассейне в достаточной степени.

 

Газообразный хлор:

  • Сжатый газ, который поставляется в специальных баллонах характерного жёлтого цвета.
  • Хотя газообразный хлор считается наиболее опасным из используемых в бассейнах дезинфицирующих средств, он всё ещё используется во многих бассейнах как старых, так и новых.
  • На 100% состоит из активного хлора. После введения газообразного хлора общее содержание TDS в воде почти не увеличивается.
  • Уменьшает pH (pH-фактор хлорного газа равен 2). Уровень pH корректируется путём введения в воду карбоната натрия или при помощи использования доломитовой загрузки фильтра.

 

Гипохлорит натрия:

  • Представляет собой жидкость, получаемую как неочищенный побочный продукт, получаемый при производстве каустической соды.
  • Содержит 12-15% активного хлора. При неправильном хранении быстро разлагается.
  • Поставляется в специальных пластиковых емкостях, предназначенных для кислот, или в больших наливных контейнерах.
  • Имеет уровень pH равный 12. Чтобы провести коррекцию pH, требуется добавить в воду бассейна большое количество кислоты.
  • Содержит большое количество хлоридов (солей хлористоводородной кислоты) и, таким образом, способствует увеличению общего солесодержания (TDS).
  • Должен храниться в вентилируемых контейнерах в прохладном тёмном месте.
  • Может быть генерирован на месте методом электролиза в солевом растворе.

•        Добавляется в воду бассейна при помощи насоса или специального резервуара. Вручную работать с этим химикатом не рекомендуется.

 

Гипохлорит кальция

  • Выпускается в виде сухих гранул или таблеток.
  • Упаковка: контейнеры по 40-45 кг или пакеты меньшего размера.
  • Может быть добавлен в воду бассейна как вручную, так и через насос или специальный резервуар, а также через специальный дозатор.
  • Минимальное содержание активного хлора в гипохлорите кальция - 65%.
  • Уровень pH гипохлорита кальция равен 9, и, следовательно, для его коррекции требуется добавлять в воду кислоту во всех местностях, кроме тех, где природная вода кислая.
  • Срок хранения - 2 года.
  • Скорость растворения может варьироваться у разных производителей.

 

Озон:

  • Озон получают на месте при помощи электрического разряда высокого напряжения в сухом воздухе.
  • Озон - самый мощный из всех имеющихся в наличии окисляющих агентов, но он неустойчив (легко превращается в кислород).
  • Озон втягивается в воду при помощи вакуума. После того, как озон проконтактирует с водой, его удаляют через фильтры с загрузкой из активированного угля.
  • Озон удаляют из воды до того, как она возвращается в плавательный бассейн, так что необходимо использовать ещё и вторичное дезинфицирующее средство.
  • Озон дорог в установке. К тому же те шаблоны, по которым он использовался ранее, часто бывали ненадёжными.
  • Деозонирование позволяет удалить из воды хлорамины, но при этом из неё удаляется и большое количество свободного хлора.
  • Допустимо присутствие небольших количеств остаточного озона в воде бассейна. Общее количество потребляемого озона велико из-за жёсткой промывки этого газа через фильтры.

 

Бром-хлор-диметил гидантоин («таблеки брома»):

  • Выпускается в виде цельных таблеток белого цвета. Вносится в воду при помощи простого эрозионного дозатора.
  • Хлор,    содержащийся   в   этом   препарате,    способствует   высвобождению   брома. Высвободившийся бром дезинфицирует воду.
  • Особенно   активно   используется   в   бассейнах-спа,   так   как   он   сохраняет   свои дезинфицирующие качества и эффективность при изменении уровней pH и температуры.
  • Содержание гидантоина в воде необходимо регулировать при помощи разбавления.
  • Не очень эффективен в больших бассейнах, в которых бывает много купальщиков.

 

Ультрафиолетовый свет:

  • Используется параллельно с хлорированием во многих бассейнах.
  • Воду облучают ультрафиолетовым светом с разными длинами волн.
  • Считается, что в результате применения ультрафиолетового света в воде уменьшается количество хлораминов.
  • Трубки, через которые ведётся облучение воды, необходимо регулярно чистить.
  • Используется в сочетании с каким-либо дезинфицирующим средством.

 

 

Медные или серебряные ионизаторы:

•        Медные и серебряные электроды помещаются в водопроводной трубе, по которой вода поступает в бассейн. Регулируемый поток воды приносит электрически заряженные ионы в воду бассейна.

  • Ионы меди действуют как альгициды (убивают водоросли), а ионы серебра действуют как бактерициды (убивают бактерии).
  • Успешно используется для уменьшения количества водорослей в воде. Следует, однако, помнить о том, что водоросли в воде - это симптом, указывающий на то, что вода в бассейне загрязнена. С загрязнением нужно бороться при помощи других дезинфицирующих средств, так как медные и серебряные ионизаторы в данном случае не помогут.

 

Полигексаметилен гуанидина (ПГМГ)

Вот уже долгое время основным продуктом для обеззараживания воды всех видов бассейнов, согласно мировым стандартам, являются хлор и хлорсодержащие препараты. Несомненно, эффективные, однако далеко не идеальные средства, особенно с учетом их негативного воздействия на человеческий организм. Как известно, до 1% вносимого хлора, вступая в реакцию с органикой, находящейся в воде, образует опасные канцерогенные соединения, вызывающие аллергии, раздражение кожи и глаз. Недавнее исследование бельгийских ученых установило, что летучие продукты взаимодействия хлора с потом, образующиеся в бассейнах, очень вредны для легких. У постоянных посетителей — детей и взрослых — были измерены уровни определенных белков в крови, служащих показателем повреждения легочной ткани. Согласно полученным результатам, частота посещения бассейна напрямую связана с уровнем этих белков. Причем у детей, которые регулярно посещают бассейн, результаты анализов были такими же, как у заядлых курильщиков. Повышенная концентрация этих белков была также выявлена у людей, которые долгое время находятся у воды, но не плавали в бассейне. Поэтому уже давно ученые всего мира с переменным успехом ищут возможности найти безопасную замену хлору и хлорсодержащим препаратам для обеззараживания воды, в том числе и воды плавательных бассейнов.

Основным компонентом многих бесхлорных средств дезинфекции является синтетический бактерицидный полиэлектролит на основе гуанидиновых соединений, вызывающий гибель грамм-положительных и грамм-отрицательных бактерий. Эти, широко распространенные в природе соединения, уже давно применяются в качестве физиологически активных веществ: лекарств, антисептиков, пестицидов. В 1986 году в США был зарегистрирован препарат для обеззараживания воды плавательных бассейнов – Baquicil, который однако не получил широкого распространения по причине высокой стоимости из-за слишком большой доли (20%) используемого дорогого бигуанидина, составляющего его основу. В настоящее время разработан способ получения более дешевого синтетического органического полимера — катионного бактерицидного полиэлектролита — полигексаметилен гуанидина (ПГМГ). Именно его было решено использовать в качестве базового в разрабатываемом нами дезинфицирующем средстве. Вторым его компонентом было выбрано широко распространенное четвертичное аммонийное соединение (ЧАС) — алкилбензилдиметиламмоний хлорид. Целью совмещения этих двух компонентов было усиление бактерицидной активности создаваемого препарата (до 40 раз по сравнению с активностью гуанидина) за счет синергетического эффекта, возникающего при их взаимодействии. Такой результат позволяет использовать значительно меньшие дозы действующих веществ (практически, гомеопатические), что это делает препарат абсолютно безопасным для человеческого организма. К тому же, и это очень важно, ни один из этих компонентов не накапливается в организме, а под действием ферментов перерабатываются в мочевину и полностью выводятся из организма.

Основные характеристики этих препаратов:

 

  • обладает сильным бактерицидным (включая споровые бактерии, легионеллу и туберкулез), вирулицидным (включая вирусы гепатитов, и ВИЧ-инфекции) и фунгицидным (включая кандидозы, дермофитии) действием,
  • обладает альгицидными свойствами,
  • обладает долговременным действием,
  • не зависит от степени загрязнения и качества обрабатываемой воды,
  • не образует токсичных канцерогенов,
  • обладает сильным флокулятивным эффектом,
  • расходуется в малых количествах,
  • прост в эксплуатации и хранении,
  • безопасен для человека, животного, растительного мира и окружающей среды,
  • безвреден для любых материалов,
  • имеет лучшее соотношение качества и цены,
  • эффективен в широком диапазоне рН (от 6,2 до 9,1),
  • не теряет бактерицидные свойства и не разлагается в горячей воде (до 600 С)

 

Каков же механизм бактерицидного действия? Поскольку все микроорганизмы обладают отрицательным суммарным электрическим зарядом, то они притягивают катион препарата, который соприкасаясь с мембраной микроорганизма, проникает сквозь нее внутрь клетки, где блокирует биологическую активность ферментов микроорганизма, препятствуя репликации нуклеиновых кислот, и парализует его дыхательную систему, что и приводит к его гибели. Еще одной замечательной стороной гуанидиновых соединений помимо бактерицидного является сильное флокулятивное действие, способствующее ощутимому улучшению органолептических свойств воды. Таким образом, и это особенно принципиально для обработки воды открытых бассейнов, применение таких реагентов позволяет заменить использование классической триады: хлора (для дезинфекции воды), альгицида (для противодействия биообрастанию) и флокулянта (для очистки воды).

В настоящее время существует множество препаратов, изготовленных на основе полигексаметилен гуанидина и четвертичного аммонийного соединения. Причем некоторые фирмы, разливающие химию из бочек, выдают эту разработку за свою собственную.

 

Стабилизация уровня хлора в воде плавательного бассейна.

Свободный хлор нестабилен в присутствии ультрафиолетового света. Использование цианурового стабилизатора поможет более эффективно и с меньшими затратами эксплуатировать плавательные бассейны, расположенные на открытом воздухе.

Такой стабилизатор уже содержится в гранулах дихлор-изоцианурата, а также в таблетках трихлор-изоцианурата, что делает их идеальными дезинфицирующими средствами для использования в бассейнах, расположенных на открытом воздухе. Процесс внесения этих средств в воду очень простой. Он проводится вручную или с помощью проточного дозатора.

Количество стабилизатора (циануровой кислоты) в воде необходимо регулировать с помощью разбавления. Если не проводить регулярного разбавления воды, то качество воды ухудшится, а эффективность хлора уменьшится.

Максимальный рекомендуемый уровень цианурового стабилизатора в плавательном бассейне - 200мг на литр воды. Однако, правилами не запрещено превышать этот уровень в тех случаях, когда наблюдается нехватка воды и нет возможности вовремя провести разбавление воды в бассейне. Чтобы компенсировать увеличение количества цианурового стабилизатора в воде, требуется увеличить количество хлора в ней.

Если в открытом бассейне используется нестабилизированный донор хлора, то циануровый стабилизатор можно вносить в воду отдельно, начиная с концентрации 100 мг на литр. Естественно, что количество цианурового стабилизатора будет уменьшаться по мере того, как свежая вода будет добавляться в бассейн. В таком случае потребуется внести добавочную порцию стабилизатора. В случае использования цианурового стабилизатора потребление хлора сильно снижается, иногда больше чем наполовину. Это позволяет более успешно поддерживать уровень остаточного хлора в воде.

Ниже перечислены основные требования относительно содержания бактериологических и химических загрязнителей, которые могут содержаться в воде бассейна.

  1. Содержание остаточного свободного хлора не должно превышать 3,0 мг/литр, а также не должно быть ниже, чем 1,0 мг/литр. Для того чтобы обеспечить необходимый уровень бактериологической безопасности, количество свободного хлора и связанного хлора в воде должно, в идеале, поддерживаться в соотношении 2:1. При этом содержание связанного хлора не должно превышать 1,0 мг / литр. В тех бассейнах, где используются стабилизированные доноры хлора, содержание связанного хлора может достигать 4,0 мг / литр.
  2. Воду в бассейне необходимо содержать в таком состоянии, что в образце ёмкостью 100 миллилитров не должно быть ни организмов кишечной палочки, ни организмов эшерихии коли (кишечной бактерии). В идеале, вода также не должна содержать организмов псевдомонас аеругиноза (Pseudomonas aeruginosa). Для определения содержания других бактерий используется чашечный метод подсчёта микроорганизмов, когда количество микроорганизмов определяется посевом на чашках Петри. В данном случае, проба воды в 100 мл инкубируется в течение 24 часов при 37°. Чтобы вода была признана пригодной для купания, то есть удовлетворяющей бактериологическим стандартам, общее количество бактерий, содержащихся в одном миллилитре данной пробы после инкубации не должно превышать 10 штук.
  3. Содержание белкового азота не должно превышать 0,25 мг/литр.
  4. Количество абсорбированного кислорода не должно превышать 2,5 мг/литр в течение четырёх часов при 27°C.
  5. В воде не должно быть аммиака ни в свободном виде, ни в виде солей.
  6. Общая щёлочность должна поддерживаться в следующих пределах:

При дезинфекции гипохлоритом кальция                     80-120 мг / литр

При дезинфекции гипохлоритом натрия                       120-150 мг / литр

При дезинфекции изоциануратами                                           100-200 мг / литр

7. Уровень pH в воде необходимо поддерживать в диапазоне от 7,2 до 7,8, но предпочтительнее в диапазоне от 7,4 до 7,6.

К содержанию--->                                                                                                                                                          Следующая--->


Комментарии (0)



Добавление комментариев закрыто.
2010-2016 © Waterspace | Все права защищены.